La batería de UPS ocupa una posición muy importante en los equipos de suministro de energía de UPS. En la actualidad, la batería de plomo-ácido sellada y libre de mantenimiento ampliamente utilizada en fuentes de alimentación UPS pequeñas y medianas representa entre 1/4 y 1/2 del costo total de las fuentes de alimentación UPS. No solo eso, el mantenimiento real también muestra que más del 50% de las fallas de energía del UPS están relacionadas con las baterías del UPS. Independientemente de si es la causa o el resultado de una falla del UPS, la falla de la batería del UPS se manifestará directamente como una mayor resistencia interna, voltaje terminal insuficiente, capacidad insuficiente o corriente de descarga instantánea que no cumple con los requisitos de encendido. arranque de carga. Por lo tanto, al usar y mantener las fuentes de alimentación de UPS, es particularmente importante comprender correctamente las baterías de UPS, usarlas de manera científica y dominar los métodos de prueba y selección de baterías de UPS (para facilitar la explicación del problema, las baterías de UPS se denominan baterías para abreviar.)
1. Principales indicadores técnicos de la batería del UPS.
Entre los indicadores para medir baterías de UPS, la tensión nominal y la capacidad nominal de la batería son los dos indicadores técnicos más utilizados.
La capacidad de la batería se refiere a la potencia de salida de una batería completamente cargada cuando se descarga hasta el voltaje de corte. En el caso de descarga de corriente constante, la capacidad Q=It?
En la fórmula, Q——la cantidad eléctrica liberada por la batería, ¿Ah?
I—corriente de descarga, A;
t—tiempo de descarga, h.
El llamado voltaje de terminación se refiere al voltaje al que la batería no puede funcionar normalmente cuando la batería es inferior al voltaje especificado. En otras palabras, si la batería continúa descargándose cuando el voltaje es inferior al voltaje de corte, la batería puede dañarse.
La capacidad nominal o capacidad nominal de la batería está representada por la letra C. Por ejemplo, para una batería con una capacidad nominal de 6Ah, C=6Ah; para una batería con una capacidad nominal de 24Ah, C=24Ah.
El concepto de capacidad es esencialmente la representación de la conversión de energía de la batería. Por ejemplo, considerando el hecho de que el voltaje terminal E=12V de la batería permanece casi constante durante el uso real y la expresión de energía de salida W(t)=IVt=IEt, por lo tanto, desde la perspectiva del efecto energético, se puede entender que la batería se mantiene en el terminal La energía se libera bajo la condición de voltaje constante, si se descarga con una corriente de 6A, se puede descargar durante 1h o con una corriente de 1A durante 6h.
2. Sistema de descarga y tasa de descarga.
Cuando se investigan baterías, a menudo se especifica un tiempo de descarga uniforme, lo que se denomina sistema de descarga. Utilice la capacidad de descarga dada para encontrar la corriente de descarga a través de la capacidad nominal. Corriente de descarga (A) = capacidad nominal de la batería (Ah) / tiempo de descarga (h)
Para comparar baterías con diferentes capacidades, la corriente de descarga no se expresa por el valor actual (amperios), sino por la relación entre la capacidad nominal C y el tiempo de descarga, que se denomina tasa de descarga o tasa de descarga. La tasa de descarga del sistema de 20 h es C/20 = 0,05 C y la unidad es A. Por lo tanto, el índice de capacidad 6 Ah de la batería 12V6AH mencionada anteriormente se mide a una tasa de descarga de 20 h, es decir, una tasa de descarga de 0,05ºC. Para la batería NP6-12, 0,05 Cis equivale a una corriente de 0,3 A.
3. Pruebe la batería del UPS
El propósito de probar la batería del UPS es determinar si la batería cumple con los requisitos de la fuente de alimentación del UPS. Esto es necesario al reemplazar la batería del UPS y determinar si la batería original del UPS ha fallado.
En el mantenimiento real de UPS, los requisitos generales de suministro de energía de UPS para baterías: cumplir con el voltaje terminal de la batería original; la batería debe tener las características de generar una gran corriente en el momento del arranque y descarga; cumplir con una cierta capacidad y resistencia interna para garantizar el tiempo de suministro de energía del inversor.
De los requisitos anteriores de la fuente de alimentación del UPS para la batería se puede ver que es imposible determinar si la batería está en buen estado o en mal estado simplemente midiendo el voltaje del terminal de la batería del UPS.
3.1 Mida el voltaje terminal de la batería del UPS
(1) Mida el voltaje del terminal de la batería fuera de línea
La medición fuera de línea del voltaje terminal de la batería se refiere a la medición directa del voltaje en ambos extremos de la batería utilizando el rango de voltaje de CC de un multímetro o voltímetro cuando la batería está desconectada de la línea de conexión original. El voltaje medido en el terminal de la batería es de aproximadamente 12 V y el valor mínimo no puede ser inferior a 10,5 V. Una batería con menos de 10,5 V tiene bajo voltaje o puede haber fallado. Si este tipo de batería está cargada o el voltaje del terminal después de la carga aún no llega a 12 V, se trata de una batería defectuosa.
(2) Mida el voltaje del terminal de la batería en línea
La medición en línea del voltaje del terminal de la batería se refiere al uso del rango de voltaje de CC de un multímetro o un voltímetro para medir el voltaje en ambos extremos de la batería cuando la fuente de alimentación del UPS está funcionando. Para el UPS en el estado de suministro de energía principal, debido a que la batería está en estado de carga, el voltaje del terminal es superior a 12 V. Cuando el voltaje del terminal de la batería cae a 10,5 V, la fuente de alimentación normal del UPS iniciará el circuito de protección automática de bajo voltaje de la batería dentro de la máquina, de modo que el UPS entre en un estado de protección donde no hay fuente de alimentación principal ni fuente de alimentación del inversor.
3.2 Pruebe si la batería del UPS tiene las características de generar una gran corriente en el momento del arranque.
Se requiere que el tiempo de conmutación de la fuente de alimentación del UPS de respaldo desde la fuente de alimentación principal a la fuente de alimentación del inversor sea inferior a 7 ms, y el diseño general es de aproximadamente 4-5 ms. Es decir, una vez interrumpida la alimentación de red, la batería del SAI debe emitir la corriente requerida por la carga en menos de 4-5ms. Algunas baterías defectuosas pueden cumplir los requisitos de
voltaje y capacidad del terminal, pero la corriente de descarga no puede alcanzar el requisito de alta corriente en menos de 4-5 ms. La falla del UPS causada por este tipo de batería se manifiesta como: el UPS puede cambiar exitosamente el inversor cuando está sin carga o con poca carga, y el inversor falla cuando se aumenta a una carga normal.
Identificar la resistencia interna y la capacidad de la batería del UPS.
La resistencia interna de una batería UPS de buena calidad es de aproximadamente 20-30 mΩ. Cuando la resistencia interna supera los 80 mΩ, es necesario equilibrar o activar la batería. El aumento de la resistencia interna de la batería seguramente irá acompañado de una disminución en la energía de salida real, que se manifiesta como una disminución en la capacidad de la batería. Además, existen otros factores que hacen que la capacidad de la batería disminuya, como por ejemplo la pérdida de electrolito.
Para comprobar si la resistencia interna de la batería ha aumentado, nunca es posible utilizar el engranaje de resistencia del multímetro para medirla directamente. Se debe utilizar el método de medición y cálculo indirecto. Durante el mantenimiento real, se pueden utilizar los siguientes métodos simples para determinar si la resistencia interna de la batería ha aumentado:
Utilice una batería en buen estado y una batería de la que se sospeche que tiene una mayor resistencia interna para realizar un experimento de carga en serie (por ejemplo, se utilizan dos baterías de 12 V en serie en un UPS de 500 VA). Durante el proceso de carga, el voltaje terminal de las dos baterías se mide y se compara en el
Mismo tiempo. El voltaje de carga obtenido por la batería con mayor resistencia interna es
mayor que el de la batería buena. La diferencia en el voltaje de carga refleja el grado de
diferencia de resistencia interna. el
Si la capacidad de la batería es insuficiente, el rendimiento principal es que el tiempo del UPS
La fuente de alimentación del inversor se acorta, mientras que la capacidad de carga del UPS, la conmutación entre la red eléctrica
La fuente de alimentación y la fuente de alimentación del inversor, etc. no se verán afectadas.
4. Uso científico de las baterías UPS
El uso científico de las baterías UPS es aclarar el uso correcto de la batería, prolongar su vida útil y hacer que desempeñe su papel más importante.
4.1 Controle el voltaje de carga para evitar la carga por sobretensión
Para una batería con un voltaje terminal de 12 V, el voltaje de carga flotante normal está entre 13,5 y 13,8 V. Si el voltaje de carga flotante es demasiado bajo, la batería no se cargará completamente y si el voltaje de carga flotante es demasiado alto, provocará una carga por sobretensión. Cuando el voltaje de carga flotante excede los 14 V, se considera carga por sobretensión. La carga por sobretensión hará que el agua del electrolito se separe en hidrógeno y oxígeno y se desborde, acortando la vida útil de la batería.
4.2 Controle la corriente de carga para evitar la carga por sobrecorriente
La corriente de carga ideal debe adoptar un método de carga de corriente constante por etapas, es decir, usar una corriente más grande al comienzo de la carga, cambiar a una corriente más pequeña después de cargar durante un cierto período de tiempo y usar una corriente más pequeña al final de la carga. . La corriente de carga generalmente está diseñada para ser 0,1C. Cuando la corriente de carga supera los 0,3 C, se puede considerar una carga por sobrecorriente. La carga excesiva hará que la placa de la batería se doble, el material activo se caerá y la batería se dañará.
4.3 Evite que la batería del UPS se descargue por sobrecorriente
La capacidad real liberada de la batería está relacionada con la corriente de descarga. Cuanto mayor sea la corriente de descarga, menor será la eficiencia de la batería. Por ejemplo, cuando la corriente de descarga de una batería de 12 V/24 Ah es 0,4 C, el tiempo de descarga hasta el voltaje de corte es 1 hora y 50 minutos, la capacidad de salida real es 17,6 Ah y la eficiencia es 73,3 %. Cuando la corriente de descarga es de 7C, el tiempo para descargar al voltaje de corte es de solo 20 s, la capacidad de salida real es de 0,93 Ah y la eficiencia es del 3,9 %. Por lo tanto, se debe evitar una gran descarga de corriente para mejorar la eficiencia de la batería. El diseño general del circuito y la selección de cargas por parte del usuario deben proteger la corriente de descarga del inversor de la batería del UPS para que no exceda los 2C.
4.4 Evite la descarga profunda de la batería del UPS
Aunque descargar con una corriente pequeña puede mejorar la eficiencia de la batería, cuando se descarga con una corriente pequeña (menos de 0,05 C) durante un período prolongado, la capacidad de descarga real de la batería excederá su capacidad nominal, lo que resulta en graves daños profundos. descarga de la batería. Según los datos del fabricante, cuando la profundidad de descarga de la batería es del 100%, la cantidad real
la vida útil de la batería es de unos 200-250 ciclos de carga y descarga; cuando la profundidad de descarga es del 50%, son aproximadamente 500-600 ciclos de carga-descarga. Por lo tanto, cuando se utiliza UPS, es necesario evitar la descarga por sobrecorriente de carga pesada y evitar la descarga profunda de la batería causada por el inversor de carga liviana a largo plazo.
4.5 Opere el UPS regularmente
En áreas donde la alimentación principal no se detiene durante mucho tiempo, el usuario debe apagar manualmente la entrada de CA del UPS a intervalos regulares, como 3 meses, y usar la batería del UPS para invertir la fuente de alimentación. Esta operación experimental regular ayuda a prolongar la vida útil de la batería. Generalmente, la duración de la batería del UPS en uso normal no supera los 5 años.
5. Habilidades y métodos de mantenimiento de baterías UPS.
Las baterías de UPS generalmente son baterías que no requieren mantenimiento, pero en algunos casos es necesario mantener las baterías de UPS y tiene importancia práctica.
5.1 Habilidades de carga para baterías de bajo voltaje
Algunas subtensiones de la batería del UPS se deben a la descarga de la batería debido a daños en el circuito de accionamiento al final del inversor del UPS. Si la batería se conecta al circuito original para cargarla a tiempo después de reparar la falla del circuito, la batería aún se restaurará a su estado original. El problema es que una batería con bajo voltaje no puede hacer que el UPS arranque exitosamente, es decir, cambie al estado de red (carga). En este punto, se pueden utilizar las siguientes soluciones:
(1) Utilice una batería en buen estado para arrancar el UPS al estado de red, luego retire la batería en buen estado y reemplácela con una batería de bajo voltaje para cargarla. Nota: Al reemplazar la batería, se requiere que el UPS funcione sin carga. Generalmente, después de que el UPS ingresa al estado de alimentación de red, siempre que la entrada de red permanezca normal, retirar la batería no afectará el estado de la fuente de alimentación de red.
(2) Primero cargue la batería de bajo voltaje por encima de 10,5 V y luego conéctela al circuito original del UPS, para que el UPS pueda iniciarse exitosamente. Para cargar la batería de bajo voltaje, se puede utilizar la fuente de alimentación de +12 V en la fuente de alimentación del microordenador para cargar la batería directamente. Preste atención para observar la corriente de carga durante la carga y determine si agregar una resistencia limitadora de corriente de acuerdo con la corriente de carga medida real.
5.2 Tratamiento de activación de la batería.
El tratamiento de activación se refiere a la carga de ecualización de la batería. Las siguientes situaciones provocarán una mayor resistencia interna de la batería, un voltaje en los terminales demasiado bajo o una capacidad reducida. Estas baterías deben cargarse para restaurar sus indicadores de rendimiento originales.
(1) Baterías que han estado sin utilizarse durante mucho tiempo y han superado el tiempo de almacenamiento estático.
En un ambiente de temperatura normal, el tiempo de almacenamiento estático de la batería general del UPS es de 9 meses. Cuando la temperatura es de 31-40°C, el tiempo de almacenamiento estático es de 5 meses.
(2) Baterías que no se pueden cargar a tiempo después de la descarga.
(3) Trabajo prolongado en estado de carga flotante (es decir, el UPS funciona en estado de red durante mucho tiempo) y excede el tiempo de almacenamiento estático.
(4) Descarga accidental, coloque el voltaje del terminal de la batería por debajo del voltaje de corte. La corriente de carga de ecualización generalmente se elige para que sea 0,3 C o ligeramente inferior a 0,3 C. Para una batería con un voltaje nominal de 12 V, el voltaje de carga equilibrado es generalmente de 14,5 V. Los usuarios que no tengan un cargador dedicado pueden consultar los datos anteriores para construir el circuito necesario para reactivar la batería vieja.
