مشاكل في تطبيق بطاريات UPS في المحطات القاعدية الخارجية

ومع تزايد تطبيق المحطات القاعدية الخارجية، بطارية يو بي إس أصبحت حالات الفشل في بيئات التطبيقات القاسية بارزة تدريجيًا، كما هو الحال في باكستان والهند ومناطق جنوب آسيا الأخرى، الأمر الذي لا يتسبب في خسائر اقتصادية للمشغلين فحسب، بل يضر أيضًا برضا عملائهم. أجرت المنظمة البحثية بحثًا مكثفًا حول الأضرار الجسيمة التي تلحق بالبطاريات في بيئات التطبيقات القاسية، وفهمًا متعمقًا لسيناريوهات تطبيق بطاريات UPS، والتحقيق والتحليل لأسباب فشل البطارية.
مع التطور المستمر للعلوم والتكنولوجيا، أصبح أداء بطاريات UPS يتحسن أكثر فأكثر، وأصبح متوسط ​​وقت العمل الخالي من المتاعب أطول فأطول، وموثوقية الجهاز بأكمله تزداد أعلى وأعلى. من المهم بشكل خاص القيام بعمل جيد في صيانة البطاريات المستهلكة في UPS.

1. نظرًا لأن آلية الشحن لنظام التيار المستمر الحالي ليست مثالية جدًا، فإن هناك انحرافًا في الجهد في الممارسة العملية، وبطارية UPS في حالة عائمة لفترة طويلة. إذا انحرف الجهد العائم عن النطاق الطبيعي، فسيؤدي ذلك إلى زيادة شحن البطارية أو انخفاض شحنها. الشحن الزائد أو الشحن الزائد على المدى الطويل له تأثير كبير على أداء البطارية.
2. انطلاقًا من المسح الحالي لاستخدام البطارية، يعد الهروب الحراري أحد الأسباب الرئيسية لفشل البطارية. ويعني الهروب الحراري أنه عندما يتم شحن البطارية بجهد ثابت، يكون لتيار الشحن ودرجة حرارة البطارية تأثير تراكمي معزز، مما يؤدي إلى إتلاف البطارية تدريجيًا. والنتيجة المباشرة للهروب الحراري هي أن غلاف البطارية ينتفخ ويتسرب، وتقل سعة البطارية، وفي الحالات الشديدة، تتشوه اللوحة، وتفشل في النهاية.
3. درجة الحرارة لها تأثير كبير على عملية الشيخوخة الطبيعية للبطارية، حيث ينخفض ​​عمر البطارية بنسبة 10% مقابل كل 5 درجات مئوية ارتفاع في درجة الحرارة، لذلك يجب تصميم UPS بحيث يحافظ على دفء البطارية قدر الإمكان. تعمل جميع وحدات UPS الهجينة عبر الإنترنت والنسخ الاحتياطي أو عبر الإنترنت على توليد المزيد من الحرارة من عملية UPS الاحتياطية أو التفاعلية عبر الإنترنت، وهو سبب مهم لكون دورة استبدال بطارية UPS التفاعلية الاحتياطية أو عبر الإنترنت طويلة نسبيًا.
4. يجب أن تكون رطوبة تشغيل البطارية في حدود 5%-95%، وسوف تتكثف الرطوبة المحيطة العالية جدًا على سطح البطارية، ومن السهل حدوث ماس كهربائي، ورطوبة عالم PF منخفضة جدًا، وسهلة توليد كهرباء ساكنة. من السهل أيضًا أن يؤدي وجود الكثير من الغبار إلى حدوث قصور في دائرة بطارية الرصاص الحمضية وفشل انسداد صمام الأمان.

مفتاح المشكلة ليس في البطارية نفسها، المشكلة تكمن في خزانة البطارية الخارجية التي لم تأخذ بعين الاعتبار البطارية للحماية من درجات الحرارة المرتفعة. لحل المشكلة على الإطلاق، يجب أن نذكر بطارية إمداد الطاقة UPS في تطبيق البيئة الخارجية القاسية لحل شامل.

تحتوي الخزانات الخارجية على مجموعة متنوعة من خيارات التبريد، ما هي طريقة التبريد المناسبة لخزائن البطاريات الخارجية؟ يبدأ هذا بخصائص منتج بطارية UPS. بالنسبة لنظام طاقة الاتصال DC في بطارية الرصاص الحمضية، يكون المستخدم هو الأكثر قلقًا بشأن عمر الخدمة. العوامل الرئيسية التي تؤثر على عمر خدمة بطاريات الرصاص الحمضية هي درجة الحرارة المحيطة وظروف الشبكة.

يرتبط عمر خدمة بطاريات UPS ارتباطًا وثيقًا بدرجة الحرارة المحيطة. كلما ارتفعت درجة الحرارة المحيطة، قل عمر خدمة البطارية. عندما تكون درجة الحرارة المحيطة أعلى من درجة الحرارة المطلوبة لعمر تصميم البطارية البالغة 25 درجة، سيتم تقصير عمر الخدمة بمقدار النصف لكل 10 درجات ارتفاع في درجة الحرارة.

يؤثر عدد مرات تفريغ بطارية UPS وعمقها بشكل مباشر على عمر خدمة البطارية. كلما زاد عدد مرات التفريغ وأعمق، قل عمر البطارية. وبعبارة أخرى، فإن انقطاع التيار الكهربائي المتكرر سوف يقلل من عمر خدمة البطارية.

بالنسبة للمحطات الأساسية الخارجية، عادة لا يستطيع المشغل تحمل تكاليف تحسين ظروف الشبكة أو أن تحسين ظروف الشبكة مكلفة للغاية ولا يمكن تحملها، لذا ابدأ بتقليل درجة حرارة تشغيل بطارية UPS لتحسين عمر خدمة البطارية.

الطريقة التقليدية لتبديد الحرارة من الخزانات الخارجية هي من خلال التهوية المباشرة للمروحة أو المبادلات الحرارية، ولكن لا يمكن لأي منهما الحفاظ على درجة الحرارة داخل الخزانة أقل من درجة الحرارة المحيطة خارج الخزانة. بالنسبة لسيناريوهات تطبيق بطارية UPS في المناطق ذات درجات الحرارة المرتفعة، فإن الحاجة إلى تبديد الحرارة النشط، بحيث تكون درجة حرارة خزانة البطارية الخارجية داخل الخزانة أقل من درجة الحرارة المحيطة خارج الخزانة. تكسر بعض الشركات المصنعة الروتين، جنبًا إلى جنب مع الابتكار، من خلال إدخال مكونات التبريد في خزانة البطارية الخارجية.

سوف يسخن جزء تغيير الطاقة في معدات الاتصال الرئيسية ومصدر طاقة التيار المستمر أثناء تشغيل الجهاز، لكن البطارية مختلفة. وفقًا للآلية الكهروكيميائية لشحن وتفريغ بطارية UPS، لا تسخن البطارية عند تفريغها. عند الشحن بشكل طبيعي (ولكن الشحن)، فإنه لا يسخن بشكل أساسي. وهذا يعني أنه يمكن تجاهل القيمة الحرارية للبطارية أثناء الاستخدام العادي. ولذلك، لا يوجد مصدر للحرارة في خزانة بطارية UPS الخارجية، وقدرة التبريد المطلوبة صغيرة. وفقًا للتقديرات، في ظل الظروف العادية، تحتاج خزانة البطارية الخارجية فقط إلى قدرة تبريد تتراوح بين 200 وات إلى 400 وات.