UPS 배터리 플로트, 이퀄라이즈 및 빠른 재충전: 각 모드 사용 시기

UPS 배터리 뱅크가 최근 3년 만에 교체 대상으로 평가되었습니다.

첫 번째 의심은 배터리 품질이었습니다. 그러나 충전 기록은 또 다른 가능한 원인을 보여주었습니다. UPS가 높은 전압에서 빈번한 이퀄라이즈 충전을 실행하도록 구성되었습니다.

대기 서비스에 주로 사용되는 VRLA 배터리의 경우, 반복적인 고전압 충전은 배터리 제조업체의 권장 충전 프로파일을 초과할 경우 가스 발생, 수분 손실 및 배터리 온도를 증가시킬 수 있습니다.

배터리 수명은 배터리 자체보다 더 많은 것에 달려 있습니다. 충전기 설정, 온도 및 재충전 가능한 시간 모두 중요합니다.

플로트 충전, 이퀄라이즈 또는 부스트 충전 및 빠른 재충전은 다른 목적을 수행합니다. 이들은 상호 교환 가능한 충전 모드로 취급되어서는 안 됩니다.

주요 내용

• 플로트 충전대부분의 VRLA UPS 배터리 시스템에 대한 정상적인 대기 모드입니다.

• 이퀄라이즈 또는 부스트 충전배터리 제조업체가 허용하는 경우에만 사용해야 합니다.

• 전류배터리의 허용 충전 전류와 UPS 충전기의 용량 모두에 의해 제한됩니다.

• 배터리 용량, 충전기 전류 및 사용 가능한 재충전 시간은 함께 평가되어야 합니다.

• 충전 매개변수는 항상 특정 배터리 모델의 기술 데이터를 기반으로 해야 합니다.

플로트 충전은 정상적인 UPS 대기 모드입니다

온라인 UPS에 연결된 대부분의 VRLA 배터리 뱅크의 경우 플로트 충전이 정상적인 작동 조건입니다.

유틸리티 전원이 사용 가능한 경우 UPS 충전기는 배터리를 제어된 일정한 전압으로 유지합니다. 배터리가 완전히 충전되면 충전 전류가 낮은 수준으로 떨어지고 배터리는 다음 정전에 대비하여 준비 상태를 유지합니다.

많은 고정형 VRLA 배터리의 경우 약 25°C에서 권장되는 플로트 전압은 다음과 같습니다.

셀당 2.25–2.30 V

셀이 6개인 12V 배터리의 경우 이는 대략 다음과 같습니다.

배터리당 13.5–13.8 V

이것은 일반적인 범위이며 모든 배터리에 적용해야 하는 설정은 아닙니다.

AGM, GEL, TPPL 및 기타 VRLA 설계는 다른 충전 요구 사항을 가질 수 있습니다. 올바른 플로트 전압은 항상 특정 배터리 모델의 기술 문서에서 가져와야 합니다.

작은 플로트 전압 오류도 시간이 지남에 따라 중요해집니다

UPS 배터리는 몇 년 동안 플로트 상태를 유지할 수 있으므로 작은 충전 오류도 장기적인 영향을 미칠 수 있습니다.

플로트 전압이 너무 낮으면 배터리가 부분적으로 충전된 상태로 유지될 수 있습니다. 장기간의 저충전은 황산화 및 가용 용량 감소에 기여할 수 있습니다.

플로트 전압이 너무 높으면 배터리가 지속적인 과충전 상태로 유지됩니다. 이는 가스 발생, 수분 손실, 그리드 부식 및 작동 온도를 증가시킬 수 있습니다.

배터리 수명이 점진적으로 감소하는 동안 UPS는 즉각적인 경보를 표시하지 않을 수 있습니다.

장기 대기 서비스의 경우 공격적인 충전보다 정확한 플로트 전압이 더 중요합니다.

온도 보상을 확인해야 합니다

납산 충전 전압은 온도에 따라 변합니다.

배터리 온도가 상승하면 권장 충전 전압이 일반적으로 감소합니다. 낮은 온도에서는 약간 더 높은 전압이 필요할 수 있습니다.

많은 고정형 VRLA 배터리는 셀당 섭씨 몇 밀리볼트의 음수 온도 보상 값을 사용하지만 정확한 계수는 배터리 설계에 따라 다릅니다.

UPS가 온도 보상 충전을 지원하는 경우 다음을 확인하십시오.

• 배터리 온도 센서가 올바르게 설치되었는지 확인하십시오.

• 필요한 경우 온도 보상이 활성화되었는지 확인하십시오.

• 기준 온도가 배터리 제조업체의 지침과 일치하는지 확인하십시오.

연속적으로 30°C에서 작동하는 배터리 뱅크는 20°C 또는 25°C에서 작동하는 배터리 뱅크와 자동으로 동일한 충전 전압을 사용해서는 안 됩니다.

이퀄라이즈 충전은 모든 VRLA 배터리에 대한 일상적인 유지 보수가 아닙니다.

이퀄라이제이션은 납산 배터리와 자주 연관되지만, UPS 응용 프로그램에서는 이 용어가 오해의 소지가 있을 수 있습니다.

전통적인 통풍식 납산 배터리는 셀 간의 충전 상태 차이를 줄이기 위해 주기적인 이퀄라이제이션을 사용할 수 있습니다.

VRLA 배터리는 더 많은 주의가 필요합니다.

제조업체에 따라 일시적으로 더 높은 전압 충전 단계가 다음과 같이 설명될 수 있습니다.

• 이퀄라이즈 충전;

• 부스트 충전;

• 복구 충전;

• 시운전 충전.

이 용어는 항상 상호 교환 가능한 것은 아닙니다.

일부 VRLA 제조업체는 특정 이퀄라이제이션 절차를 제공합니다. 다른 제조업체는 사용을 제한하거나 다른 부스트 충전 방법을 지정합니다.

UPS 메뉴에 "이퀄라이즈 충전" 옵션이 있다고 해서 매달 자동으로 실행해야 한다는 의미는 아닙니다.배터리 설명서가 이를 결정해야 합니다.더 높은 재충전 전압이 적절할 수 있는 경우는 언제입니까?

한 가지 상황은 상당한 방전 후입니다.

방전된 배터리는 가능한 한 빨리 재충전해야 합니다. 일부 배터리 제조업체는 복구 시간을 줄이기 위해 일시적으로 더 높은 충전 전압 또는 충전 전류를 허용합니다.

중요한 점은 이것이 일시적이라는 것입니다.

필요한 재충전 조건이 충족되면 충전기는 배터리 제조업체가 지정한 정상적인 대기 충전 수준으로 돌아가야 합니다.

또 다른 상황은 반복적인 불완전한 재충전입니다.

이는 불안정한 유틸리티 공급이 있는 현장에서 흔히 발생합니다.

작동 주기는 다음과 같을 수 있습니다.

정전 → 배터리 방전 → 유틸리티 복구 → 부분 재충전 → 또 다른 정전

다음 정전이 배터리가 복구되기 전에 발생하면 사용 가능한 백업 시간이 더 짧아집니다.

이것이 반복적으로 발생하면 배터리 뱅크가 전체 충전 상태보다 낮은 상태로 수명의 많은 부분을 보낼 수 있습니다.

충전 전압을 높이기 전에 시스템 설계를 먼저 확인하십시오.

배터리 용량만으로는 재충전 시간을 결정할 수 없습니다.

이것은 UPS 배터리 크기 조정에서 가장 간과되는 사항 중 하나입니다.

더 큰 배터리 뱅크는 더 많은 저장 에너지를 제공하지만 방전 후 복구하는 데 더 많은 시간 또는 더 많은 충전 전류가 필요합니다.

세 가지 요소를 함께 고려해야 합니다:

배터리 용량 + 충전기 용량 + 사용 가능한 재충전 창

간단한 예를 들어 보겠습니다.

100Ah 배터리가 0.2C의 최대 재충전 전류를 허용하는 경우 해당 전류는 다음과 같습니다.

100Ah × 0.2 = 20A

그러나 UPS 충전기가 10A만 공급할 수 있다면 배터리 뱅크는 20A로 재충전되지 않습니다.

충전기가 제한 요인이 됩니다.

이는 특히 UPS 백업 시간을 연장하기 위해 대형 외부 배터리 뱅크가 추가될 때 중요합니다.

더 많은 배터리를 추가하면 런타임이 늘어나지만 자동으로 충전 용량이 늘어나는 것은 아닙니다.

따라서 몇 시간의 백업을 위해 설계된 시스템은 빠른 복구가 필요한 경우 더 높은 용량의 충전기 또는 추가 충전 모듈이 필요할 수 있습니다.

재충전 시간을 확인하기 전에 배터리 뱅크 크기를 조정하려면 당사의 "UPS 배터리 런타임 크기 조정 가이드"를 참조하십시오.

빈번한 정전은 재충전 시간을 UPS 설계의 일부로 만듭니다

불안정한 그리드가 있는 현장에서는 재충전 기능을 설치 후가 아니라 UPS 선택 시 고려해야 합니다.배터리 뱅크가 긴 백업 시간을 위해 설계되었지만 해당 현장에서 하루에 여러 번의 정전이 발생한다고 가정해 보겠습니다.UPS 충전기가 배터리와 호환됩니까?

이 기간 동안 충전기가 충분한 용량을 복구하지 못하면 후속 정전은 항상 더 적은 저장 에너지로 시작됩니다.

따라서 배터리 뱅크는 런타임에 대해 올바르게 크기가 조정되었지만 실제 작동 환경과 잘 맞지 않을 수 있습니다.

빈번한 정전이 발생하는 현장의 경우 다음을 확인하십시오.

예상 방전 깊이;

하루 정전 횟수;

배터리 용량;

UPS 충전기 전류;

• 사용 가능한 재충전 시간;

• 발전기 작동 일정(해당되는 경우).

• 이는 단순히 배터리 Ah 용량을 늘리는 것보다 훨씬 유용합니다.

• UPS 용량, 런타임 및 배터리 구성에 대한 자세한 내용은 당사의 "UPS 크기 조정 가이드"를 참조하십시오.

• 과소 평가된 충전기에 연결된 대형 배터리 뱅크는 완전히 충전되면 우수한 백업 시간을 제공할 수 있지만 정전 간 복구는 좋지 않을 수 있습니다.

• 직렬 스트링의 배터리 하나에 비정상적인 전압이 표시되는 경우 전체 스트링에 더 높은 충전 전압을 적용하는 것이 첫 번째 대응책이 되어서는 안 됩니다.

먼저 배터리 상태를 확인하십시오.

유용한 측정값은 다음과 같습니다.개별 배터리 전압;UPS 충전기가 배터리와 호환됩니까?

연결 저항;

배터리 온도;

방전 용량;

눈에 띄는 부풀림, 누출 또는 부식.

• 상당한 용량 손실, 내부 손상, 과도한 건조 또는 비정상적인 발열이 있는 배터리는 일반적으로 충전 전압을 높이는 것만으로는 복구할 수 없습니다.

• 이퀄라이제이션은 충전 절차이지 수리 방법이 아닙니다.

• 배터리 스트링 배선 및 모니터링에 대한 자세한 내용은 "UPS 배터리 중간점: 기능, 필요 시점 및 연결 방법"을 참조하십시오.

• UPS 배터리는 서비스 수명의 대부분을 부하 공급이 아닌 충전기에 연결되어 보냅니다.

• VRLA 배터리는 정상 충전 중에 발생하는 가스의 상당 부분을 재결합하도록 설계되었습니다.

• 그 재결합 능력에는 한계가 있습니다.

과도한 충전 전압, 충전 전류 또는 온도는 배터리가 재결합할 수 있는 속도보다 빠르게 가스 발생을 증가시킬 수 있습니다.

그러면 내부 압력이 상승하고 압력 해제 밸브가 작동할 수 있습니다.

밀봉된 VRLA 배터리에서 수분이 손실되면 기존 통풍식 배터리에서 전해액을 서비스할 수 있는 방식으로는 일반적으로 복구할 수 없습니다.따라서 반복적인 과충전은 건조 및 영구적인 용량 손실을 가속화할 수 있습니다.UPS 충전기가 배터리와 호환됩니까?

케이스 부풀림;

비정상적인 온도;

누출 또는 부식;

밸브 영역 주변의 얼룩;

지속적인 비정상 전압;

충전 설정을 변경하기 전에 원인을 조사하십시오.

빠른 재충전은 주로 사용 가능한 충전 전류에 관한 것입니다

납산 UPS 배터리의 경우, "빠른 재충전"은 빠른 충전보다 더 유용한 용어입니다.

• 재충전 시간은 주로 다음 사항에 따라 달라집니다.

• UPS 충전기 용량;

• 배터리가 허용하는 최대 충전 전류;

• 이전 방전 깊이;

• 배터리 온도;

제조업체가 지정한 충전 프로파일.

모든 VRLA 배터리에 적용되는 단일 최대 C-율은 없습니다.

일부 배터리 모델은 비교적 높은 초기 재충전 전류를 허용하는 반면, 다른 모델은 더 낮은 제한을 사용합니다.이것이 다음과 같은 진술이 너무 광범위한 이유입니다.모든 UPS 배터리는 0.1C로 충전해야 합니다.

또는:

1. 배터리 제조업체가 권장하지 않는 한 이퀄라이제이션을 자동으로 예약하지 마십시오.

2. 정확한 배터리 모델의 데이터 시트를 사용하십시오.

3. 외부 배터리를 추가할 때 UPS 충전기를 간과하지 마십시오

4. UPS 배터리는 서비스 수명의 대부분을 부하 공급이 아닌 충전기에 연결되어 보냅니다.

5. 배터리 계산은 필요한 백업 시간이 달성 가능함을 보여줄 수 있지만, 또 다른 질문이 남습니다.

방전 후 UPS가 배터리를 재충전하는 데 얼마나 걸릴까요?

답이 10, 15 또는 20시간이라면 안정적인 유틸리티 공급이 있는 현장에서는 허용될 수 있습니다.

몇 시간 내에 또 다른 정전이 발생할 가능성이 있는 현장에서는 허용되지 않을 수 있습니다.

따라서 장기 런타임 UPS 프로젝트의 경우 충전기 용량을 다음 사항과 함께 확인해야 합니다.

UPS kVA/kW 등급;

DC 배터리 전압;

배터리 Ah 용량;

필요한 백업 시간;

배터리 케이블 길이 및 도체 크기도 확인해야 합니다. 특히 외부 배터리 캐비닛이 UPS에서 몇 미터 떨어진 곳에 설치된 경우.

케이블 길이, 전압 강하 및 배터리 캐비닛 배치에 대해서는 "UPS는 배터리 캐비닛에서 얼마나 떨어져 있어야 하는가?"를 참조하십시오.

리튬 배터리는 다른 충전 전략을 사용합니다

리튬 배터리 시스템은 플로트 및 이퀄라이즈 충전과 같은 납산 용어를 단순히 상속해서는 안 됩니다.

산업용 리튬 배터리는 일반적으로 배터리 제조업체가 정의하고 배터리 관리 시스템(BMS)이 제어하는 충전 프로파일을 따릅니다.

BMS는 일반적으로 다음을 모니터링합니다.

셀 전압;

• 배터리 온도;

• 충전 전류;

• 충전 상태;

• 셀 불균형;

과전압;

과열.리튬 UPS 배터리 시스템의 경우 중요한 질문은 다음과 같습니다.UPS 충전기가 배터리와 호환됩니까?

UPS와 BMS 간의 통신이 올바르게 작동하고 있습니까?

충전 전압 및 전류가 배터리 제조업체의 한계 내에 있습니까?

충전 매개변수는 배터리 제조업체 또는 BMS에서 정의한 한계를 초과하여 수동으로 증가시켜서는 안 됩니다.

플로트 대 이퀄라이즈 대 빠른 재충전

• 항목

• UPS 배터리는 서비스 수명의 대부분을 부하 공급이 아닌 충전기에 연결되어 보냅니다.

• 이퀄라이즈 / 부스트 충전

• 빠른 재충전

• 주요 목적

• 대기 준비 상태 유지

• 지정된 조건에서 제어된 재충전

복구 시간 단축

• 지속 시간

• 연속

• 제한적

재충전 중

전압

하나의 매개변수를 독립적으로 조정하지 마십시오.

더 높은 충전 전압은 재충전 시간을 줄일 수 있지만 배터리 스트레스를 증가시킬 수도 있습니다.

• 더 큰 배터리 뱅크는 더 긴 백업을 제공할 수 있지만 재충전하는 데 훨씬 더 오래 걸릴 수 있습니다.

• 충전 전략은 배터리, UPS 충전기 및 실제 현장 조건과 일치해야 합니다.

• 세 가지 실용적인 규칙

• 플로트 전압에 대해 배터리 데이터 시트를 사용하십시오.

• 더 높은 설정이 배터리를 더 완전히 충전하는 것처럼 보인다고 해서 플로트 전압을 높이지 마십시오.

• 배터리 제조업체가 권장하지 않는 한 이퀄라이제이션을 자동으로 예약하지 마십시오.

• UPS 메뉴의 이퀄라이즈 기능이 모든 VRLA 배터리에 주기적인 이퀄라이제이션이 필요하다는 의미는 아닙니다.

• 재충전 시간이 중요할 때 배터리 용량만큼 충전기를 주의 깊게 확인하십시오.

• 과소 평가된 충전기에 연결된 대형 배터리 뱅크는 완전히 충전되면 우수한 백업 시간을 제공할 수 있지만 정전 간 복구는 좋지 않을 수 있습니다.

• UPS 배터리는 서비스 수명의 대부분을 부하 공급이 아닌 충전기에 연결되어 보냅니다.

• 이는 충전 전압, 온도 보상, 충전 전류 및 재충전 시간이 배터리 수명의 일부이지 시운전 설정만은 아님을 의미합니다.

올바른 배터리를 선택하는 것은 첫 단계일 뿐입니다.

올바르게 충전하는 것도 똑같이 중요합니다.

기술 참고

충전 전압, 충전 전류, 온도 보상, 이퀄라이즈 또는 부스트 설정 및 재충전 제한은 배터리 설계 및 UPS 충전기 구성에 따라 다릅니다.

항상 배터리 제조업체 및 UPS 제조업체에서 제공하는 최신 기술 문서를 따르십시오. 이 기사에서 논의된 값은 일반적인 엔지니어링 참조이며 모델별 충전 지침을 대체해서는 안 됩니다.

국제 표준 및 기술 참조

다음 국제 표준은 고정형 UPS 배터리 시스템과 관련이 있습니다.

IEC 60896 시리즈

— 고정형 밸브 조절 납산 배터리.

IEC 62485-2

— 고정형 이차 전지 및 배터리 설치에 대한 안전 요구 사항.

IEEE 1188

— 고정형 VRLA 배터리의 유지 보수, 테스트 및 교체.

IEC 62619

— 산업용 이차 리튬 셀 및 배터리에 대한 안전 요구 사항.

이러한 표준은 일반적인 기술 및 안전 지침을 제공합니다. 실제 충전 매개변수는 항상 최신 배터리 및 UPS 제조업체 문서와 대조하여 확인해야 합니다.

UPS 배터리 시스템 크기 조정에 도움이 필요하십니까?

배터리 Ah 용량은 UPS 배터리 설계의 한 부분일 뿐입니다.

긴 백업 시간, 빈번한 방전 주기 또는 정전 후 빠른 복구가 필요한 프로젝트의 경우 충전기 용량과 재충전 시간을 배터리 뱅크와 함께 평가해야 합니다.

TAFENG는 의료 장비, 산업 부하, 데이터 센터 및 불안정한 유틸리티 전원이 있는 현장을 위한 UPS 및 배터리 시스템 구성을 도울 수 있습니다.

• 프로젝트별 백업 요구 사항 및 외부 배터리 구성이 있는 시스템의 경우 당사의 "저주파 UPS" 및 "고주파 UPS" 범위를 살펴보십시오.