Baterai UPS menempati posisi yang sangat penting dalam peralatan catu daya UPS. Saat ini, baterai timbal-asam tersegel bebas perawatan yang banyak digunakan pada pasokan listrik UPS berukuran kecil dan menengah menghabiskan 1/4 hingga 1/2 dari total biaya pasokan listrik UPS. Tidak hanya itu, pemeliharaan sebenarnya juga menunjukkan bahwa lebih dari 50% kegagalan daya UPS berhubungan dengan baterai UPS. Terlepas dari apakah itu penyebab atau akibat dari kegagalan UPS, kegagalan baterai UPS akan secara langsung diwujudkan sebagai peningkatan resistansi internal, tegangan terminal yang tidak mencukupi, kapasitas yang tidak mencukupi, atau arus pelepasan sesaat yang tidak memenuhi persyaratan untuk on- memuat permulaan. Oleh karena itu, ketika menggunakan dan memelihara catu daya UPS, sangat penting untuk memahami dengan benar baterai UPS, menggunakan baterai UPS secara ilmiah, dan menguasai metode pengujian dan pemilihan baterai UPS (untuk memudahkan menjelaskan masalahnya, baterai UPS disebut sebagai baterai singkatnya.)
1. Indikator teknis utama baterai UPS
Di antara indikator untuk mengukur baterai UPS, tegangan pengenal dan kapasitas pengenal baterai adalah dua indikator teknis yang paling umum digunakan.
Kapasitas baterai mengacu pada daya keluaran baterai yang terisi penuh ketika dikosongkan ke tegangan pemutusan. Dalam kasus pelepasan arus konstan, kapasitas Q=It?
Dalam rumusnya, Q—kuantitas listrik yang dilepaskan baterai, Ah?
I—arus pelepasan, A;
t—waktu pemakaian, h.
Yang disebut tegangan terminasi mengacu pada tegangan di mana baterai tidak dapat bekerja secara normal ketika baterai lebih rendah dari tegangan yang ditentukan. Dengan kata lain, jika baterai terus dikosongkan padahal tegangannya lebih rendah dari tegangan pemutusnya, baterai bisa rusak.
Kapasitas terukur atau kapasitas nominal baterai ditunjukkan dengan huruf C. Misalnya, untuk baterai dengan kapasitas terukur 6Ah, C=6Ah; untuk baterai dengan kapasitas terukur 24Ah, C=24Ah.
Konsep kapasitas pada dasarnya adalah representasi konversi energi baterai. Misalnya, mengingat fakta bahwa tegangan terminal E=12V baterai tetap hampir konstan selama penggunaan sebenarnya dan ekspresi energi keluaran W(t)=IVt=IEt, oleh karena itu, dari perspektif efek energi, dapat dipahami bahwa baterai disimpan di terminal Energi dilepaskan dalam kondisi tegangan konstan, jika dikosongkan dengan arus 6A, dapat dikosongkan selama 1 jam atau dengan arus 1A selama 6 jam.
2. Sistem debit dan laju debit
Saat meneliti baterai, waktu pengosongan yang seragam sering kali ditentukan, yang disebut sistem pengosongan. Gunakan kapasitas pelepasan yang diberikan untuk mencari arus pelepasan melalui kapasitas terukur. Arus pengosongan (A) = kapasitas terukur baterai (Ah) / waktu pengosongan (h)
Untuk membandingkan baterai dengan kapasitas berbeda, arus pengosongan tidak dinyatakan dengan nilai arus (ampere), tetapi dengan rasio kapasitas pengenal C terhadap waktu pengosongan, yang disebut laju pengosongan atau laju pengosongan. Laju pengosongan sistem 20 jam adalah C/20=0,05C, dan satuannya adalah A. Oleh karena itu, indeks kapasitas 6Ah dari baterai 12V6AH yang disebutkan di atas diukur pada laju pengosongan 20 jam, yaitu laju pengosongan sebesar 0,05C. Untuk baterai NP6-12, 0,05C sama dengan arus 0,3A.
3. Uji baterai UPS
Tujuan pengujian baterai UPS adalah untuk menentukan apakah baterai memenuhi persyaratan catu daya UPS. Hal ini diperlukan saat mengganti baterai UPS dan menentukan apakah baterai UPS asli rusak.
Dalam pemeliharaan UPS yang sebenarnya, persyaratan umum catu daya UPS untuk baterai: memenuhi tegangan terminal baterai asli; baterai harus memiliki karakteristik mengeluarkan arus yang besar pada saat memulai dan mengosongkan; Memenuhi kapasitas tertentu dan resistansi internal untuk memastikan waktu pasokan daya inverter.
Terlihat dari persyaratan catu daya UPS untuk baterai di atas bahwa tidak mungkin untuk menentukan apakah baterai baik atau buruk hanya dengan mengukur tegangan terminal baterai UPS.
3.1 Ukur tegangan terminal baterai UPS
(1) Ukur tegangan terminal baterai secara offline
Pengukuran tegangan terminal baterai secara offline mengacu pada pengukuran langsung tegangan pada kedua ujung baterai menggunakan rentang tegangan DC multimeter atau voltmeter ketika baterai diputuskan dari jalur sambungan aslinya. Tegangan terminal baterai yang diukur adalah sekitar 12V, dan nilai minimum tidak boleh lebih rendah dari 10.5V. Baterai dengan tegangan kurang dari 10,5V mengalami kekurangan tegangan atau mungkin rusak. Jika baterai jenis ini terisi atau tegangan terminal setelah pengisian masih belum mencapai 12V, itu adalah baterai yang rusak
(2) Ukur tegangan terminal baterai secara online
Pengukuran tegangan terminal baterai secara online mengacu pada penggunaan rentang tegangan DC multimeter atau voltmeter untuk mengukur tegangan di kedua ujung baterai saat catu daya UPS berfungsi. Untuk UPS dalam keadaan pasokan listrik utama, karena baterai dalam keadaan pengisian, tegangan terminal lebih besar dari 12V. Ketika tegangan terminal baterai turun menjadi 10,5V, catu daya UPS normal akan memulai rangkaian perlindungan otomatis tegangan rendah baterai di dalam mesin, sehingga UPS memasuki kondisi perlindungan di mana tidak ada catu daya utama atau catu daya inverter.
3.2 Uji apakah baterai UPS memiliki karakteristik mengeluarkan arus besar pada saat start.
Waktu peralihan catu daya UPS cadangan dari catu daya utama ke catu daya inverter harus kurang dari 7 ms, dan desain umum sekitar 4-5 ms. Artinya, setelah pasokan listrik terputus, baterai UPS harus mengeluarkan arus yang dibutuhkan oleh beban dalam waktu kurang dari 4-5ms. Beberapa baterai yang rusak dapat memenuhi persyaratan
tegangan dan kapasitas terminal, tetapi arus pelepasan tidak dapat mencapai kebutuhan arus tinggi dalam waktu kurang dari 4-5ms. Kegagalan UPS yang disebabkan oleh baterai jenis ini diwujudkan sebagai berikut: UPS berhasil mengalihkan inverter ketika tidak ada beban atau beban ringan, dan inverter gagal ketika dinaikkan ke beban normal.
Identifikasi resistansi internal dan kapasitas baterai UPS
Resistansi internal baterai UPS berkualitas baik adalah sekitar 20-30mΩ. Ketika resistansi internal melebihi 80mΩ, baterai perlu diseimbangkan atau diaktifkan. Peningkatan resistansi internal baterai pasti akan disertai dengan penurunan energi keluaran aktual, yang diwujudkan dalam bentuk penurunan kapasitas baterai. Selain itu, ada faktor lain yang menyebabkan kapasitas baterai menurun, seperti hilangnya elektrolit.
Untuk menguji apakah resistansi internal baterai telah meningkat, tidak mungkin menggunakan roda resistansi multimeter untuk mengukurnya secara langsung. Metode pengukuran dan perhitungan tidak langsung harus digunakan. Selama perawatan sebenarnya, metode sederhana berikut dapat digunakan untuk menentukan apakah resistansi internal baterai meningkat:
Gunakan baterai yang baik dan baterai yang diduga memiliki resistansi internal yang meningkat untuk melakukan percobaan pengisian daya seri (misalnya, dua baterai 12V digunakan secara seri dalam UPS 500VA). Selama proses pengisian, tegangan terminal kedua baterai diukur dan dibandingkan pada titik tersebut
waktu yang sama. Tegangan pengisian yang diperoleh baterai dengan peningkatan resistansi internal adalah
lebih tinggi dibandingkan baterai yang bagus. Perbedaan tegangan pengisian mencerminkan derajatnya
perbedaan resistensi internal. itu
Jika kapasitas baterai tidak mencukupi, kinerja utamanya adalah waktu untuk UPS
catu daya inverter diperpendek, sedangkan kapasitas beban UPS, peralihan antar sumber listrik
catu daya dan catu daya inverter, dll. tidak akan terpengaruh.
4. Penggunaan baterai UPS secara ilmiah
Kegunaan ilmiah baterai UPS adalah untuk memperjelas penggunaan baterai yang benar, memperpanjang umur baterai, dan menjadikannya memainkan peran terbesarnya.
4.1 Kontrol tegangan pengisian untuk mencegah pengisian tegangan lebih
Untuk baterai dengan tegangan terminal 12V, tegangan muatan mengambang normal adalah antara 13,5 dan 13,8V. Jika tegangan pengisian mengambang terlalu rendah maka baterai tidak akan terisi penuh, dan jika tegangan pengisian mengambang terlalu tinggi akan menyebabkan pengisian tegangan lebih. Ketika tegangan pengisian mengambang melebihi 14V, itu dianggap sebagai pengisian tegangan lebih. Pengisian daya berlebih akan menyebabkan air dalam elektrolit terpisah menjadi hidrogen dan oksigen dan meluap sehingga memperpendek umur baterai.
4.2 Kontrol arus pengisian untuk mencegah pengisian arus berlebih
Arus pengisian yang ideal harus menggunakan metode pengisian arus konstan bertahap, yaitu menggunakan arus yang lebih besar pada awal pengisian, mengubah ke arus yang lebih kecil setelah pengisian untuk jangka waktu tertentu, dan menggunakan arus yang lebih kecil pada akhir pengisian. . Arus pengisian umumnya dirancang sebesar 0,1C. Bila arus pengisian melebihi 0,3C, maka dapat dianggap sebagai pengisian arus berlebih. Pengisian daya berlebih akan menyebabkan pelat baterai bengkok, bahan aktifnya terlepas, dan baterai rusak.
4.3 Mencegah baterai UPS dari pengosongan arus berlebih
Kapasitas aktual baterai yang dilepaskan berhubungan dengan arus pengosongan. Semakin tinggi arus pengosongan, semakin rendah efisiensi baterai. Misalnya, ketika arus pengosongan baterai 12V/24Ah adalah 0,4C, waktu pengosongan hingga tegangan pemutusan adalah 1 jam 50 menit, kapasitas keluaran aktual adalah 17,6Ah, dan efisiensinya adalah 73,3%. Ketika arus pelepasan 7C, waktu pelepasan ke tegangan pemutus hanya 20 detik, kapasitas keluaran aktual 0,93Ah, dan efisiensi 3,9%. Oleh karena itu, pelepasan arus yang besar harus dihindari untuk meningkatkan efisiensi baterai. Desain sirkuit umum dan pemilihan beban oleh pengguna harus melindungi arus pelepasan inverter baterai UPS agar tidak melebihi 2C.
4.4 Cegah pengosongan baterai UPS yang dalam
Meskipun pengosongan dengan arus kecil dapat meningkatkan efisiensi baterai, bila baterai dikosongkan dengan arus kecil (kurang dari 0,05C) untuk waktu yang lama, kapasitas pengosongan sebenarnya dari baterai akan melebihi kapasitas terukurnya, yang mengakibatkan kerusakan serius. pengosongan baterai. Menurut data pabrikan, ketika kedalaman pengosongan baterai 100%, itu sebenarnya
masa pakai baterai sekitar 200-250 siklus pengisian-pengosongan; ketika kedalaman pengosongan 50%, itu berarti sekitar 500-600 siklus pengisian-pengosongan. Oleh karena itu, ketika menggunakan UPS, perlu untuk menghindari pelepasan arus berlebih pada beban berat, dan untuk menghindari pengosongan baterai yang dalam yang disebabkan oleh inverter beban ringan jangka panjang.
4.5 Operasikan UPS secara teratur
Di area di mana listrik tidak mati dalam waktu lama, pengguna harus mematikan input AC UPS secara manual secara berkala, misalnya 3 bulan, dan menggunakan baterai UPS untuk membalikkan pasokan listrik. Operasi eksperimental reguler ini membantu memperpanjang masa pakai baterai. Umumnya masa pakai baterai UPS dalam penggunaan normal tidak melebihi 5 tahun.
5. Keterampilan dan metode pemeliharaan baterai UPS
Baterai UPS umumnya merupakan baterai bebas perawatan, namun dalam beberapa kasus baterai UPS perlu dirawat dan memiliki arti praktis.
5.1 Keterampilan mengisi daya baterai yang kekurangan tegangan
Beberapa baterai UPS kekurangan tegangan disebabkan oleh habisnya baterai akibat rusaknya rangkaian penggerak di ujung inverter UPS. Jika baterai dihubungkan ke sirkuit asli untuk diisi tepat waktu setelah kegagalan sirkuit diperbaiki, baterai akan tetap dikembalikan ke kondisi semula. Masalahnya adalah baterai yang bertegangan rendah tidak dapat membuat UPS berhasil dinyalakan, yaitu beralih ke kondisi listrik (pengisian). Pada titik ini, solusi berikut dapat digunakan:
(1) Gunakan baterai yang baik untuk menghidupkan UPS ke kondisi listrik, kemudian keluarkan baterai yang baik dan ganti dengan baterai yang bertegangan rendah untuk diisi. Catatan: Saat mengganti baterai, UPS harus bekerja tanpa beban. Secara umum, setelah UPS memasuki kondisi listrik utama, selama masukan listrik tetap normal, melepas baterai tidak akan mempengaruhi kondisi pasokan listrik utama.
(2) Isi daya baterai yang bertegangan rendah hingga di atas 10,5V terlebih dahulu, lalu sambungkan ke sirkuit UPS asli, sehingga UPS dapat dihidupkan dengan sukses. Untuk mengisi daya baterai di bawah tegangan, catu daya +12V di catu daya komputer mikro dapat digunakan untuk mengisi daya baterai secara langsung. Perhatikan untuk mengamati arus pengisian selama pengisian, dan tentukan apakah akan menambahkan resistor pembatas arus sesuai dengan arus pengisian terukur sebenarnya.
5.2 Perawatan aktivasi baterai
Perawatan aktivasi mengacu pada pemerataan pengisian baterai. Situasi berikut akan menyebabkan peningkatan resistansi internal baterai, tegangan terminal terlalu rendah, atau kapasitas berkurang. Baterai ini perlu diisi untuk mengembalikan indikator kinerja aslinya.
(1) Baterai yang sudah lama tidak digunakan dan telah melampaui waktu penyimpanan statis.
Dalam lingkungan bersuhu normal, waktu penyimpanan statis baterai UPS umum adalah 9 bulan. Ketika suhu 31-40°C, waktu penyimpanan statis adalah 5 bulan.
(2) Baterai yang tidak dapat diisi tepat waktu setelah habis.
(3) Pekerjaan jangka panjang dalam kondisi muatan mengambang (yaitu, UPS bekerja dalam kondisi listrik untuk waktu yang lama) dan melebihi waktu penyimpanan statis.
(4) Jika terjadi pelepasan secara tidak sengaja, letakkan tegangan terminal baterai di bawah tegangan pemutusan. Arus pengisian penyeimbang umumnya dipilih 0,3C atau sedikit kurang dari 0,3C. Untuk baterai dengan tegangan pengenal 12V, tegangan pengisian seimbang umumnya 14,5V. Pengguna yang tidak memiliki pengisi daya khusus dapat merujuk pada data di atas untuk membangun sirkuit yang diperlukan untuk menghidupkan kembali baterai lama.
