导致科士达UPS电源蓄电池损坏的10大原因

科士达UPS电源大部分都是运用的免保护铅酸蓄电池,这种铅酸蓄电池只需保护得当,运用寿命通常在10年左右。不过由于多方面的因素，科士达UPS电源蓄电池的运用往往达不到其设计寿命。就拿当前市场上UPS/EPS电源运用的蓄电池来说，通常运用3-5年，蓄电池就要更换，有些客户保护不当，两年就要更换了。

如果您想让您的科士达UPS电源蓄电池寿命更长，那么下面这个10个容易导致科士达UPS电源蓄电池损坏的因素你就要多加留心了，在运用的过程中尽量避免，您的蓄电池寿命就会更长。

Corstal UPS power supply mostly uses unprotected lead-acid batteries, which need only be properly protected and usually have a service life of about 10 years. However, due to various factors, the use of Corstal UPS battery often fails to reach its design life. Take the battery used in UPS/EPS power supply in the current market for example, usually used for 3-5 years, the battery will be replaced, and some customers will be replaced in two years because of improper protection.
If you want to make your Corstal UPS battery life longer, you should pay more attention to the following 10 factors which easily lead to the damage of Corstal UPS battery. Avoid them as much as possible in the process of operation, and your battery life will be longer.

导致科士达UPS电源蓄电池损坏的10大因素：

一、受污物污染(例如：受到盐酸、海水、有机酸等污染)

二、科士达UPS电源蓄电池充电时加上过大的电流，充电电流过大会冲爆蓄电池，形成蓄电池寿命大大的缩短。

三、电极板变形形成正极板与包极板互相接触，因此产生短路现象。

四、在极板上部及下部沉积有污物，引起短路。

五、过度放电，科士达UPS电源的放电保护电路不正常，科士达UPS电源负载过小，形成电池深度放电。

六、科士达UPS电源蓄电池长时间存放(在存放期间没有充过电)，电池长期不用也会失效。

七、运用不合格的充电器充电，有些充电器没有限流装置，形成蓄电池损坏。

八、没有电解液，运用时间长了，电解液一年最好能够补充一次。

九、电解液比重太高

十、在高温条件下充电，由于现在的铅酸蓄电池技能不断提高，在运用的过程中，保护率也比较低。不过用户也千万不能因为其“免保护“的性质，而疏忽了管理。一些简单的检查与保护仍是有必要的，这样也才能更好的确保蓄电池的运用。

The 10 major factors causing the battery damage in the UPS power supply of Costa are as follows:
1. Contamination by contaminants (e.g. hydrochloric acid, seawater, organic acid, etc.)
Secondly, when the battery is charged in Kosta UPS power supply, the excessive charging current will blow up the battery, thus greatly shortening the life of the battery.
3. The deformation of the electrode plate forms the contact between the positive plate and the cladding plate, which results in short circuit.
4. Sediment deposited on the upper and lower parts of the plate causes short circuit.
Fifth, over-discharge, the discharge protection circuit of Kosta UPS power supply is abnormal, and the load of Kosta UPS power supply is too small to form deep discharge of batteries.
6. Kerstein UPS batteries are stored for a long time (no charge during storage), and they will fail if they are not used for a long time.
7. Using unqualified chargers to charge, some chargers do not have current limiting devices, resulting in battery damage.
Eighth, there is no electrolyte, the use of a long time, the best electrolyte can be replenished once a year.
9. The proportion of electrolyte is too high
10. Charging under high temperature conditions, the protection rate of lead-acid batteries is relatively low in the process of operation due to the continuous improvement of current lead-acid batteries'skills. However, users must not neglect management because of their "protection-free" nature. Some simple inspection and protection is still necessary, so as to better ensure the use of batteries.

l N + 1冗余：实现弹性，以确保在组件发生故障的情况下系统可用性的一种手段。组件(N)至少有一个独立的备份组件(+ 1)。简而言之， N是指我的需求，而1则意味着我有一个备用。

l 隔离冗余：一项特定的N + 1配置。在此配置中，有一个主的或“首要的”科士达UPS模块通常供给给负载。这种配置要求首要的科士达UPS模块为静态旁路电路有一个独立的输入。 “隔离”或“辅助的”科士达UPS供给给主科士达UPS模块静态旁路，并且是完全卸载的。

l 并联冗余：一个特定的N + 1配置。由多个并联的、规模大小相同的科士达UPS模块组成，共用一条输出总线。并联冗余系统需要科士达UPS模块的容量和模型完全相同。

l 内部“模块化”冗余：一个特定的N + 1配置。这是我们在这本文中所定义的一个新的术语，因为其目前尚缺乏共同的命名;在这一配置中，“+ 1”在科士达UPS框架内部发生，一般是在电源模块级别。在这一配置中，有一个共享的背板、控制系统和电池厂。

在本文中，我们将为大家重点比较并联冗余和内部“模块化”冗余——两种N + 1配置，其中的“+1”组件是积极有效的(而不是待机)。下图1概念性地展示了“+1”在每种情况下的发生。

图1 并联冗余和内部“模块化”冗余在概念上的差异

配置细节

为了突出强调在选择一款无冗余科士达UPS与一款N + 1 UPS时的权衡取舍，我们已经分析了三种具体的配置。在这三种情况下，我们选择了1MW的额定容量。

1、基准的1N配置：一款单一的1000 kW UPS，没有冗余(由四个“内部”250千瓦模块组成);属于基本情况

2、内部“模块化”冗余N + 1配置：一款模块化的1000 kW UPS，包括五个“内部的”250 kW模块(其中四个用于容量和一个用于冗余)

3、并联冗余N + 1配置：三款500 kW UPS “框架”配置作为并联冗余(两个用于容量和一个用于冗余)

基本的1N配置

借助一款1N 科士达UPS设计，任何组件的故障都需要转移负载到科士达UPS旁路或环绕旁路。最简单的例子是一款单一的科士达UPS额定支撑整个负载。某些科士达UPS被设计成模块化和规模化，而某些则是具备固定的容量。我们所分析的1N UPS是一种模块化设计，由在一个单一的框架内的四个250千瓦的模块组成，以达到1000千瓦的额定容量。1N也可以由多个单元并联在一起以共同实现所需的容量来实现。下图2展示了我们所分析的1N UPS。

Assist in a 1N Corstal UPS design, any component failure needs to transfer load to or around the Corstal UPS bypass. The simplest example is a single Costa UPS rating that supports the entire load. Some Corstal UPS are designed to be modular and large-scale, while others have fixed capacity. The 1N UPS we analyzed is a modular design consisting of four 250 kW modules in a single framework to achieve the rated capacity of 1000 kW. 1N can also be realized by parallel connection of multiple units to achieve the required capacity. Figure 2 below shows the 1N UPS we analyzed.

内部“模块化”冗余N + 1配置

与在基准情况下所描述的一样，模块化的科士达UPS也可以通过添加额外的电源模块来提供N + 1冗余。参见下图3。这种内部模块化冗余N + 1配置与配备了额外的一个第五250千瓦模块的基准情况是一样的。电池系统由四个并联的电池组成，每个电池都有自己的断路器，所以在一个电池的故障不会导致整个电池系统的瘫痪。如该图所示，科士达UPS输出总线和电池(DC)总线是为所有的模块所通用的，因此它们代表了需要转换到环绕式旁路的科士达UPS系统的单点故障。

Modular Costa UPS can also provide N + 1 redundancy by adding additional power modules. See Figure 3 below. This internal modular redundancy N + 1 configuration is the same as the baseline with an additional 550 kW module. The battery system consists of four parallel batteries, each of which has its own circuit breaker, so a failure of one battery will not lead to the paralysis of the whole battery system. As shown in the figure, the Kosta UPS output bus and battery (DC) bus are common to all modules, so they represent a single point of failure of the Kosta UPS system that needs to be converted to a bypass.

并联冗余N + 1配置

下图4显示了我们所分析的第三种情况。在这种情况下，三款独立的科士达UPS并联在一起，共用一个输出总线。每个科士达UPS的容量为500千瓦，所以第三个UPS是“+1”冗余。如该图所示，借助一个并联的冗余配置，每个科士达UPS有其自己的电池系统(每个由三个并联串组成)，其提供了一个额外水平的冗余，其在模块化科士达UPS中并不存在。科士达 UPS输出总线仍然代表一个单一故障点，在这种情况下，与其它两种配置所不同的是，输出总线是在科士达UPS外部且是现场安装的。

注意，有时并联冗余科士达UPS的部署具有一个共同的电池组。这样做的好处在于节省成本(较少的电池费用)，但是，该配置现在在容错性/可靠性方面更类似于内部的“模块化”配置。下面的分析假设每个科士达UPS都有其自己的电池系统。

资本支出比较

在一般情况下，内置到科士达UPS配置中的冗余越多，其成本就越昂贵。这对于那些为一个特定水平的冗余制定业务案例的数据中心管理者们而言是具有挑战性的。如下，我们将对上述三种配置进行一个资本成本分析，以帮助数据中心的决策者们进行成本/收益的权衡。

方法和假设

当估计每种设计的成本时，我们使用了配置的详细单线图。资本成本包括了材料和安装费用。安装成本包括劳动力和所有的电缆、管道、吊架、钎柄等，材料成本包括科士达UPS、维修旁路柜、输出断路器、电池系统及组件装配服务。我们已经排除了输入断路器，因为其通常被假定为安装在建筑内部。

未包括在本分析中的额外的成本费用有：缆绳装备、存储、持续的维护和空间费用。即使是为每种配置的一个理想的布局，较之其他两种配置，第三种配置也将需要约25%以上更多的空间，这代表了当建筑数据中心空间时，所带来的额外的节省。

分析的关键假设是：

安装成本是基于弗吉尼亚州北部的美国平均电气设备安装率。

所有电线被置于电气金属管(EMT)内。

科士达UPS的输入开关距离主开关设备15米(50英尺)。第一二种配置采用1600A 3线缆+ 接地线;第三种配置采用2000A 3线缆+ 接地线。

科士达UPS距离UPS输入开关3米(10英尺)。 第一二种配置采用1600A 3线缆+接地线达到1000千瓦的科士达UPS，而第三种配置采用

800A 3线缆+接地线达到均为500千瓦的三个UPS。

输出科士达UPS开关设备距离科士达UPS 3米(10英尺)。第一二种配置采用1600A 3线缆+ 接地线;第三种配置采用700A 3线缆+ 接地线。

环绕(维修)旁路距离为6米(20英尺)。第一二种配置采用1600A 3线缆+ 接地线;第三种配置采用2000A 3线缆+ 接地线。

负载距离科士达UPS输出开关15米(50英尺)。第一二种配置采用1600A 3线缆+ 接地线;第三种配置采用2000A 3线缆+ 接地线。

维护保养

发电机组中最重要的部件就是铅蓄电池，铅蓄电池的性能稳定才能保证整个发电机组的性能良好，那么如何保证铅蓄电池的性能稳定呢?这就需要做好电池的维护保养工作了。

首先，铅蓄电池的连接要正确，防止出现短路情况

铅蓄电池应该摆放在靠近发电机组，这样电池的连接线就不会过长，同时还需要将电池放在便于保养的地方。电池在链接到发电机时，首先接正极，再接负极，当负载或停机时，应及时断开链接，防止电池出现正负极短路。

其次，做好电池的日常检查工作

要定期对电池进行检查，包括电池端的电压情况;电池中电解液的密度、温度、高度情况;注意电池链接先是否按照规格链接;检查电池记住是否有腐蚀情况;定期做放电测试等等，这些日常工作都是需要进行的。

最后，电池充电工作要格外注意

电池充电是基本工作，应当在通风良好、没有雨雪、火花、明火环境下充电;充电最好使用原装充电机充电;充电时，电线的链接要正确;使用合理的电流进行充电;电池充电时，当温度高于45℃时，应当停止充电工作，做散热处理。

发电机组铅蓄电池保养工作非常重要，在日常使用中一定要注意了。

Kosta UPS switchgear is 3 meters (10 feet) away from Kosta UPS. The first two configurations use 1600 A 3 Cable + grounding wire; the third configuration uses 700A 3 Cable + grounding wire.
The bypass distance around (maintenance) is 6 meters (20 feet). The first two configurations use 1600 A 3 Cable + grounding wire; the third configuration uses 2000 A 3 Cable + grounding wire.
The load is 15 meters (50 feet) away from the Kosta UPS output switch. The first two configurations use 1600 A 3 Cable + grounding wire; the third configuration uses 2000 A 3 Cable + grounding wire.
Maintenance
The most important component of the generator is lead-acid battery. The stability of the performance of lead-acid battery can ensure the good performance of the whole generator. So how to ensure the stability of the performance of lead-acid battery? This requires the maintenance of the battery.
First of all, lead-acid batteries should be connected correctly to prevent short circuit.
Lead-acid batteries should be placed close to the generator set, so that the connection lines of the batteries will not be too long, and the batteries need to be placed in easy maintenance places. When connecting the battery to the generator, first connect the positive pole, then the negative pole. When the load or shutdown, the battery should be disconnected in time to prevent the short circuit between the positive pole and the negative pole.
Secondly, do a good job of battery routine inspection
It is necessary to check the battery regularly, including the voltage at the end of the battery, the density, temperature and height of the electrolyte in the battery, pay attention to whether the battery links are linked in accordance with specifications, check whether the battery remembers corrosion or not, and do regular discharge tests, etc. These daily tasks are needed.
Finally, special attention should be paid to battery charging.
Battery charging is the basic work, it should be charged in a well ventilated, no rain, snow, sparks, open fire environment; the best way to charge is to use the original charger; when charging, the connection of the wire should be correct; when charging, the battery should be charged with reasonable current; when the temperature is higher than 45 C, the battery should stop charging and do heat dissipation treatment.
Maintenance of lead-acid batteries for generating units is very important and must be paid attention to in daily use.

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