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UPS投入运行后,用户经常会发现,电网停电后,UPS无停电的实际时间远小于设计值。造成这种现象的大部分原因是在这种情况下,不是电池的备用容量在初始配置时不足,而是电池的容量没有发挥作用。电池实际容量降低的原因有很多,存在电池质量问题,但更多的是使用和维护问题。
(1) 电池容量
在铅酸蓄电池极板的制造过程中,将未加工的极板充电成形,使正极板上的铅变成二氧化铅,负极板上的铅变成海绵然而,制造商形成电极板的时间有限,不可能将所有物质转化为活性物质。因此,国家标准规定了新电池产能达到90%为合格。只有在以后的日常使用中,容量才逐渐达到正常值,安装两年后要求达到100%。
电池组的额定容量是在规定的放电率下获得的,
放电率(1/h)=放电电流(a)/电池额定容量(ah)
例如,UPS电源中使用的小型电池的典型规格之一是l2V、6ah/2ohv,其定义为输出直流电压l2V和标称容量
6小时,放电速率条件为20小时。具体含义是:在20小时恒定放电率的条件下,以l2V的输出直流电压对电池组进行放电,并保持其正常工作状态
在5V电压下,输出电压从l2V降至l0,测得的总安培小时数应为6小时。
中国、日本和德国的工业电池采用10小时费率(表示为C10),美国的工业电池标准为8小时费率(表示为C8)。实际上使用时,放电率不等于标准容量中规定的放电率。当实际放电率大于标称容量中规定的放电率时,实际输出容量应较小在标称容量下。
国内的电力、邮电和电信标准规定,当10小时率电池以1小时率放电时,其容量为标称容量的55%,即0.55c10。日本工人行业标准规定,2V/10小时率电池在1小时率下的容量为0.65c10、6V和12V,10小时率电池在1小时率下的容量为0.6c10。20小时费率电池,10小时率容量为0.93c20,1小时率容量为0.56c20。
表示电池使用寿命的方法有两种:一种是用于深度回收的电池,另一种是用于浮充的“备用电源”电池。深度循环电力
电池的使用寿命由深循环次数表示。0.8c10深度充放电循环电池的使用寿命超过1200次,而浮充电池的使用寿命超过1200次
使用寿命可达10~20年。当电池只有80%的容量时,使用寿命被视为终止。
实际使用寿命与设计使用寿命非常不同,设计使用寿命主要取决于电池中的水分损失。在设计条件下可达到设计寿命
然而,当温度、充电电压和放电深度等外部条件的变化超过设计要求时,实际使用寿命将远低于设计寿命和实际使用容量
容量也将低于设计容量。
(2) 放电率对电池实际输出容量的影响
在UPS的实际运行中,市电断电后,要求电池逆变器承担全部负载功率,放电率随备用时间变化很大,
例如,标准机器约为1分钟,维护时间非常短,放电率非常大,长延迟时间可达到4小时或8小时,放电率非常小。因此,蓄电池的实际放电率不会改变
非电池规格定义中的放电率。
通驰的实际放电电流越小,电池电压的稳定时间越长,反之亦然。例如,对于1OHR电池组,放电时当电流为5a时,放电率为0O5C,其输出电压保持在12V以上超过10h,当蓄电池电压降至临界电压10.5V时放电时间可以达到2小时,电池释放的容量基本上是其标称容量。如果放电电流增加到1Oa,放电率为1C,则输出电压保持在l2V上述时间少于1分钟。当电池电压降到临界电压时,放电时间可维持3omin以上,实际放电容量约58.3m,距离较远1低于标称容量。
电池的可用效率是其在实际放电电流下可释放的实际最大容量与其额定容量的比率。