بطارية UPS العائمة، الموازنة والشحن السريع: متى تستخدم كل وضع

تم تقييم بطارية UPS مؤخراً لاستبدالها بعد ثلاث سنوات فقط من الخدمة.

الاشتباه الأول كان جودة البطارية ولكن تاريخ الشحن أظهر سبب آخر محتمل:

بالنسبة لبطاريات VRLA المستخدمة بشكل رئيسي في خدمة الاستعداد ، يمكن أن يزيد الشحن المتكرر بالجهد العالي من الغاز ،فقدان المياه ودرجة حرارة البطارية إذا تجاوزت ملف الشحن الموصى به من قبل الشركة المصنعة للبطارية.

عمر البطارية يعتمد على أكثر من البطارية نفسها إعدادات الشاحن ودرجة الحرارة و الوقت المتاح لإعادة الشحن كل شيء مهم

الشحن العائم أو الشحن المتساوي أو الزائد أو الشحن السريع يخدم أغراض مختلفة. لا ينبغي التعامل معها على أنها وسائل شحن قابلة للتبادل.

النقاط الرئيسية

• شحن العائمةهو وضع الاستعداد الطبيعي لمعظم أنظمة بطارية VRLA UPS.

• المساواة أو زيادة الشحنيجب أن تستخدم فقط عندما يسمح بها مصنع البطارية.

• إعادة شحن سريعةيقتصر على كل من تيار الشحن المسموح به للبطارية وقدرة شاحن UPS.

• يجب تقييم سعة البطارية وتيار الشاحن ووقت الشحن المتاح معًا.

• يجب أن تستند معايير الشحن دائمًا إلى البيانات التقنية لنموذج البطارية المحدد.

شحن العائمة هو وضع الاستعداد UPS العادي

بالنسبة لمعظم بنوك بطاريات VRLA المتصلة بشبكة UPS عبر الإنترنت ، فإن شحن العائمة هو حالة التشغيل العادية.

عندما تكون الطاقة متوفرة، فإن شاحن UPS يحافظ على البطارية في الجهد الثابت المسيطر عليه.يقع تيار الشحن إلى مستوى منخفض وتبقى البطارية جاهزة للانقطاع التالي.

بالنسبة للعديد من بطاريات VRLA الثابتة ، فإن الجهد العائم الموصى به عند حوالي 25 درجة مئوية هو تقريبًا:

2.25 ∙ 2.30 فولت لكل خلية

بالنسبة لبطارية 12 فولت مع ستة خلايا، هذا يتوافق تقريبًا مع:

13.5~13.8 فولت لكل بطارية

هذه نطاق نموذجي، وليس إعداد يجب تطبيقه على كل بطارية.

قد يكون لدى AGM و GEL و TPPL وغيرها من تصاميم VRLA متطلبات شحن مختلفة. يجب أن يأتي الجهد العائم الصحيح دائمًا من الوثائق الفنية لنموذج البطارية المحدد.

خطأ صغير في الجهد العائم يصبح مهما مع مرور الوقت

بطاريات UPS يمكن أن تبقى عائمة لسنوات، لذلك حتى خطأ شحن صغير يمكن أن يكون له تأثير طويل الأجل.

إذا كان الجهد العائم منخفضًا جدًا ، فقد تظل البطارية مشحونة جزئيًا. يمكن أن يساهم الشحن الطويل في الكبريت والحد من السعة المتاحة.

إذا كان الجهد العائم مرتفعًا جدًا ، تظل البطارية تحت الشحن الزائد المستمر. وهذا يمكن أن يزيد من توليد الغاز وفقدان المياه وتآكل الشبكة ودرجة حرارة التشغيل.

قد لا يظهر جهاز UPS أي إنذار فوري بينما يتم تقليل عمر البطارية تدريجياً.

للخدمة الاستعدادية طويلة الأجل، الجهد العائم الدقيق هو أكثر أهمية من الشحن العدواني.

يجب فحص تعويض درجة الحرارة

تشغيل الكهرباء مع الحرارة

مع ارتفاع درجة حرارة البطارية ، ينخفض عادةً فولتاج الشحن الموصى به. عند درجات الحرارة المنخفضة ، قد يكون هناك حاجة إلى فولتاج أعلى قليلاً.

تستخدم العديد من بطاريات VRLA الثابتة قيمة تعويض درجة الحرارة السلبية من بضعة ملي فولت لكل درجة مئوية لكل خلية ، ولكن المعامل الدقيق يعتمد على تصميم البطارية.

إذا كان نظام التشغيل اللاسلكي يدعم الشحن المكافئ عن درجة الحرارة، تحقق من أن:

• يتم تثبيت جهاز استشعار درجة حرارة البطارية بشكل صحيح.

• يتم تمكين تعويض درجة الحرارة عند الضرورة.

• تتطابق درجة الحرارة المرجعية مع تعليمات مصنع البطارية.

لا ينبغي أن تستخدم بطارية تعمل باستمرار عند درجة حرارة 30 درجة مئوية تلقائيًا نفس فولتاج الشحن تمامًا كما تستخدم بطارية تعمل عند درجة حرارة 20 درجة مئوية أو 25 درجة مئوية.

تساوي الشحن ليس صيانة روتينية لكل بطارية VRLA

غالبًا ما يرتبط التساوي ببطاريات الرصاص والأحماض ، ولكن المصطلح يمكن أن يكون مضللًا في تطبيقات UPS.

يمكن أن تستخدم بطاريات الرصاص الحمضي التقليدية التي يتم تنفيتها الموازنة الدورية للحد من الاختلافات في حالة الشحن بين الخلايا.

بطاريات VRLA تتطلب المزيد من الحذر.

اعتمادا على الشركة المصنعة، يمكن وصف مرحلة شحن مؤقتة عالية الجهد على النحو التالي:

• تساوي الحمولة

• رسوم الزيادة

• رسوم الاسترداد

• رسوم التشغيل

هذه المصطلحات ليست دائمًا قابلة للتبادل.

يوفر بعض الشركات المصنعة لـ VRLA إجراءً محددًا للتعادل. يقيد آخرون استخدامه أو يحددون طريقة شحن مختلفة.

وجودتساوي الرسومالخيار في قائمة UPS لا يعني أنه يجب تشغيله تلقائيا كل شهر.

يجب أن يقرر دليل البطارية ذلك

متى يمكن أن يكون ارتفاع فولتاج إعادة الشحن مناسبا؟

إحدى الحالات هي بعد إفراج كبير.

يجب إعادة شحن البطارية المفروضة في أقرب وقت ممكن. يسمح بعض الشركات المصنعة للبطاريات بتقليل فترة الشحن.

النقطة المهمة هي أن هذا مؤقت

بمجرد الوصول إلى حالة إعادة الشحن المطلوبة ، يجب أن يعود الشاحن إلى مستوى الشحن العادي في حالة الاستعداد المحدد من قبل مصنع البطارية.

حالة أخرى هي إعادة الشحن غير الكامل.

هذا أمر شائع في المواقع مع إمدادات الخدمات غير المستقرة.

دورة التشغيل قد تبدو هكذا:

انقطاع → تفريغ البطارية → عودة المرافق → شحن جزئي → انقطاع آخر

إذا حدث انقطاع التيار التالي قبل أن تتعافى البطارية، فإن الوقت الاحتياطي المتاح سيكون أقصر.

عندما يحدث هذا بشكل متكرر، قد تقضي بطارية البطارية معظم حياتها تحت حالة الشحن الكامل.

قبل زيادة فولتاج الشحن، تحقق من تصميم النظام أولاً.

سعة البطارية وحدها لا تحدد وقت الشحن

هذه واحدة من أكثر النقاط إهمالاً في تحديد حجم بطارية UPS.

يوفر بنك البطارية الأكبر طاقةً مخزنةً أكثر، ولكنه يتطلب أيضًا وقتًا أطول أو تيارًا شحنًا أكثر للتعافي بعد التفريغ.

هناك ثلاثة عوامل يجب النظر إليها معاً:

سعة البطارية + سعة الشاحن + نافذة إعادة الشحن المتاحة

انظر الى مثال بسيط

إذا كانت بطارية 100 آه تسمح بحد أقصى لتيار إعادة الشحن من 0.2C ، فإن التيار المقابل سيكون:

100 آه × 0.2 = 20 أ

ولكن إذا كان شاحن UPS يمكن أن يوفر فقط 10A، فإن بطارية البطارية لن يتم شحنها في 20A.

الشاحن يصبح العامل المحدد

هذا مهم بشكل خاص عندما يتم إضافة بنك بطارية خارجي كبير لتمديد وقت احتياطي UPS.

إضافة المزيد من البطاريات يزيد من وقت التشغيل، لكنه لا يزيد تلقائيًا من قدرة الشحن.

لذلك، قد يتطلب النظام المصمم لعدة ساعات من الاحتياطي شاحن أكبر سعة أو وحدات شحن إضافية إذا كان هناك حاجة إلى استعادة سريعة.

لقياس بطارية البطارية قبل التحقق من وقت التشغيل، انظر لدينادليل تحديد حجم بطارية UPS أثناء تشغيلها.

إنقطاعات متكررة تجعل وقت التشغيل جزءًا من تصميم UPS

في المواقع ذات الشبكة غير المستقرة ، يجب النظر في قدرة إعادة الشحن أثناء اختيار UPS ، وليس بعد التثبيت.

لنفترض أن البطارية مصممة لفترة طويلة من الاحتياط، ولكن الموقع يعاني من عدة انقطاعات في اليوم.

بعد التفريغ الأول ، قد يكون لدى UPS سوى بضع ساعات لإعادة الشحن قبل الاختلال التالي.

إذا لم تتمكن جهاز الشحن من استعادة طاقة كافية خلال هذه الفترة، فإن كل انقطاع لاحق يبدأ مع طاقة أقل مخزنة.

وبالتالي ، قد يكون حجم بطارية البطارية صحيحًا أثناء التشغيل ولكن لا يتناسب بشكل جيد مع بيئة التشغيل الفعلية.

بالنسبة للمواقع التي تعاني من انقطاعات متكررة، تحقق من:

• عمق التفريغ المتوقع

• عدد الانقطاعات يومياً.

• سعة البطارية

• تيار شاحن UPS.

• وقت الشحن المتاح

• جدول تشغيل مولد الطاقة، إن وجدت.

هذا غالباً ما يكون أكثر فائدة من مجرد زيادة سعة البطارية.

لمزيد من المعلومات حول سعة ومدة تشغيل وتركيب البطارية، انظردليل تحديد حجم UPS.

الموازنة لا تستطيع إصلاح بطارية معطلة

إذا أظهرت بطارية واحدة في سلسلة سلسلة الجهد غير الطبيعي ، فإن تطبيق جهد شحن أعلى على السلسلة بأكملها لا ينبغي أن يكون أول استجابة.

تحقق من حالة البطارية أولاً

القياسات المفيدة تشمل:

• الجهد الفردي للبطارية

• المقاومة الداخلية أو التوصيل

• مقاومة الاتصال

• حرارة البطارية

• قدرة التفريغ

• تورم أو تسرب أو تآكل مرئي.

بطارية مع فقدان كبير للقدرة، والضرر الداخلي، والجفاف المفرط أو التسخين غير الطبيعي لا يمكن عادة استعادتها ببساطة عن طريق زيادة فولتش الشحن.

التساوي هو إجراء شحن وليس طريقة إصلاح

لمزيد من المعلومات حول سلكية سلاسل البطارية ومراقبتها، انظرنقطة منتصف بطارية UPS: ما هي وظيفتها ، ومتى تحتاج إليها ، وكيفية توصيلها.

لماذا الشحن المفرط هو مشكلة مع بطاريات VRLA

تم تصميم بطاريات VRLA لإعادة تجميع الكثير من الغاز الذي يتم إنتاجه أثناء الشحن العادي.

تلك القدرة على إعادة التركيب لها حدود

يمكن أن يزيد فولتاج الشحن المفرط أو تيار الشحن أو درجة الحرارة من إنتاج الغاز بشكل أسرع من قدرة البطارية على إعادة تجميعه.

ثم يرتفع الضغط الداخلي ويمكن أن يعمل صمام تخفيف الضغط.

بمجرد فقدان الرطوبة من بطارية VRLA المغلقة ، لا يمكن عادة استعادتها بنفس الطريقة التي يمكن بها خدمة الكهربائي في بطارية تقليدية.

وبالتالي يمكن أن يؤدي زيادة التكلفة المتكررة إلى تسريع الجفاف وفقدان القدرة الدائمة.

إذا كانت البطارية تظهر:

• تورم الحالة

• درجة حرارة غير عادية

• تسرب أو تآكل.

• التلوين حول منطقة الصمام

• الجهد غير الطبيعي المستمر

التحقيق في السبب قبل تغيير إعدادات الشحن.

الشحن السريع هو أساسا حول التيار الشحن المتاحة

في بطاريات UPS الحمضية الرصاصيةإعادة شحن سريعةهو عادة مصطلح أكثر فائدة من الشحن السريع.

وقت الشحن يعتمد بشكل رئيسي على:

1. سعة شاحن UPS

2. الحد الأقصى لتيار الشحن الذي تسمح به البطارية.

3. عمق التفريغ السابق.

4. حرارة البطارية

5. ملامح الشحن المحددة من قبل الشركة المصنعة.

لا يوجد معدل C واحد يطبق على كل بطارية VRLA.

تسمح بعض نماذج البطارية بتيار شحن أولي مرتفع نسبيًا ، في حين أن البعض الآخر يستخدم حدود أقل.

لهذا السبب تصريحات مثل:

يجب شحن جميع بطاريات UPS عند 0.1C.

أو:

025 درجة مئوية هي دائما الحد الأقصى

هي واسعة جدا.

استخدم ورقة البيانات للطراز الدقيق للبطارية.

لا تتجاهل شاحن UPS عند إضافة البطاريات الخارجية

هذه النقطة مهمة بشكل خاص عندما يتم توصيل UPS القياسي ببنك بطارية خارجي أكبر بكثير.

قد يظهر حساب البطارية أن وقت النسخ الاحتياطي المطلوب يمكن تحقيقه ، ولكن يبقى سؤال آخر:

كم سيستغرق وقت إعادة شحن البطاريات بعد تفريغها؟

إذا كانت الإجابة هي 10، 15 أو حتى 20 ساعة، قد يكون ذلك مقبولًا في موقع مع إمدادات خدمات مستقر.

قد لا تكون مقبولة في موقع حيث انقطاع آخر من المرجح في غضون عدة ساعات.

لذلك، في مشروعات UPS طويلة الأمد، يجب التحقق من قدرة الشاحن جنبا إلى جنب مع:

• تصنيف UPS kVA/kW؛

• فولتاج بطارية متواصلة

• سعة البطارية Ah

• الوقت المطلوب للعمل الاحتياطي

وينبغي أيضاً فحص طول كابل البطارية وحجم الموصل، خاصة عندما يتم تركيب خزانات البطارية الخارجية على بعد عدة أمتار من UPS.

بالنسبة لطول الكابل، وانخفاض الجهد، ووضع خزانة البطارية، انظرما المسافة التي يجب أن تبقى فيها وحدة التوصيل من خزانة البطارية؟.

بطاريات الليثيوم تستخدم استراتيجية شحن مختلفة

لا ينبغي أن ترث أنظمة بطاريات الليثيوم ببساطة مصطلحات الرصاص والحمض مثل العائمة وتساوي الشحن.

عادة ما تتبع بطاريات الليثيوم الصناعية ملف شحن يحدده مصنع البطارية ويتم التحكم به بواسطة نظام إدارة البطارية.

نظام BMS يراقب عادة:

• فولتاج الخلية

• حرارة البطارية

• تيار الشحن

• حالة الشحن

• عدم توازن الخلايا

• الجهد الزائد

• ارتفاع درجة الحرارة.

بالنسبة لنظام بطارية UPS الليثيوم، الأسئلة المهمة هي:

• هل شاحن الـ (UPS) متوافق مع البطارية؟

• هل الاتصال بين UPS و BMS يعمل بشكل صحيح؟

• هل فولتاج الشحن والتيار ضمن حدود مصنع البطارية؟

لا ينبغي زيادة معايير الشحن يدويًا إلى ما يتجاوز الحدود التي حددها مصنع البطارية أو BMS.

العائمة مقابل المساواة مقابل إعادة الشحن السريع

قبل تغيير إعدادات شحن بطارية UPS

قبل تغيير معايير العائمة أو الزيادة أو إعادة الشحن، تحقق من:

• نموذج البطارية والتكنولوجيا الدقيقة.

• الجهد العائم المحدد من قبل الشركة المصنعة

• الجهد المسموح به لزيادة أو تعادل

• الحد الأقصى لتيار الشحن.

• متطلبات تعويض الحرارة.

• سعة شاحن UPS

• سعة البطارية Ah

• التردد المتوقع للانقطاع

• وقت الشحن المتاح

• حرارة البطارية

• الجهد الفردي للبطارية.

لا تعديل معايير واحدة في عزلة.

قد يقلل الجهد العالي لشحن البطارية من وقت إعادة الشحن، ولكنه يمكن أن يزيد أيضا من ضغط البطارية.

البطارية الأكبر قد توفر احتياطًا أطول ، ولكن قد تستغرق أيضًا وقتًا أطول لإعادة الشحن.

يجب أن تتطابق استراتيجية الشحن مع البطارية وشاحن UPS والظروف الفعلية للموقع.

ثلاث قواعد عملية

استخدم صفحة بيانات البطارية لجهد العائمة.

لا تزيد من فولتاج العائمة لمجرد أن إعداد أعلى يبدو أن شحن البطارية أكثر اكتمالا.

لا تحدد الموازنة تلقائيًا ما لم يوصي به مصنع البطارية.

وظيفة المساواة في قائمة UPS لا تعني أن كل بطارية VRLA تتطلب المساواة الدورية.

عندما يكون وقت الشحن مهمًا ، تحقق من الشاحن بعناية مثل سعة البطارية.

قد يوفر بنك بطارية كبير متصل بشاحن صغير الحجم وقت احتياطي ممتاز بعد الشحن الكامل ولكن استرداد ضعيف بين الانقطاع.

تمضي بطاريات UPS معظم حياتها الخدمية متصلة بشاحن بدلاً من توفير الحمل.

وهذا يجعل فولتاج الشحن، تعويض درجة الحرارة، تشغيل التيار وتكرار وقت جزء من عمر البطارية، وليس فقط إعدادات التشغيل.

اختيار البطارية المناسبة هو الخطوة الأولى فقط.

شحنها بشكل صحيح هو مهم أيضاً

الملاحظة التقنية

يتفاوت فولتاج الشحن وتيار الشحن وتعويض درجة الحرارة وإعدادات المساواة أو الزيادة وحدود إعادة الشحن حسب تصميم البطارية وتكوين شاحن UPS.

اتبع دائمًا أحدث الوثائق التقنية المقدمة من قبل الشركة المصنعة للبطارية وشركة UPS.القيم التي تناقش في هذه المقالة هي مراجع هندسية عامة ولا ينبغي أن تحل محل تعليمات الشحن الخاصة بالنموذج.

المعايير الدولية والمراجع التقنية

المعايير الدولية التالية ذات صلة بأنظمة بطارية UPS الثابتة:

• سلسلة IEC 60896بطاريات الرصاص الحمضية الثابتة التي يتم تنظيمها بالصمام.

• IEC 62485-2- متطلبات السلامة للبطاريات الثانوية الثابتة وتركيبات البطاريات.

• IEEE 1188صيانة واختبار واستبدال بطاريات VRLA الثابتة.

• IEC 62619- متطلبات السلامة للخلايا والبطاريات الصناعية الثانوية من الليثيوم.

توفر هذه المعايير إرشادات تقنية وسلامة عامة. يجب دائمًا تأكيد معايير الشحن الفعلية مقابل وثائق الشركة المصنعة الحالية للبطارية و UPS.

أتحتاجين مساعدة في تحديد حجم نظام بطارية الـ (بيه بي اس) ؟

سعة البطارية آه هي جزء واحد فقط من تصميم بطارية UPS.

بالنسبة للمشاريع التي تتطلب وقت احتياطي طويل، أو دورات تفريغ متكررة أو استرداد سريع بعد انقطاع التشغيل، يجب تقييم قدرة الشاحن ووقت إعادة الشحن مع بنك البطارية.

يمكن أن تساعد TAFENG في تكوين أنظمة UPS والبطاريات للمعدات الطبية والحمولات الصناعية ومراكز البيانات والمواقع ذات الطاقة غير المستقرة.

استكشاف لديناUPS منخفض الترددوUPS عالي الترددنطاقات الأنظمة ذات تكوينات البطارية الخارجية ومتطلبات النسخ الاحتياطي الخاصة بالمشروع.