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電池監(jiān)測和保養(yǎng)使UPS更可靠

發(fā)布時間:2012-12-15 責任編輯:Lynnjiao

【導讀】在我們的工作和生活中,我們已經有很多方面依賴電子設備。從移動通信到數據中心等多種設備都必須實現最短停機時間的運行,這使得電源供應的可靠性成為一個關鍵性的問題。不間斷電源 (UPS) 可在停電時提供備用電力,因此被廣泛用于在電網停電時確保關鍵的電子設備正常運行。

盡管可以應用其他的科學技術(比如飛輪儲能),但是大多數的UPS還是采用各種電池來存儲能量。電池可提供相當數量的能量,幾乎能夠在瞬時間提供電力。如果UPS需要可靠運行,最重要的是電池不僅要充滿電,而且要狀況良好。

電池的使用壽命有限。如果環(huán)境條件(尤其溫度)超出最適宜的范圍,那么電池的使用壽命會大大縮短。大多數設備內的電池一般會根據保修規(guī)定的固定間隔時間(通常每5年)定期更換。但是這種方法也有缺陷,那就是電池在預期環(huán)境條件范圍之外使用時會很快沒電,而保養(yǎng)良好的電池使用壽命會更長。

現代的UPS要求提供更高的功率輸出,因此需要很多電池。在大型電池組中,單個電池失效會導致整組電池失效。大型和中型UPS會進行冗余,以便確保電池組失效不會導致整個UPS失效。與此同時,UPS會繼續(xù)運行,輸出的峰值電流會減小,系統(tǒng)采用UPS能夠運行的時間會縮短。而且,失效電池還會對電池組中的其他電池組塊產生影響,從而縮短這些電池組塊的使用壽命。

電池監(jiān)測和保養(yǎng)代表了與運行UPS相關的一項重要成本。一般來說,工程師會定期(可能每個月)到現場巡查,對裝置內電池的電氣特性進行測量。工程師通常會測量電池的電壓,以鑒別電池是否超范圍使用,如果超出范圍則進行更換。輸出電壓未必是電池失效的良好指標,因此在兩次常規(guī)巡查之間電池可能會發(fā)生故障,工程師需要進行額外的巡查。

對電池進行在線監(jiān)測一方面減少了工程師實際到現場檢查每塊電池狀態(tài)的時間,提高了現場巡查的效率,因此縮減了成本;另一方面,在線監(jiān)測還實現了預防性維護。通過對可能的故障進行鑒別,工程師在常規(guī)巡查過程中即可以換出故障電池,從而確保裝置運行更可靠,工程師也無需再進行緊急巡查。

萊姆使用Sentinel電池監(jiān)測系統(tǒng)對配有800 kVA UPS的廣播設備中的電池進行測量。圖1給出了一組電池組中的幾個電池的輸出電壓。在這個例子中,每個電池組具有200 塊單體電池,能夠提供大約440 V的電壓。電壓變化很大,主要是由于電池條件配置不正確,這一點將在后文進行討論。

圖形清晰地顯示了一塊電池輸出2 V電壓,而不是常規(guī)的 2.2 V電壓。盡管一塊電池產生的電壓比預期的電壓要低,但是差別卻相當小而且很穩(wěn)定。這種性能很常見,使得采用輸出電壓作為預測失效的指標不再可靠,這是由于電壓值可以保持在閾值范圍之內,因此不會觸發(fā)報警器。

電池輸出電壓
圖題:電池輸出電壓

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