UPS蓄电池性能探讨与维护

UPS蓄电池性能探讨与维护

李怡心1杨梓1田志阳1庞生敏2

1、中国石油天然气股份有限公司管道郑州输油气分公司河南郑州450008；

2、中国石油天然气股份有限公司管道西安输油气分公司陕西西安710018

摘要：UPS（UninterruptiblePowerSupply），即不间断电源，是将蓄电池（多为铅酸免维护蓄电池）与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。电气设备春检项目期间，对蓄电池进行放电检测试验和活化修复试验，并对实验数据进行比对分析，对蓄电池性能进行探讨，以及日常维护要求进行总结。

关键词：UPS；蓄电池；性能；维护

一、蓄电池测试数据分析

电气设备春检项目期间，作业人员对分公司5个输油站的15组蓄电池组，共284块蓄电池进行放电检测试验，发现12块电池性能下降严重。其中110Ah规格电池8块、151Ah规格电池2块，70Ah规格电池2块。问题电池数量站总电池数量的4.2%。以下内容是本次项目的数据分析。

图1三门峡站UPS02第一次放电容量柱状图

图1是三门峡站UPS第二组电池组2#电池放电曲线，横坐标为放电时间轴，纵坐标为电池电压曲线（单位V）。图中红色线条为理想的电池放电曲线，绿色线条为实际的电池放电曲线，从图1中可以看出2#电池在放电进行到约2分钟时，电池电压迅速下降，当进行到5分42秒时，已达到电池工作电压的下限，为了保护2#电池与电池组，放电测试设备自动启动保护程序，放电自动终止。整个电池组的容量取决于性能最差的那只电池，即该电池的容量为整个电池组的容量。实际容量为额定容量的0.8%。

二、蓄电池内部结构

蓄电池极板上的活性物质是：二氧化铅和铅。活性物质和稀硫酸电解液通过电化学反应产生电流，在这个电化学反应过程中，经常伴随着一种学名叫“硫酸盐化”负反应，也就是铅和硫酸生成一种硫酸铅，这种硫酸铅是一种绝缘体，它的形成必将对电池的充放电产生极不好的影响，因为在负极板上形成的硫酸盐越多，电池的内阻越大，电池的可充放电性能越差，负极板上吸收不了正极产生的气体，久而久之电池失效。当电池内阻增大到一定程度，电池组的组端电压就会大幅降低，就不足以维持负载的用电需求，即发生停电，若此时又发生市电中断，就会发生全站停电、与调控中心通信中断的生产事故。针对蓄电池极板上附着的这种硫酸盐，曾借助电池活化设备，分别对三门峡站、郑州站共三块电池进行活化修复，通过比较活化后的数据比较，活化效果并不明显。

图2三门峡站UPS02

图3郑州站UPS01

三、蓄电池活化修复过程

春检发现问题电池后，曾借助蓄电池活化修复仪对三门峡1块、郑州站2块进行活化修复，根据得到的数据，发现修复效果并不明显，此电池劣化的状况已经不可逆转。

图4三门峡报废电池充电电流曲线

从图4中可以看出在对电池进行均充进行到约60秒时，充电电流迅速下降，表明电池充电性能已经严重下降，当进行到5分4秒时，蓄电池活化修复仪自动转到电池浮充状态。此时测量蓄电池电压，电压尚可达到额定电压，但是实际容量已大幅下降。

图5郑州站UPS问题电池修复后的放电曲线

从图5可以看出经过活化修复的电池放电时间仍只能进行不到8小时，系统就自动停止。经过以上图表可以得出结论：问题蓄电池应及早进行更换以保障安全生产。

四、UPS进线接线错误和电池单元数量与系统配置的优化。

电气春检过程中，发现洛阳站与郑州站UPS主电源进线与辅助电源进行同相之间存在116V电压，按照理论推断，同一个电源引出的主电源与辅助电源同相之间压差不会有116v，存在压差就说明主电源与辅助电源之间存在相位差，由此断定UPS存在接线错误。在认真检查和测量，最终发现辅助电源进线多接了一个隔离变压器，从而造成同相之间出现116v的电压差，属于施工阶段造成的错误接线。

三门峡一块电池实际容量只相当于实际容量的0.8%，严重影响UPS系统的可靠工作，为了应急处理此项故障，在厂家技术保密的情况下，自行认真钻研实验，最终将UPS系统电池单元数量的配置进行了修改，使报废电池在摘除系统后能继续工作，保障供电。

五、结束语

根据此项目得到以下结论：1、蓄电池实际寿命不能完全认为是蓄电池的设计寿命。2、单体电池之间差异较大。3、免维护蓄电池不等同不维护。4、通过有效的检测手段可以提早发现问题电池，通过对问题电池的修复或跟换可以有效保障UPS系统的可靠性。5、UPS蓄电池组需要定期维护。