鉅大LARGE | 點擊量：1213次 | 2021年04月30日
詳解閥控型鉛酸蓄電池在數(shù)據(jù)中心有什么應用及日常管理
一、安裝環(huán)境及配套設施
閥控型鉛酸蓄電池安放位置各單位因設計及空間方面原因各不相同，經(jīng)走訪多個機房發(fā)現(xiàn)，有的蓄電池和UPS及直流設備在同一機房，有的單獨設蓄電池間安放。但以下幾個方面應引起設計和現(xiàn)場運維使用人員注意；
A:機房環(huán)境溫度：蓄電池室內(nèi)環(huán)境溫度應保持在20~25度，不宜過高也不宜過低，環(huán)境溫度過高，會間接導致充電電流大，同時會加快蓄電池本體構件老化損壞速度。而過低的環(huán)境溫度又會致使在充電時電池內(nèi)部化學反應時氫氣的出現(xiàn)過量和壓力增大，導致過壓后氣體溢出后電解液失水。尤其是我國北方地區(qū)如河北省張北、內(nèi)蒙古的烏蘭察布、東北三省等地區(qū)最近幾年處于數(shù)據(jù)中心機房建設高峰期，新的數(shù)據(jù)機房聚集；建設在以上地區(qū)，數(shù)據(jù)中心利用自然冷源優(yōu)勢使自身總體能耗降低很多，但以上地區(qū)屬于高寒區(qū)域，冬季環(huán)境溫度較低，假如電池室內(nèi)不新增供暖設施很難保證電池在應急使用期達到正常設計放電時間，尤其是電池獨立放置的房間更應引起重視！
B:蓄電池室內(nèi)應設置通風設施，如排風扇等，并根據(jù)實際機房位置和環(huán)境密閉情況每天按時啟動次數(shù)和運行時間；及時將蓄電池在充放電過程中出現(xiàn)氫氣排出，防止氫氣濃度達到臨界值時，維護作業(yè)或設備故障打火爆燃！
C：放置蓄電池的電池架保持與地絕緣，此項重要是防止個別蓄電池出現(xiàn)故障漏液時，漏液液體與鐵架聯(lián)通放電，導致電池著火事故。假如電池架不與地線接通，在發(fā)生漏液時會延長時間，給維護巡檢人員新增時間發(fā)現(xiàn)并防止事故發(fā)發(fā)生。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
二、蓄電池的存貯
蓄電池在儲存放置時的多個條件對蓄電池容量及壽命有直接影響。
1、存儲環(huán)境溫度的影響
存儲時環(huán)境溫度低對電池有利，溫度越高電池能量自損失越大經(jīng)有關蓄電池試驗數(shù)據(jù)得知，5℃左右存儲12個月時容量降低到75%左右；在30~40℃溫度時，2個月就已經(jīng)降低到70%，3個月容量就低于60%了。
2、時間的影響
同一蓄電池存儲時間越長，內(nèi)部存儲的能量就越少；假如不定期及時補充電能，到使用時就有可能會無法正常投入運行。電池容量降到60%~80%左右時，就要及時補充充電，使電池及時恢復容量，否則得不償失。
三、蓄電池的投入使用中應引起關注的事項
蓄電池因內(nèi)部電極及電解液等化學成分的因素，它的內(nèi)部無時無刻不在出現(xiàn)著電-化學反應；因此，隨著使用時間的延伸，內(nèi)部電極化學成分和電解液會發(fā)生變質(zhì)，有它自身的可使用周期，達到期限時，再怎么充電也無法恢復使用容量。所以，在使用時有效規(guī)避某些不正確的方式方法，可減少對電池的損害，從而達到延長服務時間的目的。
1、過放電：蓄電池投入使用周期內(nèi)如反復采用深度放電會縮短電池使用有效壽命，這就好比人的過勞死相同；
2、涓流放電：反復多次采用小電流對電池放電，后再大電流，同樣也會導致電池及早的退休；
3、大電流充電：采用太大的電流充電時，電池內(nèi)部會出現(xiàn)過量的氣體，超出了電池本身電化學還原反應能力極限，導致電池內(nèi)部壓力增大，達到極限值時，輕則氣體由安全閥排出而導致失水，時間長了會內(nèi)部干涸失效；重則會造成爆炸事。
4、浮充電及溫度：環(huán)境溫度過高一方面會間接導致蓄電池本體構件老化加速，另一方面也會也會導致充電電流變大；溫度低又會造成內(nèi)部反應時氫氣過量出現(xiàn)壓力增大，所以有效控制電池室內(nèi)環(huán)境溫度對蓄電池壽命益處多多；同時浮充電量實際是蓄電池在存放過程中的自身內(nèi)部耗電量的一個及時補充，防止一旦市電異常投入使用時，蓄電池的實際有效使用容量打折，所以，應對不同品牌的蓄電池浮充電壓及電流設置不同的數(shù)值，具體需參考蓄電池廠家給出的建議數(shù)據(jù)，不能一概而論。
5、電池的故障更換：大型數(shù)量中心中，配置的蓄電池數(shù)量很多，且品牌、型號較為繁多；但有一點應引起注意，那就是各型號電池在安裝完畢投產(chǎn)前，應根據(jù)相應蓄電池類別型號、數(shù)量和設計使用年限等因素配置相應數(shù)量的備用電池；并安排維護人員定期為各備用電池充電，保持蓄電池容量和電壓正常；以備個別電池在使用期間出現(xiàn)異常（如單體蓄電池開裂、漏液、爬酸、內(nèi)阻及電壓異常、極柱電化蝕等等）時實行變更操作，及時更換異常電池，已保障機房供電正常。
另外，備用電池數(shù)量配置足夠也同時防止了不同批次蓄電池在同組中使用的缺陷。
四、蓄電池的充、放電
1、充電：充電初期采用恒流充電方式，后期采用恒壓方式。
蓄電池充電初期采用恒流方式，設置恒定電流值，到合適電壓值時改用恒壓充電方式（不同品牌設置值不同，應根據(jù)電池廠家建議數(shù)值設置），采取這種設置方式可很好的對蓄電池起到保護。
恒壓充電對電池在一定的意義上較合適，因為由于充電的持續(xù)進行，陽極的硫酸鉛變成過氧化物，當充電持續(xù)進行，陽極板上開始出現(xiàn)O²,從而導致電壓的突然升高，而恒壓充電就控制了這個反應的發(fā)生；從而有力的保護了電池內(nèi)部電極過度反應和電解液因反應劇烈后超壓導致的溢出。
初期充電電流控制在0.1C,在后期電池的充電電壓應隨室溫的化適當進行調(diào)整，應隨溫度升高而降低或隨溫度的降低而適當提高（溫度高時，用給定的電壓充電需適當調(diào)大充電電流，溫度低時調(diào)?。瑴囟妊a償系數(shù)為-5(-3.3)mV/℃/cell。
2、放電：安裝蓄電池的功能就是在外市電斷電或外網(wǎng)電壓波動較大時，利用蓄電池內(nèi)的儲存電荷進行供電，以保證相應用電設備電壓不波動或不出現(xiàn)斷電現(xiàn)象；所以，蓄電池容量的大小、以哪種形式放電、放電電流的大小、放電時間的長短對后端用電設備及用戶至關重要！
我們從各型蓄電池本體銘牌標注可以看到，不論什么樣式的蓄電池，通常都以AH或W\KW標注容量C的大小，而蓄電池的容量
C(AH)=放電電流(*A)×蓄電池開始放電到達到電壓下限值（*V）時的時間(h)；所以，當我們選用的蓄電池容量一按時，放電時間的長短、放電電流的大小和保持后端供電（放電）電壓的高低是三個生死相依、相互依賴的孿生兄弟，一個變化，相應的另外兩個都會變化。
現(xiàn)實中大量的試驗和實例使我們得知，
0.1C（A）×10（h）=或≈1C（AH）
而0.6C（A）×1（h）≈0.6C（AH）
可是1C（A）×1（h）≠或＜＜標注值1C（AH）
可以看出，蓄電池放電電流為0.6C時1小時所能釋放出的能量僅為實際標稱容量的60%左右，若再增大放電電流，會導致蓄電池實際放電使用容量與標稱容量有差別；蓄電池終值放電電壓的變化很大程度上也與放電電流大小有直接關聯(lián)；另外還受環(huán)境溫度影響很大。如電池室內(nèi)環(huán)境溫度超限，蓄電池的容量會相應打折；所以盡量防止在環(huán)境溫度低于-15度和高于45度時使用，否則會對電池容量和有效使用壽命有嚴重影響。
同時，設定的蓄電池終值放電電壓也至關重要，在運維工作中不論是例行的蓄電池維護性放電還是應急狀況下的設備自行放電都盡量不要重復越線，否則，蓄電池只能早期壽終罷工。
五、蓄電池容量計算及選擇
UPS電池計算公式通常有兩種方法：
1、恒流法：
C＝（PL×T）/（Vbat×η×K）
其中：
C---蓄電池容量（Ah）、PL―設備輸出功率（W）、T―電池后備時間（h）、Vbat―電池組電壓（Vdc）、η―設備逆變效率（0.90-0.95，根據(jù)設備機型選取）、K―電池放電效率（系數(shù)）。
K的選取按照下表：
由計算結果，確定電池的容量C(*Ah)數(shù)，根據(jù)不同品牌電池相選取適合于現(xiàn)場設備備用時間的的蓄電池，一般情況下配置會大一個等級。
2、恒功率法：
W=PL&pide;(N*6*η)
其中：
PL--設備額定輸出的有功功率(KW)；N--12V的電池數(shù)量；η--逆變器效率。先計算出單體電池所需功率，再通過電池廠家供應的恒功率放電表查找相應可滿足容量要求的電池型號。
蓄電池體終止放電電壓按照1.75V定；一般電池廠家給出的功率表為2V單體電池的功率。
3、直流開關電源系統(tǒng)蓄電池設計容量計算方法
依據(jù)通信行業(yè)標準YD/T5040-2005《通信電源設備安裝工程設計規(guī)范》，電源系統(tǒng)蓄電池總容量應按照下面的公式進行計算：
其中：
Q蓄電池容量（AH）、K安全系數(shù)，取1.25、I負載電流（A）T放電小時數(shù)（h）、λ蓄電池放電容量系數(shù)（見附表）
α蓄電池溫度系數(shù)（1/℃），當放電小時率10時，取α=0.006;當10>放電小時率1時，取α=0.008;當放電小時率<1時，取α=0.01。
t電池實際所在地最低環(huán)境溫度數(shù)值，所在地有采暖設施時，按15℃考慮無采暖設施時，按5℃考慮。要使蓄電池系統(tǒng)具有較高的可靠性，首先要正確地選擇蓄電池，UPS與通訊用蓄電池在設計上就存在不同:有些蓄電池具有較好的循環(huán)特性;有些蓄電池適宜啟動;有些蓄電池適宜低溫環(huán)境;有些蓄電池適宜小電流放電等等。
在選擇蓄電池時，了解各種蓄電池在工藝間上和使用上的差異是非常必要的，首先要充分了解用戶本身對產(chǎn)品的需求。例如后備電源系統(tǒng)容量需求、使用的頻率、使用的環(huán)境、重要用途、使用壽命、可靠性要求、瞬間放電率、整流器的規(guī)格和其他蓄電池相關性能的要求。
