吐鲁番电业局调度控制中心电力通信UPS供电系统蓄电池组的使用与维护吐鲁番电业局 王明慧摘 要本文就电力通信UPS供电系统蓄电池组的使用与维护进行了探讨。关键词蓄电池维护 UPS电源前言面对智能电网的发展以及“三集五大”体系的建设，电力系统中计算机和电子通讯设备在现代电力企业的生产调度、信息通讯、运行分析、管理等方面发挥着越来越重要的作用，这些设备的安全稳定运行是电力系统安全稳定运行重要保障。随着电力通信技术的发展，电子设备对供电质量也提出了越来越高的要求。因此一个良好的UPS供电系统对整个电力系统的稳定运行起着至关重要的作用，而蓄电池是UPS供电系统中的一个重要组成部分，蓄电池组配备得是否合理以及使用维护是否正确，最终决定着UPS供电系统电源保护作用的发挥。本文结合吐鲁番电业局通信UPS供电系统的蓄电池日常使用和维护进行探讨。目前吐鲁番电业局通信UPS电源蓄电池使用的是两组丰日牌阀控式密封铅酸（VRLA）蓄电池，单体容量为2V300Ah。在使用UPS供电系统的过程中，人们往往片面地认为阀控式密封铅酸（VRLA）蓄电池是免维护的，因此对维护工作不重视。正是由于对蓄电池的不合理使用，产生了蓄电池的电解液干涸、热失控、早期容量损失、内部短路等问题，进而严重影响供电系统的可靠性。有资料表明，由于蓄电池故障引起UPS主机故障或工作不正常的比例大约为30%50%。由此可见，加强对UPS电池的正确使用与维护，对延长蓄电池的使用寿命，降低UPS电源系统故障率至关重要。1 UPS供电系统的作用及特点1.1 UPS供电系统的作用目前我局使用的为2*40KVA的青岛爱迪生UPS不间断电源系统，采用功率均分并联备份方式接入。该系统将两台UPS逆变单元并联运行，正常时两台（或多台）逆变器同时向负载均分供电，当其中一台故障时，该UPS从系统中脱离，用户所需负载电流，由剩余逆变器按新的份额重新供电。UPS设备是整个供电系统的核心，它起到两个作用，一是保证向负载供电的不间断性；二是改善对负载的供电质量。UPS不间断电源系统不仅能保证对通信设备可靠地连续供电，而且其输出也比较稳定，没有瞬变和谐波，具有明显的电力保护功能。当在市电断电时，UPS可以不间断地向负载继续供电；在市电不稳定的时候，UPS可以避免负载遭受欠压、浪涌冲击等危害，全面改善供电质量；当供电系统出现故障时，UPS不仅能给负载全面保护，而且可起到对过载、短路、电池过放等非正常工作的防护，从而为负载提供了一个稳定的工作环境。1.2 阀控式密封铅酸蓄电池的特点UPS供电系统中大多采用阀控式密封铅酸（VRLA）蓄电池，该电池是一种将化学能和电能相互转化的装置。蓄电池需先用直流电源对其充电，将电能转化为化学能储存起来，当市电超限或中断时，再将化学能转变为电能供UPS逆变器工作。2、蓄电池的使用与维护2.1VRLA蓄电池的运行环境与安装方法备用蓄电池应经常处于浮充状态，此时蓄电池内部仍进行着复杂的能量转换。浮充过程中所用的电能一部分转换为热能，因此要求蓄电池所处的环境应有良好的通风散热能力或有空调设备。由于吐鲁番的特殊气候，冬天冷、夏天热，对蓄电池室的选择条件苛刻。目前我局通信电源蓄电池安装在局大楼地下室，该地下室清洁、阴凉、通风、干燥，同时也避免受到阳光、加热或辐射热源的影响，并且电源室安装有空调，让电池有一个良好的工作、储存环境。2.2VRLA蓄电池的使用与维护随着科技的不断发展,UPS的性能越来越好,平均无故障时间越来越长,整机的可靠性越来越高。做好UPS中蓄电池的使用与维护变得尤为重要。2.2.1新电池的初充电为了延长电池的使用寿命，提高电池的活性和充放电特性，新的蓄电池在安装完毕后，一般要进行一次较长时间的初充电。初充电要按说明书中的规定进行，待电池组充电完毕后，再进行一次放电，放电后再次进行充电。2.2.2定期充放电UPS内部的蓄电池长期闲置不用或使蓄电池长期处于浮充状态而不放电，会导致电池中大量的硫酸铅吸附到电池的阴极表面，导致内阻增大、活性下降，使蓄电池的使用寿命大大缩短。吐鲁番市电供电良好，因此每隔三个月进行一次“治疗性”充、放电过程，即电池带载放电、再充电操作，并记录相关数据，与以前放电记录进行比较分析电池性能状况，对电池组整体进行维护检查，真正遇到市电停电时，才能有效保护负载安全。目前吐鲁番电业局通信UPS电源蓄电池为两组互为备用，因此每次进行核对性充放电试验都要放电至每组容量的70%。2.2.3严禁深度放电密封免维护蓄电池的使用寿命与蓄电池的放电深度密切相关。深度放电会造成蓄电池内部极板表面硫酸盐化，导致蓄电池内阻增大，严重时会使个别电池出现“反极化”现象和电池的永久性损坏。电池的放电深度严重影响电池的使用寿命，非迫不得已，不要让电池处于深度放电状态。2.2.4定期测量电池浮充电压和内阻 随着UPS使用时间的延长，总有部分电池的充放电特性会逐渐变坏，出现内阻增大、端电压明显下降等现象，需要及时发现、及时更换，否则会影响整组电池的使用。这种电池性能问题不可能再依靠UPS内部的充电电路来解决，如果继续使用会存在隐患，需要维护人员定期进行测量检查每个单体电池的电压、内阻，发现性能值超出范围的电池要及时更换。单体蓄电池的浮充电压与蓄电池的容量不是一一对应的关系，如图1所示为正常电池与劣化电池的浮充放电均充电压曲线对比。图1中的第一阶段为浮充阶段，正常电池与劣化电池的电压接近；第二阶段为放电阶段，从该阶段中可以得知两个电池的性能，劣化电池一开始放电，电压便急剧下降到19V以下，以后回升到19V左右并维持了一段时间，很快便开始下降，到最后已接近终止电压了，再看正常电池，放电时下降不多，下降到205V左右，少许回升后，端电压基本保持稳定，说明放电势头强劲，电池性能较好；第三阶段为均充阶段。从以上3个阶段来看，在浮充时，劣化电池与正常电池的电压相差无几，但放电时，其性能比正常电池差很多，已起不到备用蓄电池的作用了。从试验可看出，计算机监测浮充电压可及时发现电压不均衡现象，可及时发现浮充电压与环境温度的不对应情况，但对蓄电池早期容量损失现象起不到检测作用。2.2.5电力通信电源及蓄电池日常管理与维护注意事项(1)高频开关电源设备在正常使用情况下，设备的维护工作量一般都不多，高频开关电源系统对环境温度要求不高，在一540都能正常工作，但要求通信电源室内清洁、少灰尘，一般每季度应彻底清洁一次，就吐鲁番的特殊气候条件，通信人员每月进行一次清洁工作。其次就是在除尘时检查各连接件和插接件有无松动和接触不牢的情况。(2)高频开关电源系统中设置的参数在使用中不能随意改变，在使用中不允许任意增加大功率负载，禁止在满负载状态下长期运行。由于电源系统几乎是在不间断状态下运行的，增加大功率负载或在基本满载状态下工作，易造成整流模块的故障。(3)蓄电池对温度要求较高，其使用环境温度在15+45范围内。标准使用温度为25。若温度太低，会使蓄电池容量下降，温度每下降1度，其容量下降1。其放电容量会随温度升高而增加，但寿命降低。如果在高温下长期使用，温度每增高10，电池寿命约降低一半，此外超出此使用范围易造成蓄电池冻结、异常发热、破损及变形，促进电池劣化。(4)VRLA蓄电池的检查项目，每组至少选2只标示电池，作为了解全组蓄电池工作情况的参考。检查蓄电池的端电压，连接处有无松动、腐蚀现象，极柱、安全阀周围是否有酸雾逸出或酸液溢出。(5)VRLA蓄电池的安全阀在排气栓下面，禁止通信维护人员拆下安全阀和排气栓，否则易造成蓄电池性能劣化、破损、缩短寿命的危险。不论电池在浮充工作状态还是在放电检修测试状态，都要保证电压、电流符合规定要求。电压或电流过高可能会造成电池的热失控或失水，电压或电流过小会造成电池亏电。(6)在任何情况下都应防止蓄电池正负极短路或深度放电，因为电池的循环寿命和放电深度有关。放电深度越深循环寿命越短。在核对性放电试验或容量试验时，通常放电达到标称容量的3050即可。(7)按照有关维护规程要求，应对VRLA蓄电池实施如下保养：月度保养：保持蓄电池房清洁卫生，测量和记录蓄电池房内环境温度，逐个检查电池的清洁度、端子的损伤及发热痕迹、外壳及盖的损坏或过热痕迹，测量和记录电池系统的总电压、浮充电流。季度保养：重复各项月度检查，测量和记录各在线蓄电池的浮充电压，若经过温度校正有两只以上蓄电池电压低于各蓄电池本身所规定的最低电压时，蓄电池组需进行均衡充电，如问题仍然存在，继续进行蓄电池年检乃至三年维护中的项目检查。年度保养：重复季度所有保养、检查，每年检查蓄电池连接部分是否有松动，每年蓄电池组以实际负荷进行一次核对性放电试验，放出额定容量的3050。三年保养：每三年进行一次容量试验，到使用六年后每年做一次，若该组蓄电池实放容量低于额定容量的80，则认为该蓄电池组寿命终止。这样有助于全面、及时、准确掌握电池组的工作状态和质量情况，及时发现问题和解决问题，确保电池组随时处于良好的工作状态，达到延长使用寿命。(8)蓄电池充电时，室内严禁产生明火，要保持通风，因为充电时蓄电池内易产生氢气，若遇到蓄电池密封不好而泄露，很容易爆燃，安装时不要在蓄电池附近安装易产生火花的装置(如开关、保险丝等)。清扫蓄电池时，应使用湿布，如用干布或掸子进行清扫，产生的静电有引火爆炸的危险。(9)当单体VRLA蓄电池最高、最低浮充电压相差50mV时，则应进行一次放电均衡充电维护工作。投运第一年做全核对性放电容量检测，以后每隔23年进行一次，运行6年后每年进行一次。2.2.6单体2V铅酸蓄电池故障特征与处理方法汇总见下表现象故障特征发生原因处理方法极板短路1充电或放电时电压比较低(有时为0V)；2充电过程中电解液比重不能上升；3充电时冒气泡少而气泡发生晚；1极板上活性物质脱卡在极板间；2沉淀物很多，将极板下部短路；3极板弯曲，致使隔板破损；1更换隔离板；2清除沉淀物；极板硫化1充电时冒气泡过早，或一开始充电即冒气泡；2充电时电压过高，放电时电压下降很快，而且电解液比重下降或低于正常值；3正极板呈褐色有白点；1经常充电不足；2充电电流过大；3放电后未及时充电；4电解液不纯；5电解液比重过高；6电解液液面低落，以致极板上部硫化1采用过充电，以恢复活性物质；2调整电解液比重；3以小电流反复充电；4采用水处理方法；极板弯曲1、极板弯曲；2极板裂；1充放电流超过极限值；2长期过放电；3充电温度过高；4电解液不纯；1更换电解液；2用木板插入较正极板；3更换极板；沉淀物过多1在电池容器下部有大量沉淀物；2电池容量降低，充放电时电压低；3极板有短路现象；1充放电电流过大；2电解液不纯；3充电时电解液温度过高；1用销酸银对电解液作定性检查是否有氟根；2注意掌握充放电电流；3清除沉淀物；容器破损1电解液漏出；2绝缘电阻低；3电压降低；1安装不正确；2容器质量不好；3局部发热；1短接故障电池；2更换容器；绝缘降低1局部放电；2电压低；1支架潮湿；2绝缘子上积有导电性灰尘；进行清洁；2.2.6蓄电池与系统监测通信机房建设是一个系统工程，牵涉到强电系统，弱电系统，网络综合布线，空调系统，环境监视系统等各方面。UPS电源系统也是这个系统工程中的重要一部分，2012年吐鲁番电业局通信综合监控系统施工完毕，因此UPS电源系统和相应的配电