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通过电池监测来提高UPS的可靠性

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  电池是UPS系统中最不可靠的部分,但是UPS使用和维护得好坏直接影响到电池的可靠性。让电池一直保持充电状态(即使UPS停机)能延长电池的寿命,尽量避免选用电池电压高的UPS电源

 

  电池是UPS系统中最不可靠的部分,但是UPS使用和维护得好坏直接影响到电池的可靠性。让电池一直保持充电状态(即使UPS停机)能延长电池的寿命,尽量避免选用电池电压高的UPS。有的UPS设计会使电池产生纹波电流,造成电池不必要的过热。大多数UPS使用的电池都差不多,但UPS使用和维护方式不同会大大影响电池的寿命。

 

  电池的使用寿命有限。如果环境条件(尤其温度)超出最适宜的范围,那么电池的使用寿命会大大缩短。大多数设备内的电池一般会根据保修规定的固定间隔时间(通常每5年)定期更换。但是这种方法也有缺陷,那就是电池在预期环境条件范围之外使用时会很快没电,而保养良好的电池使用寿命会更长。

 

  现代的UPS要求提供更高的功率输出,因此需要很多电池。在大型电池组中,单个电池失效会导致整组电池失效。大型和中型UPS会进行冗余,以便确保电池组失效不会导致整个UPS失效。与此同时,UPS会继续运行,输出的峰值电流会减小,系统采用UPS能够运行的时间会缩短。而且,失效电池还会对电池组中的其他电池组块产生影响,从而缩短这些电池组块的使用寿命。

 

  电池监测和保养代表了与运行UPS相关的一项重要成本。一般来说,工程师会定期(可能每个月)到现场巡查,对装置内电池的电气特性进行测量。工程师通常会测量电池的电压,以鉴别电池是否超范围使用,如果超出范围则进行更换。输出电压未必是电池失效的良好指标,因此在两次常规巡查之间电池可能会发生故障,工程师需要进行额外的巡查。

 

  对电池进行在线监测一方面减少了工程师实际到现场检查每块电池状态的时间,提高了现场巡查的效率,因此缩减了成本;另一方面,在线监测还实现了预防性维护。通过对可能的故障进行鉴别,工程师在常规巡查过程中即可以换出故障电池,从而确保装置运行更可靠,工程师也无需再进行紧急巡查。

 

  电池需要进行调理,但是电池放电太过频繁,每个月都要放电4到5次。在一些电池调理延长使用寿命的同时,太多的放电过程会缩短使用寿命:一次正常的配置每年仅会循环两到三次。通常情况下,电池质保使用寿命为20到50个循环。在这种情况下,我们在考虑电池在仅仅几个月中就可能超过这个质保过程,而每5年更换一次电池的方案可能意味着电池需要经历比设计承受的放电过程多几倍的放电过程。

 

  该现场频繁的充电/放电过程是由于安装工将UPS电源留置在试运行模式而造成,这种模式使得电池不断地循环充电以便进行测试。这个出乎意料的常见错误可能极大地缩短电池使用寿命。在工程师对连续自动监测的现场进行巡查过程中,错误配置可能表现不明显,但是产生的问题却很明显。

 

  电池使用寿命缩短的另外一个原因是高温。即使温度只升高一点点,也会造成电池内不必要的化学反应概率增加,最终导致电池失效。一般来说,电池制造商会提示电池的使用温度为20°C。如果空调系统未能将温度保持在可接受的范围之内,这样的结果是导致电池使用寿命缩短。而且温度升高可使电池制造商的质保无效。

 

  连续监测也使鉴别UPS配置问题变得简单:特别是可能极大缩短电池寿命的不正确充电/放电频率。监测同时也测量环境条件,从而确保了电池寿命不会由于高温的影响而缩短。

 

  对电池进行长期监测可使电池的寿命达到最长,确保无需过早更换电池组以及确保对变质的电池进行早期检测从而在电池组没电之前进行更换等措施降低了电池失效的风险以及节省了资金。尽管诸如UPS等关键的装置通常不是节省成本的第一目标,但是用户将装置转变成长期在线监测非常重要,因为这样不仅能够削减成本,还能够增加装置的可靠性。

 

本文关键字: UPS电源 
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