在線式UPS電池容量以及放電率影響解析
在線式UPS廠商在裝備蓄電池時(shí)，所選用的規(guī)劃容量是徹底滿意乃至超越負(fù)載不停電供電的功率容量和供電時(shí)刻要求的，但是在在線式UPS投入運(yùn)轉(zhuǎn)后，用戶常常發(fā)現(xiàn)在市電停電后在線式UPS不停電供電的實(shí)踐時(shí)刻遠(yuǎn)小于規(guī)劃值，形成這種現(xiàn)象的原因，大多數(shù)情況下并不是最初裝備時(shí)蓄電池的備用容量不行，而是蓄電池的容量沒有發(fā)揮出來。形成蓄電池實(shí)踐容量降低的原因很多，有電池質(zhì)量問題，但更多的是運(yùn)用和維護(hù)問題。
電池容量——鉛酸蓄電池的極板在制作過程中，對生極板進(jìn)行充電化成，便正極板上的鉛變成二氧化鉛，負(fù)極板上的鉛變?yōu)楹＞d狀鉛，但是制作廠商對極板進(jìn)行化成的時(shí)刻有限，不行能將一切的物質(zhì)均轉(zhuǎn)化成活性物質(zhì)，為此，國家規(guī)范規(guī)則新電池到達(dá)90%容量為合格，只要在隨后的日常運(yùn)用中，容量逐漸到達(dá)正常值，安裝兩年后要求到達(dá)100%。電池組的額外容量是在規(guī)則的放電率下得出的，放電率(1/H)=放電電流(A)/電池額外容量(Ah)。例如，UPS電源維修中所用的小型蓄電池的典型規(guī)范之一是l2V、6Ah/2Ohv，此規(guī)范界說為輸出直流電壓l2V，標(biāo)稱容量為6Ah，放電率條件為20hr。具體含義是:把輸出直流電壓l2V的電池組置于以20H恒放電率條件下進(jìn)行放電，一直放到其輸出電壓由l2V降到l0.5V時(shí)，所測到的總安時(shí)數(shù)應(yīng)為6Ah。
我國、日本、德國工業(yè)用電池選用10小時(shí)率(表明為C10)，美國工業(yè)用電池規(guī)范為8小時(shí)率(表明為C8，)。在實(shí)踐運(yùn)用時(shí)，其放電率并不等于規(guī)范容量規(guī)則的放電率，當(dāng)實(shí)踐放電率大于標(biāo)稱容量規(guī)則的放電率時(shí)，其實(shí)踐輸出的容量要小于標(biāo)稱容量。我國電力、郵電規(guī)范規(guī)則，10小時(shí)率電池，當(dāng)選用1小時(shí)率放電時(shí)，其容量為標(biāo)稱容量的55%，即0.55C10。日本工業(yè)規(guī)范規(guī)則2V/10小時(shí)率電池，1小時(shí)率時(shí)容量為0.65C10，6V、12V，10小時(shí)率電池，1小時(shí)率容量為0.6C10。20小時(shí)率電池，10小時(shí)率容量為0.93C20，1小時(shí)率容量為0.56C20。蓄電池的壽數(shù)有兩種表達(dá)方法：一種為深循環(huán)運(yùn)用的電池，另一種為浮充運(yùn)用的"備用電源"電池。深循環(huán)運(yùn)用的電池以深循環(huán)次數(shù)來表明其運(yùn)用壽數(shù)，以0.8C10深度充放電循環(huán)運(yùn)用的電池，其壽數(shù)到達(dá)1200次以上，而浮充運(yùn)用的電池，年限可到達(dá)10~20年。蓄電池只要80%容量時(shí)以為壽數(shù)終止。實(shí)踐運(yùn)用壽數(shù)與規(guī)劃運(yùn)用壽數(shù)有很大不同，這首要取決于電池中水的損失情況。在規(guī)劃條件下運(yùn)用可到達(dá)規(guī)劃壽數(shù)，而當(dāng)外部條件如溫度、充電電壓、放電深度等改變超出規(guī)劃要求時(shí)，實(shí)踐運(yùn)用壽數(shù)會(huì)大大低于規(guī)劃壽數(shù)，實(shí)踐運(yùn)用容量也會(huì)低于規(guī)劃容量。
放電率對電池實(shí)踐可輸出容量的影響——電池容量C(Ah)等于放電電流(A)與電池電壓到達(dá)下限值的放電時(shí)刻(h)的乘積，而放電率(1/h)是實(shí)踐放電電流(A)與電池標(biāo)稱容量(Ah)的比值。在在線式UPS的實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)中，市電掉電后，要求電池逆變承擔(dān)全部的負(fù)載功率，放電率視后備時(shí)刻的不同而有很大不同，例如標(biāo)機(jī)在10min左右，保持時(shí)刻很短，放電率很大，長延時(shí)機(jī)可達(dá)4h或8h，放電率很小。所以蓄電池的實(shí)踐放電率并非蓄電池規(guī)范界說中的放電率，圖5-1所示的放電曲線反映了不同的放電率對電池容量的影響。由圖5-1中曲線可知，屯池的實(shí)踐放電電流越小，電池的電壓能保持的穩(wěn)定時(shí)刻越長，反之亦然。例如，對100HR電池組而言，當(dāng)放電電流為5A時(shí)，放電率為0.05C，其輸出電壓保持在12V以上的時(shí)刻長達(dá)10h以上，當(dāng)電池電壓下降到臨界電壓10.5V時(shí)，放電時(shí)刻可達(dá)20h，電池開釋的容量基本上是它的標(biāo)稱容量。若將放電電流增大至100A，放電率為1C，則輸出電壓保持在l2V以上的時(shí)刻不到10min。當(dāng)電池電壓下降到臨界電壓時(shí)，可保持放電時(shí)刻超越30min，實(shí)踐放出的容量為58.3.M左右，遠(yuǎn)低于標(biāo)稱容量100Ah。電池組答應(yīng)的放電臨界電壓值和實(shí)踐可供利用的容量(AM都弓電池的放電電流巨細(xì)有密切的聯(lián)系。
事端照明切換屏蓄電池所答應(yīng)放電時(shí)刻為電池在實(shí)踐放電電流下進(jìn)行放電時(shí)，電池電壓從額外值下降到它所答應(yīng)的臨界電壓時(shí)所用的時(shí)刻。蓄電池可供運(yùn)用的功率為它在實(shí)踐放電電流下所能開釋出的實(shí)踐最大容量與它的額外容量的比值。要注意在不同的放電率情況下，電池端電壓下降的臨界值也在改變，放電率低時(shí)，例如0.01C時(shí)，實(shí)踐開釋的容量挨近標(biāo)稱容量，所答應(yīng)的電池端電壓下降也高(10.5V)，放電率大時(shí)例如1C，實(shí)踐開釋的容量小，但答應(yīng)的電池端電壓也能夠低些(8V)。過度的大電流放電工作方式是不利的。在為事端照明切換屏裝備電池時(shí)，單憑事端照明切換屏在電池逆變期間所需要的輸出電流和電池供電時(shí)刻來裝備所用電池的標(biāo)稱容量是不行的，還必須根據(jù)電池逆變時(shí)的放電率和所選電池規(guī)范的輸出特性，恰當(dāng)增大所配電池容量。
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