解析UPS蓄电池维护现状及解决方案

标签：UPS 不间断电源 蓄电池

UPS蓄电池维护的必要性

UPS 称为不间断电源，是因为停电的时候，它能快速转换到逆变状态，从而不会让在使用中的电脑因为突然停电未来得及存储而失去重要文件。 不是用来当备用电源用的，如果你只是想在停电的时候可以用电，光买逆变器就够了。 一般家用UPS里用的大多是，免维护型铅酸蓄电池。即使UPS使用的是同样的电池技术，不同厂家的电池寿命大不一样， 这一点对用户很重要，因为更换电池的成本很高(约为UPS售价的30%)。 电池故障会减小系统的可靠性，是非常烦人的事情。

目前，中小型UPS电源中广泛使用的免维护密封铅酸蓄电池，占据UPS电源总成本的1/4-1/2之多，不仅如此，实际维修也表明，约有50%以上的UPS电源故障与UPS蓄电池有关。UPS蓄电池的失效主要表现为端电压不够，容量不足或瞬间放电电流不满足带载启动要求等。

一般正常使用的UPS,其电池寿命在5年左右，但目前国内有相当部分UPS电池在投入使用不到1年就开始出现问题，更有甚者，有些进口品牌的国产电池在制造工艺上存在先天的缺陷，另一方面是由于后天缺乏必要维护造成。值得注意的是许多使用单位由于缺乏必要的测试维护手段，根本不清楚自己系统UPS蓄电池的健康状况，为UPS系统正常工作留下隐患。

大量的UPS一出故障，扔掉的首先是昂贵的电池，原因是电池电压由于种种原因首先降低，而维护人没有相应检测手段。花费成千上万建立的后备电源系统，由于电池的状态不确定性，造成系统瘫痪、重要数据丢失，其后果是不堪设想的，其损失之巨大，远远不是用几万元钱能弥补的。

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传统的UPS蓄电池测试维护手段

一般UPS电源对电池的要求：满足一定的端电压;电池应具有在启动放电瞬间就能输出大电流的特性;满足一定的容量，以保证逆变供电的时间。

1、用万用表测量电池的端电压，实践证明，用万用表测量UPS电池的浮充端电压是无法判定旧电池是否已经失效。因为蓄电池在市电有的情况下，市电通过整流模块对电池进行浮充，被测电池的端电压高于12V(对12V电池而言)，所以一般要断开市电通过电池逆变来测量电池的端电压，最低不能低于10.5V.不足10.5V的电池即为欠压或已经失效的电池。若这种电池在经过充电或激活充电后端电压仍达不到12V,即为失效电池。

2、测试UPS电池是否具有启动瞬间输出大电流的特性，通信行业的UPS电源由市电供电向蓄电池逆变供电的切换时间要求小于4ms.这就是说，一旦市电供电中断，UPS电池必须在小于4ms时间内输出负载所需的电流。有些失效的电池能够满足端电压和容量的要求，但不能在少于4ms内放电电流达到大电流的要求，也是不合格电池。UPS电池瞬间输出大电流的特性只有在关闭市电才能测试，在不知道电池性能情况下有一定的风险，一般是不进行的。UPS电池瞬间不能输出足够大电流，一般是由于电池长期没有放电造成，经常放电或有定期放电的UPS电池基本上不存在此问题。

针对于UPS电源由市电供电向蓄电池逆变供电的切换时间小于4ms的要求，我公司在上海联通某支局测试600KW的柴油发电机组时，他们负荷为420KW,柴油发电机组的带载能力也恰好为420KW,为了能使柴油发电机组启动后顺利为设备供电，他们把柴油发电机组控制部分调宽到7ms,在市电停，柴油发电机组供电时，UPS处于时充电时放电的过程，为了不让电池放电，不造成通信中断，他们只能关闭了一些负载。

3、判别UPS电池的容量，传统判别UPS蓄电池容量的方法与判别一般蓄电池的方法一样，将整组蓄电池组脱离通信电源系统并上电阻丝，以一小时、三小时或十小时率恒流放电，然后以最先到达放电终止电压的某一单体蓄电池的放电时间与电流，来推算其容量。

传统的容量测试有下列缺点：

1、需将电池组脱离系统，增大系统死机风险;

2、放电时间长，且需人工测试记录，工作量大，此外UPS电池一般装于箱式柜子里，测试工作也不是很容易;

3、电阻丝笨重且有红热现象，不安全且工作强度大。

国内UPS蓄电池维护现状：

UPS蓄电池的维护与一般低压系统蓄电池的维护类似，当引进新电池时，要求工程验收，进行深度放电;当新电池投入使用后，要求保持适宜的电池工作环境温度，要求定期测量各电池端电压，当各电池压差过大时，要进行均充，要求定期对电池进行试探性容量试验或深度放电，以便检查电池组的性能优劣以及保持电池的活性。

但是实际运用中，由于各种条件的限制，UPS蓄电池的维护很少有人完全按照上面所述进行，首先新电池验收，由于时间长，又无方便工具可供利用，有相当多的人根本没有做这一工作即将电池投入使用，据统计，在中国大陆约有95%以上的UPS电池缺乏必要的维护，这为日后UPS供电故障埋下隐患;其次，新电池投入使用后，由于一般UPS电池是装在柜子里，测量、脱离都不方便，很少测量端电压，定期深度放电更是无从进行;依现有条件(98%以上的UPS电池没有安装监控设备)，广大维护人员所能进行的只有每隔一段时间，关闭市电让UPS电池对实际系统放电一段时间，充其量只是让电池组活化一下，以保持电池的活性，而对于电池的性能优劣及各节电池的剩余容量等重要数据还是无从知晓。

UPS蓄电池维护全面解决方案：

针对上述对UPS的现状分析，我公司自主研发的JZC系列智能交流自动化测试仪对UPS进行放电，不但可以在放电过程中对UPS主机的输出参数进行检测，而且可以对蓄电池的容量和放电时间进行检测。目前通信机房的UPS互为主备用，测试备机时，关闭备机的市电，由电池逆变向设备供电，根据电池放电电流制定放电率，比如，蓄电池容量为100AH,电池放电电流为20A,在UPS后端加载一定的负载，放电电流达到33A,用3小时放电率测试，这样可以对UPS主机和蓄电池的各项指标进行检测。

测试的应急预案：

油机必须能在市电停的情况下在规定时间内给后端设备供电，由于目前通信机房的UPS都互为主备用，断开一台UPS市电开关，不会影响另一台的工作，一旦市电停，马上停止测试，撤出假负载，合上断开的UPS市电开关，由油机向设备供电，整个过程不超过1分钟。