某行業(yè)客戶一套使用了5年的單機(jī)UPS系統(tǒng)，配套 一組12V 100AH電池。某日機(jī)房例行巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn) UPS機(jī)房氣味異常。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)電池柜里的30 節(jié)電池已經(jīng)全部鼓脹，電池單體表面溫度80度左右， 同一層的8節(jié)12V 100AH電池已經(jīng)完全粘在了一起。 UPS主機(jī)無(wú)告警，面板顯示電池電壓405V，電流 10A，處于電池均充狀態(tài)。

類似情況的事故現(xiàn)場(chǎng)

故障處理

斷開(kāi)電池開(kāi)關(guān)，抽測(cè)電池單體電壓，發(fā)現(xiàn)有的電壓 11V，有的8V，還有個(gè)別6V的。鑒于電池組已經(jīng) 損毀嚴(yán)重，只能整組更換。

故障分析——疑問(wèn)

• 為什么UPS不告警？

• 為什么UPS面板電池電 壓正常？

• 故障是如何一步步演化的？

• 如果沒(méi) 有巡檢人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)會(huì)怎樣？

故障分析——分析

• 從UPS面板上看，電池電壓正常，電流處于充電限流點(diǎn)，不滿足觸發(fā) UPS告警的條件，所以沒(méi)有告警。能觸發(fā)UPS電池相關(guān)告警的有：電 池電壓、電池溫度（需要增加電池溫度傳感器），某些UPS還有電池 充電時(shí)間。UPS根據(jù)電池電壓和電流來(lái)判斷電池工作狀態(tài)（浮充、均 充、放電、開(kāi)路、離線）。 

• 此案例中，UPS工頻機(jī)電池掛母線，電池個(gè)別單體電壓偏低（可能是 cell內(nèi)部短路或電壓落后），會(huì)造成整組離線電壓偏低，在線狀態(tài)下 的表現(xiàn)是電壓不變（等于母線電壓），電流變大。 

  
  

• 如果沒(méi)有巡檢人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)，可能會(huì)導(dǎo)致電池起火，進(jìn)一步造成機(jī)房 火災(zāi)。

   

故障分析——故障推演

• 先有一個(gè)cell電壓偏低——》整組充電總電壓不變的情況下， 必然有另外一個(gè)或多個(gè)cell充電電壓偏高，整組充電電流增大， 電池組溫度升高——》電池活性增強(qiáng)，內(nèi)阻減小——》充電電 流繼續(xù)增大，電池組溫度繼續(xù)升高——》下一個(gè)cell熱失控短 路電壓偏低——》其余原本正常的cell進(jìn)一步充電電壓升高， 整組充電電流進(jìn)一步增大——》下一個(gè)cell熱失控短路電壓偏 低——》直到充電電流達(dá)到UPS設(shè)定的充電限流點(diǎn)，此時(shí)充電 電壓等于浮充電壓、充電電流恒定在充電限流點(diǎn)，為了限流， 此后浮充電壓會(huì)逐步降低，但電池組會(huì)持續(xù)溫度升高——》如 果UPS沒(méi)有均充時(shí)間保護(hù)，或者UPS仍然認(rèn)定電池組處于浮充 狀態(tài)——》電池組嚴(yán)重?zé)崾Э厣踔疗鸹稹?/p>

  
  

故障分析——預(yù)防措施

• 增加電池溫度傳感器，一旦檢測(cè)到電池過(guò)溫，UPS 會(huì)告警，高頻機(jī)會(huì)關(guān)閉充電器，工頻機(jī)會(huì)禁止均充。

  
  

• 如有可能，在廠驗(yàn)時(shí)增加UPS電池管理功能測(cè)試， 模擬電池?zé)崾Э氐倪^(guò)程，確認(rèn)UPS電池管理功能設(shè) 計(jì)的足夠完善，能對(duì)這種工況做出告警和保護(hù)。 

  
  

• 電池工作環(huán)境溫度需要控制好，電池柜比電池架更 容易發(fā)生熱失控

提醒

• 每天都有電池事故發(fā)生，對(duì)于使用年限 超過(guò)標(biāo)稱設(shè)計(jì)壽命60%的電池組（如國(guó) 產(chǎn)12V電池使用超過(guò)3年，2V電池使用 超過(guò)6年），電池組溫度監(jiān)測(cè)是較易實(shí) 現(xiàn)且有效防止電池?zé)崾Э氐姆椒ā?nbsp;

  
  

• 電池有專門(mén)針對(duì)熱失控敏感性的測(cè)試方法，但有可 能對(duì)電池有損傷。