Ắc quy UPS chiếm vị trí rất quan trọng trong các thiết bị cấp nguồn UPS. Hiện nay, pin axit chì kín không cần bảo trì được sử dụng rộng rãi trong các bộ nguồn UPS vừa và nhỏ chiếm tới 1/4 đến 1/2 tổng chi phí của bộ nguồn UPS. Không những vậy, việc bảo trì thực tế còn cho thấy hơn 50% các sự cố mất điện của UPS đều liên quan đến ắc quy UPS. Bất kể đó là nguyên nhân hay kết quả của sự cố UPS, sự cố của ắc quy UPS sẽ được biểu hiện trực tiếp bằng việc tăng điện trở trong, điện áp đầu cực không đủ, công suất không đủ hoặc dòng điện phóng tức thời không đáp ứng các yêu cầu để bật- tải khởi động. Vì vậy, khi sử dụng và bảo trì bộ nguồn UPS, điều đặc biệt quan trọng là phải hiểu đúng về ắc quy UPS, sử dụng ắc quy UPS một cách khoa học và nắm vững các phương pháp kiểm tra, lựa chọn ắc quy UPS (để tiện giải thích sự cố, ắc quy UPS được gọi là ắc quy UPS). gọi tắt là pin.)
1. Các chỉ số kỹ thuật chính của ắc quy UPS
Trong số các chỉ số đo ắc quy UPS, điện áp định mức và dung lượng định mức của ắc quy là hai chỉ tiêu kỹ thuật được sử dụng phổ biến nhất.
Dung lượng của pin đề cập đến công suất đầu ra của pin được sạc đầy khi được xả đến điện áp cắt. Trong trường hợp dòng điện phóng điện không đổi thì công suất Q=It?
Trong công thức Q——lượng điện do pin giải phóng, Ah?
I—dòng phóng điện, A;
t – thời gian phóng điện, h.
Cái gọi là điện áp kết thúc dùng để chỉ điện áp mà pin không thể hoạt động bình thường khi pin thấp hơn điện áp quy định. Nói cách khác, nếu pin tiếp tục xả khi điện áp thấp hơn điện áp cắt thì pin có thể bị hỏng.
Dung lượng định mức hoặc dung lượng danh nghĩa của pin được biểu thị bằng chữ C. Ví dụ: đối với pin có dung lượng định mức là 6Ah, C=6Ah; đối với pin có dung lượng định mức 24Ah, C=24Ah.
Khái niệm dung lượng về cơ bản là sự thể hiện sự chuyển đổi năng lượng của pin. Ví dụ, xem xét thực tế rằng điện áp đầu cực E=12V của pin gần như không đổi trong quá trình sử dụng thực tế và biểu thức năng lượng đầu ra W(t)=IVt=IEt, do đó, từ góc độ hiệu ứng năng lượng, có thể hiểu rằng pin được giữ ở cực Năng lượng được giải phóng trong điều kiện điện áp không đổi, nếu phóng điện với dòng điện 6A thì có thể phóng điện trong 1h hoặc với dòng điện 1A trong 6h.
2. Hệ thống xả và tốc độ xả
Khi nghiên cứu về pin, người ta thường chỉ định thời gian xả đồng đều, gọi là hệ thống xả. Sử dụng công suất phóng đã cho để tìm dòng điện phóng qua công suất định mức. Dòng xả (A) = dung lượng định mức của pin (Ah) / thời gian xả (h)
Để so sánh các loại pin có dung lượng khác nhau, dòng xả không được biểu thị bằng giá trị hiện tại (ampe) mà bằng tỷ lệ giữa công suất định mức C và thời gian xả, được gọi là tốc độ xả hoặc tốc độ xả. Tốc độ xả của hệ thống 20h là C/20=0,05C, đơn vị là A. Do đó, chỉ số dung lượng 6Ah của ắc quy 12V6AH nói trên được đo ở tốc độ xả 20h, tức là tốc độ xả là 0,05C. Đối với pin NP6-12, 0,05Cis bằng dòng điện 0,3A.
3. Kiểm tra ắc quy UPS
Mục đích của việc kiểm tra ắc quy UPS là để xác định xem ắc quy có đáp ứng các yêu cầu của nguồn điện UPS hay không. Điều này là cần thiết khi thay thế pin UPS và xác định xem pin UPS gốc có bị hỏng hay không.
Trong quá trình bảo trì UPS thực tế, các yêu cầu chung về nguồn điện của UPS dành cho ắc quy: đáp ứng điện áp đầu cuối của ắc quy gốc; ắc quy phải có đặc tính tạo ra dòng điện lớn tại thời điểm khởi động và xả điện; đáp ứng một công suất và điện trở trong nhất định để đảm bảo thời gian cấp nguồn cho biến tần.
Có thể thấy từ những yêu cầu trên của bộ nguồn UPS cho ắc quy rằng không thể xác định ắc quy tốt hay kém chỉ bằng cách đo điện áp đầu cực của ắc quy UPS.
3.1 Đo điện áp cực của ắc quy UPS
(1) Đo điện áp cực của ắc quy nhé
Đo ngoại tuyến điện áp cực của pin là phép đo trực tiếp điện áp ở cả hai đầu của pin bằng dải điện áp DC của đồng hồ vạn năng hoặc vôn kế khi pin bị ngắt khỏi đường kết nối ban đầu. Điện áp cực pin đo được là khoảng 12V và giá trị tối thiểu không thể thấp hơn 10,5V. Pin có điện áp dưới 10,5V là điện áp thấp hoặc có thể đã bị hỏng. Nếu loại ắc quy này đã được sạc hoặc điện áp cực sau khi sạc vẫn không đạt 12V thì đó là ắc quy bị hỏng.
(2) Đo trực tuyến điện áp cực của ắc quy
Đo trực tuyến điện áp cực của ắc quy đề cập đến việc sử dụng dải điện áp DC của đồng hồ vạn năng hoặc vôn kế để đo điện áp ở cả hai đầu của ắc quy khi nguồn điện UPS đang hoạt động. Đối với UPS ở trạng thái có nguồn điện lưới, do ắc quy đang ở trạng thái sạc nên điện áp đầu cực lớn hơn 12V. Khi điện áp đầu cực của ắc quy giảm xuống 10,5V, nguồn điện UPS thông thường sẽ khởi động mạch bảo vệ tự động điện áp thấp của ắc quy bên trong máy, để UPS chuyển sang trạng thái bảo vệ khi không có nguồn điện chính cũng như nguồn điện biến tần.
3.2 Kiểm tra xem ắc quy UPS có đặc tính xuất ra dòng điện lớn tại thời điểm khởi động hay không.
Thời gian chuyển đổi nguồn điện UPS dự phòng từ nguồn điện chính sang nguồn điện biến tần phải nhỏ hơn 7ms và thiết kế chung là khoảng 4-5ms. Điều đó có nghĩa là, khi nguồn điện chính bị gián đoạn, ắc quy UPS phải xuất ra dòng điện theo yêu cầu của tải trong thời gian dưới 4-5ms. Một số pin bị hỏng có thể đáp ứng các yêu cầu của
điện áp và công suất đầu cực, nhưng dòng phóng điện không thể đạt yêu cầu dòng điện cao trong thời gian dưới 4-5ms. Lỗi UPS do loại ắc quy này gây ra được biểu hiện như sau: UPS có thể chuyển đổi thành công biến tần khi không tải hoặc tải nhẹ và biến tần bị lỗi khi tăng lên tải bình thường.
Xác định điện trở trong và dung lượng của ắc quy UPS
Điện trở trong của ắc quy UPS chất lượng tốt là khoảng 20-30mΩ. Khi điện trở trong vượt quá 80mΩ, pin cần được cân bằng hoặc kích hoạt. Sự gia tăng điện trở trong của pin chắc chắn sẽ đi kèm với việc giảm năng lượng đầu ra thực tế, biểu hiện là dung lượng của pin giảm. Ngoài ra, còn có những yếu tố khác khiến dung lượng của ắc quy bị giảm như mất chất điện phân.
Để kiểm tra xem điện trở trong của pin có tăng hay không, không bao giờ có thể sử dụng thiết bị điện trở của đồng hồ vạn năng để đo trực tiếp. Nên sử dụng phương pháp đo và tính toán gián tiếp. Trong quá trình bảo trì thực tế, có thể sử dụng các phương pháp đơn giản sau để xác định xem điện trở trong của pin có tăng hay không:
Sử dụng pin tốt và pin có điện trở trong bị nghi ngờ tăng để thực hiện thử nghiệm sạc nối tiếp (ví dụ: hai pin 12V được sử dụng nối tiếp trong UPS 500VA). Trong quá trình sạc, điện áp đầu cực của hai pin được đo và so sánh tại
cùng một lúc. Điện áp sạc mà pin thu được khi có điện trở trong tăng là
cao hơn so với pin tốt. Sự khác biệt về điện áp sạc phản ánh mức độ
sự khác biệt về điện trở trong. các
Nếu dung lượng của ắc quy chỉ không đủ thì tác dụng chính là thời gian dành cho UPS
nguồn điện biến tần bị rút ngắn, trong khi khả năng tải của UPS, việc chuyển đổi giữa các nguồn điện
nguồn điện và nguồn điện biến tần, v.v. sẽ không bị ảnh hưởng.
4. Sử dụng ắc quy UPS một cách khoa học
Công dụng khoa học của pin UPS là làm rõ cách sử dụng pin đúng cách, kéo dài tuổi thọ của pin và phát huy vai trò lớn nhất của nó.
4.1 Kiểm soát điện áp sạc để tránh sạc quá điện áp
Đối với pin có điện áp đầu cuối là 12V, điện áp sạc nổi thông thường nằm trong khoảng từ 13,5 đến 13,8V. Nếu điện áp sạc nổi quá thấp, pin sẽ không được sạc đầy và nếu điện áp sạc nổi quá cao sẽ gây ra hiện tượng sạc quá điện áp. Khi điện áp sạc nổi vượt quá 14V thì được coi là sạc quá điện áp. Việc sạc quá điện áp sẽ khiến nước trong chất điện phân bị tách thành hydro và oxy và tràn ra ngoài, làm giảm tuổi thọ của ắc quy.
4.2 Kiểm soát dòng sạc để tránh sạc quá dòng
Dòng sạc lý tưởng nên áp dụng phương pháp sạc dòng không đổi theo giai đoạn, nghĩa là sử dụng dòng điện lớn hơn khi bắt đầu sạc, thay đổi thành dòng điện nhỏ hơn sau khi sạc trong một khoảng thời gian nhất định và sử dụng dòng điện nhỏ hơn khi kết thúc sạc . Dòng sạc thường được thiết kế là 0,1C. Khi dòng sạc vượt quá 0,3C, nó có thể được coi là sạc quá dòng. Sạc quá dòng sẽ khiến tấm pin bị cong, vật liệu hoạt động rơi ra và pin sẽ bị hỏng.
4.3 Ngăn chặn ắc quy UPS xả quá dòng
Dung lượng giải phóng thực tế của pin có liên quan đến dòng xả. Dòng xả càng cao thì hiệu suất của pin càng thấp. Ví dụ: khi dòng xả của pin 12V/24Ah là 0,4C, thời gian xả đến điện áp cắt là 1 giờ 50 phút, công suất đầu ra thực tế là 17,6Ah và hiệu suất là 73,3%. Khi dòng phóng điện là 7C, thời gian phóng điện đến điện áp cắt chỉ là 20 giây, công suất đầu ra thực tế là 0,93Ah và hiệu suất là 3,9%. Vì vậy, nên tránh xả dòng điện lớn để nâng cao hiệu quả của pin. Thiết kế mạch chung và lựa chọn tải của người dùng phải bảo vệ dòng xả của biến tần ắc quy UPS không vượt quá 2C.
4.4 Ngăn ngừa xả sâu ắc quy UPS
Mặc dù xả với dòng điện nhỏ có thể cải thiện hiệu suất của ắc quy nhưng khi xả với dòng điện nhỏ (dưới 0,05C) trong thời gian dài, dung lượng xả thực tế của ắc quy sẽ vượt quá dung lượng định mức, dẫn đến hiện tượng sâu điện nghiêm trọng. xả pin. Theo dữ liệu của nhà sản xuất, khi độ sâu xả pin là 100%, hiệu suất thực tế
tuổi thọ của pin là khoảng 200-250 chu kỳ sạc-xả; khi độ sâu phóng điện là 50% thì khoảng 500-600 chu kỳ phóng điện. Vì vậy, khi sử dụng UPS cần tránh hiện tượng xả quá dòng khi tải nặng và tránh xả sâu ắc quy do biến tần tải nhẹ sử dụng lâu ngày.
4.5 Vận hành UPS thường xuyên
Ở những khu vực mà nguồn điện lưới không ngừng trong thời gian dài, người dùng phải tắt thủ công đầu vào AC của UPS theo định kỳ, chẳng hạn như 3 tháng và sử dụng ắc quy UPS để đảo ngược nguồn điện. Hoạt động thử nghiệm thường xuyên này giúp kéo dài tuổi thọ pin. Nói chung, tuổi thọ pin của UPS trong sử dụng bình thường không quá 5 năm.
5. Kỹ năng và phương pháp bảo trì ắc quy UPS
Pin UPS nói chung là loại pin không cần bảo trì, nhưng trong một số trường hợp, việc bảo trì pin UPS là cần thiết và có ý nghĩa thực tế.
5.1 Kỹ năng sạc pin điện áp thấp
Một số điện áp thấp của ắc quy UPS là do xả ắc quy do mạch truyền động ở cuối bộ biến tần của UPS bị hỏng. Nếu ắc quy được kết nối với mạch ban đầu để sạc kịp thời sau khi sửa chữa lỗi mạch thì ắc quy vẫn sẽ được khôi phục về trạng thái ban đầu. Vấn đề là ắc quy điện áp thấp không thể làm cho UPS khởi động thành công, tức là chuyển sang trạng thái nguồn điện (sạc). Lúc này, có thể sử dụng các giải pháp sau:
(1) Sử dụng ắc quy tốt để khởi động UPS về trạng thái nguồn điện lưới, sau đó tháo ắc quy tốt và thay bằng ắc quy kém điện áp để sạc. Lưu ý: Khi thay ắc quy, UPS bắt buộc phải chạy không tải. Nói chung, sau khi UPS chuyển sang trạng thái có nguồn điện lưới, miễn là đầu vào nguồn điện lưới vẫn bình thường thì việc tháo pin sẽ không ảnh hưởng đến trạng thái của nguồn điện lưới.
(2) Trước tiên hãy sạc pin có điện áp thấp lên trên 10,5V, sau đó kết nối nó với mạch UPS ban đầu để có thể khởi động UPS thành công. Để sạc pin điện áp thấp, có thể sử dụng nguồn điện +12V trong nguồn điện máy vi tính để sạc pin trực tiếp. Hãy chú ý quan sát dòng sạc trong quá trình sạc và xác định xem có nên thêm điện trở giới hạn dòng điện theo dòng sạc đo thực tế hay không.
5.2 Xử lý kích hoạt pin
Điều trị kích hoạt đề cập đến việc sạc cân bằng pin. Các tình huống sau đây sẽ dẫn đến tăng điện trở trong của pin, điện áp đầu cực quá thấp hoặc giảm dung lượng. Những pin này cần được sạc để khôi phục các chỉ số hoạt động ban đầu của chúng.
(1) Pin không được sử dụng trong thời gian dài và đã vượt quá thời gian bảo quản tĩnh.
Trong môi trường nhiệt độ bình thường, thời gian bảo quản tĩnh của pin UPS thông thường là 9 tháng. Khi nhiệt độ 31-40°C, thời gian bảo quản tĩnh là 5 tháng.
(2) Pin không thể sạc kịp thời sau khi xả.
(3) Hoạt động lâu dài ở trạng thái sạc thả nổi (nghĩa là UPS hoạt động ở trạng thái nguồn điện trong thời gian dài) và vượt quá thời gian lưu trữ tĩnh.
(4) Vô tình phóng điện, đặt điện áp cực của pin xuống dưới điện áp cắt. Dòng sạc cân bằng thường được chọn là 0,3C hoặc nhỏ hơn 0,3C một chút. Đối với pin có điện áp định mức 12V, điện áp sạc cân bằng thường là 14,5V. Người dùng không có bộ sạc chuyên dụng có thể tham khảo số liệu trên để xây dựng mạch cần thiết để hồi sinh pin cũ.
