شناور شدن باتری UPS، تعادل و شارژ سریع: چه زمانی از هر حالت استفاده کنید

بانک باتری UPS اخیراً پس از تنها سه سال استفاده، برای تعویض مورد ارزیابی قرار گرفت.

اولین مشکوک بودن کیفیت باتری بود اما سابقه شارژ یک علت احتمالی دیگر را نشان داد: UPS برای اجرای شارژ مکرر با ولتاژ بالا تنظیم شده بود.

برای باتری های VRLA که عمدتاً برای سرویس آماده استفاده می شوند، شارژ مکرر ولتاژ بالا می تواند گاز را افزایش دهد.از دست دادن آب و دمای باتری اگر از مشخصات شارژ توصیه شده توسط سازنده باتری بیشتر باشد.

طول عمر باتری بیشتر از خود باتری بستگی دارد. تنظیمات شارژر، دمای و زمان موجود برای شارژ مجدد همه چیز مهم است.

شارژ شناور، شارژ برابر یا تقویت و شارژ سریع به اهداف مختلفی خدمت می کنند. آنها نباید به عنوان روش های شارژ قابل تعویض در نظر گرفته شوند.

نکته های کلیدی

• بارگذاری شناورحالت آماده ی عادی برای اکثر سیستم های باتری VRLA UPS است.

• برابر کردن یا افزایش شارژباید فقط زمانی استفاده شود که تولید کننده باتری اجازه دهد.

• شارژ سریعهم توسط جریان شارژ مجاز باتری و هم ظرفیت شارژر UPS محدود می شود.

• ظرفیت باتری، جریان شارژر و زمان شارژ در دسترس باید با هم ارزیابی شوند.

• پارامترهای شارژ همیشه باید بر اساس داده های فنی برای مدل باتری خاص باشد.

شارژ شناور حالت آماده ی UPS عادی است

برای اکثر بانک های باتری VRLA متصل به یک UPS آنلاین، شارژ شناور شرایط عادی کار است.

هنگامی که قدرت برق در دسترس است، شارژر UPS باتری را در ولتاژ ثابت کنترل شده نگه می دارد.برق شارژ به سطح پایین می افتد و باتری برای قطع بعدی آماده می شود.

برای بسیاری از باتری های VRLA ثابت، ولتاژ شناور توصیه شده در حدود 25°C تقریباً:

2.25 ٫2.30 ولت در هر سلول

برای یک باتری 12 ولت با شش سلول، این تقریباً با:

13.5·13.8 ولت در هر باتری

این یک محدوده معمولی است، نه یک تنظیم که باید برای هر باتری اعمال شود.

AGM، GEL، TPPL و سایر طرح های VRLA ممکن است الزامات شارژ متفاوتی داشته باشند. ولتاژ شناور صحیح همیشه باید از مستندات فنی برای مدل باتری خاص باشد.

یک خطای کوچک ولتاژ شناور در طول زمان مهم می شود

باتری های UPS می توانند سال ها شناور بمانند، بنابراین حتی یک اشتباه کوچک شارژ می تواند تاثیر طولانی مدت داشته باشد.

اگر ولتاژ شناور بسیار پایین باشد، باتری ممکن است تا حدودی شارژ شود. شارژ طولانی مدت می تواند به سولفاسیون و کاهش ظرفیت موجود کمک کند.

اگر ولتاژ شناور بیش از حد بالا باشد، باتری تحت شارژ مداوم باقی می ماند. این می تواند تولید گاز، از دست دادن آب، خوردگی شبکه و دمای کار را افزایش دهد.

در حالی که عمر باتری به تدریج کاهش می یابد UPS ممکن است هشدار فوری را نشان ندهد.

برای خدمات طولانی مدت در حالت آماده، ولتاژ شناور دقیق مهم تر از شارژ شدید است.

جبران دما باید بررسی شود

ولتاژ شارژ اسید سرب با دما تغییر می کند.

با افزایش دمای باتری، ولتاژ شارژ توصیه شده به طور معمول کاهش می یابد. در دمای پایین تر، ممکن است ولتاژ کمی بالاتر مورد نیاز باشد.

بسیاری از باتری های VRLA ثابت از یک ارزش تعویض دمای منفی چند میلی ولت در هر درجه سانتیگراد در هر سلول استفاده می کنند، اما ضریب دقیق به طراحی باتری بستگی دارد.

اگر UPS از شارژ با تعویض دمایی پشتیبانی می کند، بررسی کنید که:

• حسگر دمای باتری به درستی نصب شده است.

• تعویض دمای در صورت لزوم فعال است.

• دمای مرجع با دستورالعمل های سازنده باتری مطابقت دارد.

یک بانک باتری که به طور مداوم در 30 درجه سانتیگراد کار می کند نباید به طور خودکار از دقیقا همان ولتاژ شارژ به عنوان یک بانک باتری که در 20 درجه سانتیگراد یا 25 درجه سانتیگراد کار می کند استفاده کند.

شارژ مساوی برای هر باتری VRLA نگهداری معمول نیست

معادله اغلب با باتری های اسید سرب مرتبط است، اما این اصطلاح می تواند در برنامه های UPS گمراه کننده باشد.

باتری های اسید سرب سنتی می توانند از تعادل دوره ای برای کاهش تفاوت در حالت شارژ بین سلول ها استفاده کنند.

باتري هاي VRLA به احتياط بيشتري نياز دارند.

بسته به سازنده، یک مرحله شارژ موقت ولتاژ بالا می تواند به عنوان:

• مساوی کردن بار

• هزینه افزایش

• هزینه های بازپرداخت؛

• هزینه راه اندازی

این اصطلاحات همیشه قابل تعویض نیستند.

برخی از تولید کنندگان VRLA یک روش معادل سازی خاص را ارائه می دهند. برخی دیگر استفاده از آن را محدود می کنند یا روش دیگری را برای شارژ تقویت می کنند.

وجود یکمساوی کردن هزینهگزینه در یک منوی UPS به این معنی نیست که باید هر ماه به طور خودکار اجرا شود.

راهنماي باتري بايد اينو مشخص کنه

چه زمانی می توان ولتاژ شارژ بالاتر را مناسب دانست؟

يک حالت بعد از تخليه مهم است.

یک باتری تخلیه شده باید به محض عملی شدن شارژ شود. برخی از تولید کنندگان باتری اجازه می دهند که ولتاژ شارژ یا جریان شارژ به طور موقت بالاتر باشد تا زمان بازیابی را کاهش دهد.

نکته مهم اینه که این موقتیه

هنگامی که شرایط شارژ مورد نیاز به دست می آید، شارژر باید به سطح شارژ حالت آماده عادی که توسط تولید کننده باتری مشخص شده است بازگردد.

يه وضعيت ديگه هم هست که دوباره شارژ کامل نشده

این در سایت هایی که عرضه خدمات عمومی ناپایدار است، رایج است.

چرخه عملیاتی ممکن است به این شکل باشد:

قطع برق → تخلیه باتری → بازگشت برق → شارژ جزئی → قطع برق دیگر

اگر قطع بعدی قبل از اینکه باتری بهبود یابد رخ دهد، زمان پشتیبان در دسترس کوتاه تر خواهد بود.

هنگامی که این اتفاق بارها و بارها رخ می دهد، بانک باتری ممکن است بیشتر عمر خود را در حالت شارژ کامل صرف کند.

قبل از افزایش ولتاژ شارژ، ابتدا طراحی سیستم را بررسی کنید.

ظرفیت باتری به تنهایی زمان شارژ را تعیین نمی کند

این یکی از مهم ترین نکات در اندازه گیری باتری UPS است.

یک بانک باتری بزرگتر انرژی ذخیره شده بیشتری را فراهم می کند، اما همچنین زمان بیشتری یا جریان شارژ بیشتری برای بازیابی پس از تخلیه نیاز دارد.

باید سه عامل را در کنار هم در نظر بگیریم:

ظرفیت باتری + ظرفیت شارژر + پنجره شارژ موجود

یک مثال ساده را در نظر بگیرید.

اگر یک باتری 100 Ah اجازه دهد حداکثر جریان شارژ 0.2C باشد، جریان مربوطه خواهد بود:

100 Ah × 0.2 = 20 A

اما اگر شارژر UPS فقط می تواند 10A را تامین کند، بانک باتری در 20A شارژ نخواهد شد.

شارژر عامل محدود کننده می شود.

این امر به ویژه زمانی که یک بانک باتری بزرگ خارجی برای افزایش زمان پشتیبان UPS اضافه می شود، مهم است.

اضافه کردن باتری های بیشتر زمان کار را افزایش می دهد، اما به طور خودکار ظرفیت شارژ را افزایش نمی دهد.

بنابراین یک سیستم طراحی شده برای چندین ساعت پشتیبان گیری ممکن است نیاز به یک شارژر با ظرفیت بالاتر یا ماژول های شارژ اضافی داشته باشد اگر بازیابی سریع مورد نیاز باشد.

برای اندازه گیری بانک باتری قبل از بررسی زمان شارژ، بهراهنمای اندازه گیری زمان اجرا باتری UPS.

قطعات مکرر باعث می شود زمان شارژ بخشی از طراحی UPS باشد

در سایت هایی که شبکه ای ناپایدار دارند، قابلیت شارژ مجدد باید در هنگام انتخاب UPS در نظر گرفته شود، نه پس از نصب.

فرض کنید یک بانک باتری برای زمان پشتیبان گیری طولانی طراحی شده است، اما سایت چندین قطع در روز را تجربه می کند.

پس از اولین تخلیه، UPS ممکن است فقط چند ساعت برای شارژ مجدد قبل از وقفه بعدی داشته باشد.

اگر شارژر بتواند ظرف این مدت ظرفیت کافی را بازگرداند، هر قطع بعدی با انرژی ذخیره شده کمتر شروع می شود.

بنابراین بانک باتری ممکن است برای زمان اجرا به درستی اندازه گیری شود اما به خوبی با محیط عملیاتی واقعی مطابقت نداشته باشد.

برای سایت هایی که وقفه های مکرر دارند، بررسی کنید:

• عمق انتظار شده تخلیه

• تعداد وقفه ها در روز

• ظرفیت باتری

• جریان شارژر UPS

• زمان شارژ

• برنامه کار ژنراتور، در صورت لزوم.

این اغلب مفیدتر از افزایش ظرفیت Ah باتری است.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد ظرفیت UPS، زمان اجرا و پیکربندی باتری، به ما مراجعه کنیدراهنمای اندازه گیری UPS.

برابري نمي تونه يه باتري خراب شده رو تعمير کنه

اگر یک باتری در یک رشته سری ولتاژ غیرطبیعی را نشان دهد، استفاده از ولتاژ شارژ بالاتر برای کل رشته نباید اولین پاسخ باشد.

اول وضعیت باتری رو چک کن

اندازه گیری های مفید شامل:

• ولتاژ باتری فردی

• مقاومت داخلی یا رسانایی

• مقاومت اتصال

• دمای باتری

• ظرفیت تخلیه

• تورم، نشت یا خوردگی قابل مشاهده.

یک باتری با از دست دادن ظرفیت قابل توجهی، آسیب داخلی، خشک شدن بیش از حد یا گرم شدن غیرطبیعی به طور معمول نمی تواند به سادگی با افزایش ولتاژ شارژ بازگردد.

معادله يه روش شارژيه نه يه روش تعمير

برای اطلاعات بیشتر در مورد سیم کشی و نظارت بر رشته باتری، ببینیدمرکز باتری UPS: چه کاری انجام می دهد، چه زمانی به آن نیاز دارید و چگونه آن را متصل کنید.

چرا شارژ بیش از حد باتری های VRLA یک نگرانی است

باتری های VRLA طراحی شده اند تا بسیاری از گاز تولید شده در طول شارژ عادی را دوباره ترکیب کنند.

اين توانایی ترکیب مجدد محدودیت داره

ولتاژ شارژ بیش از حد، جریان شارژ یا دمای ممکن است تولید گاز را سریعتر از باتری افزایش دهد.

فشار داخلی پس از آن افزایش می یابد و دریچه کاهش فشار می تواند کار کند.

هنگامی که رطوبت از یک باتری VRLA مهر و موم شده از دست می رود، به طور معمول نمی توان آن را به همان شیوه ای که الکترولیت در یک باتری با تهویه معمولی نگهداری می شود، بازسازی کرد.

بنابراین بارگذاری بیش از حد می تواند خشک شدن و از دست دادن دائمی ظرفیت را تسریع کند.

اگه باتري نشون بده:

• تورم صورت

• دمای غیرمعمول

• نشت یا خوردگی

• رنگ آمیزی در اطراف منطقه دریچه

• ولتاژ غیر طبیعی مداوم

قبل از تغییر تنظیمات شارژ، علت را بررسی کنید.

شارژ سریع عمدتا در مورد جریان شارژ در دسترس است

برای باتری های UPS اسید سربشارژ سریعمعمولاً اصطلاحی مفیدتر از شارژ سریع است.

زمان شارژ به طور عمده به موارد زیر بستگی دارد:

1. ظرفیت شارژر UPS

2. حداکثر جریان شارژ اجازه داده شده توسط باتری

3. عمق تخلیه قبلی

4. دمای باتری

5. مشخصات شارژ که توسط سازنده مشخص شده است.

هیچ محدودیتی برای هر باتری VRLA وجود ندارد.

برخی از مدل های باتری اجازه می دهند که جریان شارژ اولیه نسبتا بالا باشد، در حالی که برخی دیگر از محدودیت های پایین تر استفاده می کنند.

به همین دلیل است که اظهارات مانند:

تمام باتری های UPS باید در 0.1C شارژ شوند.

یا:

0.25C همیشه حداکثر است

خیلی گسترده است.

از ورق اطلاعات برای مدل دقیق باتری استفاده کنید.

هنگام اضافه کردن باتری های خارجی شارژر UPS را نادیده نگیرید

این نکته به ویژه زمانی که یک UPS استاندارد به یک بانک باتری خارجی بسیار بزرگتر متصل است، مهم است.

محاسبه باتری ممکن است نشان دهد که زمان پشتیبان مورد نیاز قابل دستیابی است، اما یک سوال دیگر باقی می ماند:

بعد از تخليه چقدر طول مي کشه تا UPS باتري ها رو شارژ کنه؟

اگر پاسخ 10، 15 یا حتی 20 ساعت باشد، ممکن است در یک سایت با یک منبع تامین پایدار قابل قبول باشد.

ممکن است در موقعیتی که احتمال قطع برق در عرض چند ساعت وجود داشته باشد قابل قبول نباشد.

بنابراین برای پروژه های UPS طولانی مدت، ظرفیت شارژر باید در کنار:

• درجه بندی UPS kVA/kW؛

• ولتاژ باتری DC

• ظرفیت باتری Ah

• زمان پشتیبان گیری مورد نیاز

طول کابل باتری و اندازه هادی نیز باید بررسی شود، به ویژه هنگامی که کابینت های باتری خارجی چند متر از UPS نصب می شوند.

برای طول کابل، افت ولتاژ و قرار دادن باتری، ببینید:يه UPS بايد چقدر از کابينت باتري فاصله داشته باشه؟.

باتری های لیتیوم از یک استراتژی شارژ متفاوت استفاده می کنند

سیستم های باتری لیتیوم نباید به سادگی اصطلاحات سرب و اسید مانند شناور و برابر کردن شارژ را به ارث ببرند.

باتری های لیتیوم صنعتی معمولاً از یک مشخصات شارژ تعریف شده توسط تولید کننده باتری و کنترل شده توسط سیستم مدیریت باتری پیروی می کنند.

BMS معمولاً:

• ولتاژ سلول

• دمای باتری

• جریان شارژ

• حالت شارژ

• عدم تعادل سلولی

• ولتاژ بالا

• درجه حرارت بالا.

برای یک سیستم باتری UPS لیتیوم، سوالات مهم این است:

• آیا شارژر UPS با باتری سازگار است؟

• آیا ارتباط بین UPS و BMS به درستی کار می کند؟

• آیا ولتاژ و جریان شارژ در محدوده تولید کننده باتری قرار دارد؟

پارامترهای شارژ نباید به صورت دستی فراتر از مرزهای تعریف شده توسط سازنده باتری یا BMS افزایش یابد.

شناور vs برابر vs شارژ سریع

قبل از تغییر تنظیمات شارژ باتری UPS

قبل از تغییر پارامترهای شناور، تقویت کننده یا شارژ مجدد، بررسی کنید:

• مدل و تکنولوژی دقیق باتری

• ولتاژ شناور مشخص شده توسط سازنده

• ولتاژ افزایش یا تعادل مجاز

• حداکثر جریان شارژ

• الزامات تعویض دمای

• ظرفیت شارژر UPS

• ظرفیت باتری بانک Ah

• فرکانس قطع انتظار

• زمان شارژ

• دمای باتری

• ولتاژ باتری های فردی

یک پارامتر را به صورت جداگانه تنظیم نکنید.

ولتاژ شارژ بالاتر ممکن است زمان شارژ مجدد را کاهش دهد، اما همچنین می تواند استرس باتری را افزایش دهد.

یک باتری بزرگتر ممکن است برای مدت طولانی تر پشتیبان باشد، اما ممکن است برای شارژ مجدد نیز مدت بیشتری طول بکشد.

استراتژی شارژ باید با باتری، شارژر UPS و شرایط واقعی سایت مطابقت داشته باشد.

سه قانون عملی

برای ولتاژ شناور از صفحه اطلاعات باتری استفاده کنید.

ولتاژ شناور را افزایش ندهید فقط به این دلیل که تنظیمات بالاتر به نظر می رسد باتری را به طور کامل شارژ کند.

برنامه ریزی تعادل اتوماتیک را انجام ندهید مگر اینکه تولید کننده باتری آن را توصیه کند.

یک تابع برابر کردن در منوی UPS به این معنی نیست که هر باتری VRLA نیاز به برابر کردن دوره ای دارد.

وقتی که زمان شارژ مهم است، شارژر را به همان اندازه که ظرفیت باتری را بررسی کنید، بررسی کنید.

یک بانک باتری بزرگ متصل به یک شارژر کوچک ممکن است زمان پشتیبان عالی را پس از شارژ کامل فراهم کند اما بهبود ضعیف بین قطعات.

باتری های UPS بیشتر عمر خود را به جای تأمین بار به شارژر متصل می کنند.

این باعث می شود که ولتاژ شارژ، جبران دما، جریان شارژ و زمان شارژ مجدد بخشی از عمر باتری باشد نه فقط تنظیمات راه اندازی.

انتخاب باتری مناسب تنها اولین قدم است.

درست شارژ کردنش هم همینطور مهمه.

یادداشت فنی

ولتاژ شارژ، جریان شارژ، جبران دما، تنظیمات برابر یا تقویت و محدودیت های شارژ مجدد با طراحی باتری و پیکربندی شارژر UPS متفاوت است.

همیشه آخرین اسناد فنی ارائه شده توسط سازنده باتری و سازنده UPS را دنبال کنید.مقادیر مورد بحث در این مقاله مرجع مهندسی عمومی هستند و نباید جایگزین دستورالعمل های شارژ خاص مدل شوند.

استانداردهای بین المللی و مرجع فنی

استانداردهای بین المللی زیر برای سیستم های باتری UPS ثابت مربوط می شوند:

• سری IEC 60896باتری های اسید سرب ثابت که با شیر تنظیم می شوند

• IEC 62485-2- الزامات ایمنی برای باتری های ثانویه ثابت و نصبات باتری.

• IEEE 1188- نگهداری، آزمایش و تعویض باتری های ثابت VRLA

• IEC 62619- الزامات ایمنی برای سلول ها و باتری های لیتیوم ثانویه صنعتی

این استانداردها راهنمایی های فنی و ایمنی عمومی را ارائه می دهند. پارامترهای شارژ واقعی همیشه باید با اسناد فعلی باتری و سازنده UPS تأیید شوند.

به اندازه گیری یک سیستم باتری UPS نیاز دارید؟

ظرفیت باتری Ah تنها یک بخش از طراحی باتری UPS است.

برای پروژه هایی که نیاز به زمان پشتیبان طولانی، چرخه های تخلیه مکرر یا بازیابی سریع پس از قطع کار دارند، ظرفیت شارژر و زمان شارژ مجدد باید همراه با بانک باتری ارزیابی شود.

TAFENG می تواند به پیکربندی سیستم های UPS و باتری برای تجهیزات پزشکی، بارهای صنعتی، مراکز داده و سایت هایی که دارای قدرت غیر پایدار هستند، کمک کند.

در حال کشف ماUPS فرکانس پایینوUPS با فرکانس بالامحدوده برای سیستم هایی با پیکربندی باتری خارجی و الزامات پشتیبان گیری خاص پروژه.