蓄电池(Storage Battery)是将化学能直接转化成电能的一种装置,是按可再充电设计的电池,通过可逆的化学反应实现再充电,通常是指铅酸蓄电池,它是电池中的一种,属于二次电池。它的工作原理:充电时利用外部的电能使内部活性物质再生,把电能储存为化学能,需要放电时再次把化学能转换为电能输出,比如生活中常用的手机电池等。
动力维护人员在巡检时发现某UPS1+1并机系统异常切换至旁路供电,同时,UPS1-2出现告警,显示逆变器故障。出现该故障后,维护人员紧急联系某公司的工程师,根据厂家工程师的建议先把UPS1-1逆变恢复
一、故障现象
动力维护人员在巡检时发现某UPS1+1并机系统异常切换至旁路供电,同时,UPS1-2出现告警,显示逆变器故障。出现该故障后,维护人员紧急联系某公司的工程师,根据厂家工程师的建议先把UPS1-1逆变恢复,将负载从旁路切换回UPS1-1逆变带载,之后再将UPS1-2下电重新上电是否能够正常工作。操作后,UPS1-1逆变器能正常开启,负载已经从旁路切换至UPS1-1逆变带载,UPS1-2下电后重启仍然显示“逆变器故障告警”。
二、原因分析
依据现场故障描述分析,动力维护人员初步认为该故障的可能原因:
1、该套UPS安装使用至今已近10年,于2011年5月27日进行过交直流电容的更换(正常电容的使用周期为5年)。由于电容属于易损件,有可能是由于电容老化失效,引起UPS输出波形畸变,电压偏移,对于并机UPS系统还会导致环流增大,切换故障等,这有可能导致这起故障的原因。
2、根据UPS工作原理和相关电路,如果UPS的“切换电路控制板AROI”故障而采集异常,将保护性地关闭UPS1-2逆变器输出,同时出现“逆变器故障告警”提示,并将输出强制切换至旁路供电,这也可能导致这起故障的原因。
3、若UPS切换至旁路供电时,如果切换的过程不属于正常同步切换,那么有可能对后端负载会造成一定的影响。
三、处理步骤
1、当天晚上12点,某工程师到达现场进行维修,此时现场情况为:UPS1-2的逆变指示灯亮红色,故障告警显示“逆变器故障”,UPS内部断路器保持原位,UPS1-1逆变正常供电。用调机软件察看UPS1-2的机器状态和故障信息,导出设备REPORT,确认没有其它异常告警,开始下电进行维修。现场换完三个输出交流电容后,工程师测量拆下来的旧电容,发现其中一个交流电容的容量由标称的600UF直接下降为0,电容完全失效。
2、更换完成输出电容,某工程师将UPS1-2输出开关断开,用手动模式进行单机测试,逐步调整UPS1-2逆变输出电压,同时测量逆变输出电压和交流电容的滤波电流,测试各项指标均正常,退出手动模式后,UPS1-2单机运行也都正常。
3、完成维修后的各项功能测试,我们将UPS1-2各断路器恢复并机状态,开启UPS1-2逆变器,可是UPS1-2逆变灯一直在闪烁,无法进行并机,测试多次,偶尔并机成功,但是关闭逆变按钮后又无法再次并机,看来UPS1-2还有其它故障没有完全修复。
4、经过分析该型号UPS工作原理和相关电路,初步怀疑“切换电路控制板AROI”异常,因此利用仓库拆下该板件进行维修更换,换上该板件后需要重新刷写参数以及板件校验,完成相关操作及测试后,UPS并机运行正常,UPS故障完成修复。
四、故障总结
1、建议针对现网运行5年以上的UPS设备进行易损件的预防性更换,防止类似故障再次出现,易损件包括:交流滤波电容、直流母线滤波电容、风扇、辅助电源板等,以提高设备运行的可靠性和延长UPS使用寿命。
2、针对超期使用的UPS应及时进行替换,该套某UPS已达到使用寿命的时间。因此,计划今年进行割接替换,目前已完成新建UPS的验收以及割接电缆的到货。
3、建议对UPS产品进行原厂维保,以保证UPS设备维护的深度,同时可以提前预防和排除类似的设备隐患,提高故障响应度,加快故障现场处理时限。
阀控密封
当前阀控密封铅酸蓄电池已逐步取代开口式流动电解液铅酸蓄电池,广泛用于邮电通信电源、UPS、储能电源系统等。动力型阀控密封铅酸蓄电池已广泛用于电动助力车。这些领域都要求在线检测蓄电池的荷电态。
蓄电池的内阻跟荷电态的关系
蓄电池的荷电态SOC指的是电池可以放出的容量跟其额定容量的比。这一数据对邮电通信电源系统和正在使用的动力电池组十分重要。
蓄电池内阻与容量之间的关系其中有两种含义:
电池内阻跟额定容量的关系,以及同一型号电池的内阻跟荷电态SOC的关系。十多年前人们曾经试图利用阀控密封铅酸蓄电池内阻(或电导)的变化去在线检测电池的容量和预测电池寿命,但却未能如愿;人们对动力电池的大电流放电能力提出了越来越高的要求,这就要求尽可能降低电池内阻。因而本文将进一步探索和阐明一些常用蓄电池内阻与容量之间的内在关系。
由于蓄电池正负极板材料不同,除了活性物质外,负极板还添加了硫酸钡、腐殖酸、炭黑和松香等材料,用来防止负极板收缩和氧化。另外,每个单格蓄电池的负极板数又总是比正极板数多一片,而且负极板比正极板略薄。当进行蓄电池的初充电或补充充电时,若不注意极性,会使蓄电池充反,使正、负极几乎都变成粗晶粒的PbSO4,造成蓄电池电荷容量不足,不能正常工作,甚至导致蓄电池报废。因此,充电时一定要注意极性,切不可极性充反
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