《地铁信号电源系统及相关设备基础知识（汇总版）-讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地铁信号电源系统及相关设备基础知识（汇总版）-讲义（152页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 电源系统及相关设备基础知识 培训目标知识点1：蓄电池的基础知识 知识点编号： XH1A045知识点2：UPS安全因素施及注意事项 知识点编号： XH1A046知识点3：UPS日常保养操作、电气参数测试及负载大小和容量计算方法 知识点编号： XH1B043知识点4：蓄电池内阻测试方法 知识点编号： XH1B044内容展开蓄电池的概述UPS要求所选的蓄电池必须具有在短间内输出大电流的特性，现阶段市面上的常见的蓄电池主要有铅酸电池、镍镉电池和锂电池等，而铅酸电池由于具有较高性价比而得到最为广泛的应用。目前，UPS最普遍使用的铅酸电池蓄电池的基础知识内容展开蓄电池的基础知识铅酸蓄电池的电化学反应原理
2、就是充电时将电能转化为化学能在电池内储存起来，放电时将化学能转化为电能供给外系统。其充电和放电过程是通过电化学反应完成的。化学反应式如下图所示：内容展开镉镍蓄电池（碱性蓄电池） 这种电池在早期的 UPS 系统中使用较多，具有较长的使用寿命，但由于在运行中存在大量的电解液水分散失，需经常性地测量电解液的温度、密度，往电池内部添加蒸馏水，维护工作量极大，现在的 UPS 系统中已很少配用。蓄电池的基础知识内容展开阀控式铅酸蓄电池（免维护蓄电池） 阀控式铅酸蓄电池分为 AGM 和 GEL（胶体）电池两种，AGM 采用吸附式玻璃纤维棉作隔膜，电解液吸附在极板和隔膜中，贫电液设计，电池内无流动的电解液，电
3、池可以立放工作，也可以卧放工作；胶体（GEL）SiO2作凝固剂，电解液吸附在极板和胶体内，一般立放工作。从电化学反应式可看出，充电过程中存在水分解反应，当正极充电到 70时，开始析出氧气，负极充电到90时开始析出氢气，由于氢氧气的析出，如果反应产生的气体不能重新复合得用，电池就会失水干涸；对于早期的传统式铅酸蓄电池，由于氢氧气的析出及从电池内部逸出，不能进行气体的再复合，是需经常加酸加水维护的重要原因；而阀控式铅酸蓄电池能在电池内部对氧气再复合利用，同时抑制氢气的析出，克服了传统式铅酸蓄电池的主要缺点。蓄电池的基础知识内容展开电池容量(Ah)蓄电池容量(Ah)是指在标准环境温度下，每 2V 电
4、池单体在给定时间至 1.80V 终止电压时，可提供的恒定电流值(A)与持续放电时间(h)的乘积。给定持续放电时间为 10h 的容量称为 10h 率容量，用符号 C10 来表示。蓄电池容量可用 20h 率、10h 率、8h 率、5h 率、3h 率、1h 率、0.5h 率等多种方法表示，一般采用 C10 作为蓄电池的额定容量来标称蓄电池。蓄电池的额定容量是蓄电池的主要参数，具有相同额定容量的不同品牌蓄电池不能互相替换使用。蓄电池具有相同额定容量只表示它们在相同持续放电时间的放电性能一致，但在不同时间段，如 10min、30min、lh、3h 等时间内可提供的恒功率值和恒电流值则可能差异较大，而 U
5、PS 后备时间通常不会与蓄电池的持续放电时间一致，所以 UPS 配用蓄电池时，应根据所保护的设备需求合理选择蓄电池容量。蓄电池的基础知识内容展开蓄电池的基础知识蓄电池性能的均一性 理论上，蓄电池的电压、内阻、寿命等性能应该是一致的，可以无限多组数地进行并联以达到要求的容量。但在实际生产过程中，由于存在所用材料纯度、生产工艺、工作人员、生产环境温度等差异，即使同一品牌同一型号相同生产日期生产的相同批次蓄电池，性能也不可能做得完全一致。我们通常采用便宜的小容量电池多组并联来达到 UPS 要求的较大蓄电池容量，如果采用性能均一性较差的电池多组并联，性能差、电压低的电池组就会将性能好的蓄电池组拖垮，导
6、致整套 UPS 蓄电池系统提前失效。一般蓄电池并联组数不应超过 4 组，为防止整套蓄电池系统的提前失效，在选择蓄电池时，应该在性能均一性方面提出要求。当确定了蓄电池型号之后，在一套 UPS 系统中最好要求厂家提供同一批次的蓄电池产品，以减小性能方面的差异。同样道理，不同品牌或者新旧程度不同的蓄电池，由于存在较大的性能差异，建议不要混合使用。内容展开蓄电池的基础知识蓄电池的维护 1、蓄电池应保持清洁，外表面干燥，如果气阀处和接线柱周围有白色碳酸盐 结晶物，应有纯水冲洗干净，盖上气阀，用板手将接线柱的螺母扭紧，金属零件应无锈蚀，电池表面无油污，否则，应用去污粉洗净。 2、蓄电池的气塞孔要保持畅通，
7、以保证蓄电池充、放电过程中，产生的气体顺利排出，并且蓄电池内部电液不流出而外部尘土和杂质不进入电池内部。 3、液面检查与补水，平时定期检查电解液面高度，任何情况下都要保证液面在规定的上、下线之间，不允许极板露出液面。补水过程中，如有水流到电池外表应及时用棉纱擦干净，以防短路现象发生。内容展开蓄电池的基础知识蓄电池的实际使用寿命往往只有标定浮充寿命的 50%80%。这是因为蓄电池实际浮充寿命与定义标准温度、实际环境温度、电池充电电压、使用维护等众多因素有关。当实际环境温度比定义标准环境温度每升高10，蓄电池会因为内部化学反应速度增加一倍而导致浮充寿命缩短一半，所以，UPS蓄电池机房应配备空调设备
8、。在定义温度值方面，欧洲标准为 20，中国、日本、美国等标准为 25，温度的绝对上限是 55，使用中不能超过45。2010 年浮充寿命的蓄电池如换算到 25标准，仅相当于 78 年浮充寿命，因此为不影响 UPS 系统的保护时间，我们应在蓄电池达到的实际使用寿命时及时更换蓄电池。蓄电池的维护 内容展开蓄电池的基础知识常规充电法蓄电池的充电方式常规充电制度是依据“安培小时规则”：充电电流安培数，不应超过蓄电池待充电的安时数。实际上，常规充电的速度被蓄电池在充电过程中的温升和气体的产生所限制。这个现象对蓄电池充电所必须的最短时间具有重要意义。常规充电有以下3种：恒流充电法，阶段充电法，恒压充电法。内
9、容展开蓄电池的基础知识蓄电池的充电方式快速充电法目前比较流行的几种快速充电方法有：脉冲式充电法，快速充电法，电流间歇充电法，变电压间歇充电法，变电压变电流波浪式间歇正负零脉冲快速充电法。内容展开UPS安全因素施及注意事项 UPS安全因素1、维修使用不当造成电缆、电气设备故障短路放弧2、操作不当造成负载断电。内容展开UPS安全因素施及注意事项 UPS注意事项及防范措施1操作 UPS 前应详细阅读 UPS 的使用说明书，严格按照操作指引操作 UPS。2UPS 逆变器在工作状态时，严禁转动手动维修旁路开关，否则将损坏 UPS。3当 UPS 在运行中，面板上的故障指示红灯时，表示有故障发生，请检查面板
10、上的报警信息，如是 UPS 故障，请进行检查并做好故障记录。4UPS 在工作状态下，不能进行 UPS 内部检修。以防触电。5为使电池工作在最佳状态和延长电池的使用寿命，要求半年放电一次，方法是将 UPS 上的电源输入开关断开。6放电三十分钟后结束放电维护，闭合电源输入开关，UPS 自动对电池进行充电，要求此后十小时市电满足 UPS 的工作条件。7为保证电池正常工作和延长电池使用寿命，建议定期进行电池保养与维护。内容展开UPS日常保养操作、电气参数测试及负载大小和容量计算方法UPS日常保养操作（一）开机操作程序1手动维修旁路开关由 BYPASS 转到 TEST 位置，等十秒，显示系统图“旁路状态
11、”2进入主菜单的“启动过程”栏，选择“启动”，按确认键；3屏幕显示“将旁路开关转换到 NORMAL 位置”，将手动维修旁路开关由 BYPASS位置转到 NORMAL 位置。4屏幕显示“闭合主电源开关 Q1”，检查市电正常后，合上主电源开关至“ON”位；5屏幕显示“闭合电池开关 QF1”，合上电池开关至“ON”位；6屏幕显示“按压绿色启动键 ON”，按压绿色逆变器启动开关 3 秒；7屏幕显示“逆变器启动”；“负载受到 UPS 保护”；8显示系统图正常内容展开UPS日常保养操作、电气参数测试及负载大小和容量计算方法UPS日常保养操作（二）关机（切换到维修旁路）操作程序进入主菜单的“启动过程”栏，按
12、确认键；选择“转换到手动旁路”栏，按确认键；屏幕显示“按灰色停止键 OFF” ，按灰色逆变器停止键；屏幕显示“UPS停止确认”，选择“是”，按确认键；蜂鸣器间歇响，黄色指示灯亮；1.屏幕显示“断开电池开关 QF1”，关电池开关至OFF位；2屏幕显示“断开主电源开关 Q1”，关主电源开关至OFF位；3屏幕显示“将旁路开关转换到旁路 Bypass 位置”，将手动维修旁路开关由 NORMAL位置转到 BYPASS 位置。注意：NORMAL 到 TEST 需要停 1 秒，再转到 Bypass 位置，此时 UPS 处于维修旁路；4UPS 停止工作内容展开UPS日常保养操作、电气参数测试及负载大小和容量计
13、算方法UPS的电气参数的测试以一号线的蓄电池为例电池放、充电测试：1、蓄电池与UPS有着紧密的联系，当主电源故障时能给UPS提供不间断的电源，所以蓄电池冲、放电必须在UPS连接上手提电脑进行监控，从电脑上可以读出蓄电池充、放电的参数。2、放电前使用万用表测量分组电压，每组电压偏差不大于1%内容展开UPS日常保养操作、电气参数测试及负载大小和容量计算方法UPS的电气参数的测试放电：a.把墙上供电的主1和主2开关打下；b.蓄电池组开始给UPS供电；c.从电脑上读下一开始的电压，然后5、10、5、20、25、30分钟分别读出电池组的释放电压，但由于一号线大部分电池组使用寿命差不多已经到期，往往不能放
14、电到30分钟就保证不了设备供电了，在放电的程中要特别注意电压的变化； d.电池组电压必须480VDC，否则马上打上供电的主1、主2开关进行充电。 充电：a.打上主1、主2开关后，观察电池组电压的变化，记下一开始的电压及电流，然后每5分钟测一次电压和电流，一 直到30分钟；b.观察UPS和电池组都无过热的现象内容展开UPS日常保养操作、电气参数测试及负载大小和容量计算方法测试蓄电池单元组的电压、比重及内部除尘用电表和比重计测量，注意电表量程的正确选择和比重计的正确使用方法；电池比重：11.5，电池电压1.2VDC；使用毛扫和干抹布清洁电池组积尘，注意：不要碰到裸露接点，小心触电。作业完成后再确认
15、设备是否恢复正常内容展开UPS日常保养操作、电气参数测试及负载大小和容量计算方法UPS负载大小和容量计算方法根据负载总量，UPS一般可以按一下公式选择：UPS大于等于负载容量除以0.8，即负载容量应为UPS额定容量的百分之80以下。选择百分之80负载主要是考虑到负载启动的冲击电流以及用户今后扩容的需要内容展开蓄电池内阻测试方法使用准则为了避免蓄电池内阻测试仪或被测电池受到损坏，应遵循以下准则：1）使用前，先检查仪器的外壳是否有断裂或缺少配件。特别应注意连接器附近的绝缘。（2）检查测试针是否导通，如果测试针有损坏或短线现象，更换后再使用仪器。（3）两个测试针不得相接触，以防短路。（4）切勿在爆炸
16、性的气体、蒸汽、酸性环境或灰层附近使用蓄电池内阻测试仪。（5）测量时，电池的内阻和电压必须在仪器所测量的范围之内，否则读数不准，超过额定电压会烧坏仪器。（6）通过测量已知电阻的方式确认仪器的工作正常。如果仪器工作不正常，应按仪器说明书指定的方法进行校验，如仍有疑问，应把仪器送去维修。（7）把接线端子插入仪器端口之前，应先将仪器的电源关闭内容展开蓄电池内阻测试方法测量方法（1）首先将仪器和测试架放置于水平的工作台上。（2）将测试接线端子插入仪器面板的插座上。（3）将仪器电源线插入220V/50Hz的电源插座上。（4）把电池的正极和负极分别用正极测试针与负极测试针顶住，使电池的中心与测试针的中心保持一致，且电池与测试针正、负极完全相接触。（5）合上仪器的电源开关，显示屏读数会跳动数次，约100ms后其读数会自动稳定下来。（6）根据所测电池内阻的大小按转换键，选择适当的量程（如量程太大或太小其读数都会不准确），记下准确的读数内容展开蓄电池内阻测试方法仪表维护蓄电池内阻测试仪在使用一定时间后要送到专门的仪表检修所进行校验、检修，以保证测量数据的准确测试题要求p单项选择：5题p判断：2题电源系统
