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ups不间断电源

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ups不间断电源范文第1篇

[关键词]ups不间断电源 解决 高质量

中图分类号:TM44 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)29-0293-01

一、UPS的功能

1、不停电功能:当电网故障停电时,UPS系统中的电池组经过IGBT逆变后将电源供给用户终端。

2、交流稳压功能:电网电能经过UPS的整流后,变为直流电源,再经过逆变器变为交流电源输出,输出电源具有稳定的电压和频率。

3、净化功能:谐波对电网造成很大污染,通过IGBT整流可以提高电源效率减少谐波。

二、UPS工作原理

1、UPS基本组成

UPS由整流器、逆变器、蓄电池、静态开关以及旁路装置等部件组成。

2、UPS工作模式

UPS具有三种工作模式:正常模式、电池模式以及旁路模式。

(1)正常模式:在正常模式时,输入电源通过输入开关送到整流器的输入端,整流器将送来的AC转成DC输出,整流器的DC输出送到逆变器输入端,逆变器将DC转成经过规整的AC输出。

在正常模式中,整流器输出的直流电源对储能电池组进行浮充。电池总是连上UPS,随时准备在整流器失效时起用。同时净化功能由储能电池来完成,储能电池除可存储直流直能的功能外,对整流器来说就像接了一只大容器电容器,由于电容两端的电压是不能突变的,即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰,起到了净化功能。

(2)电池模式

在输入故障或输入电源电压或频率超出容限(参照输入技术参数)时,UPS自动起用电池模式。如果这些情况出现,整流器关闭,进入逆变器的DC将从整流器转由电池供给。输入一旦恢复正常,整流器就开机并带上负载,并开始对电池充电。

同时,电池容量的大小直接决定UPS在交流停电时能够保证不间断输出的时间长短,当电池放电至低电压时会发出告警,而一旦电池放电至电压达到保护值时,为保护电池避免过放电造成永久损伤,UPS就会关闭输出。

(3)旁路模式

当逆变器故障或不能支撑负载时,为确保负载不断电,UPS将转旁路。旁路模式时,系统输出直接从旁路输入取得。此模式中,系统输出没有电源波动、尖峰脉冲、断电保护。同样也没有滤波、调整、电池支撑。

3、UPS整流器工作原理

整流器可以把输入的市电或油机电的交流电能变为直流电能,为逆变器和蓄电池提供能量。

UPS整流器多采用可控硅整流器。按整流器晶闸管数量的不同,工频机通常分为6脉冲整流和12脉冲整理两种类型。6脉冲指以6个晶闸管组成的全桥整流,6个开关脉冲对6个晶闸管分别控制,在一个交流周期内,输出六个半波,所以叫6脉冲整流。12脉冲整流器是在一个基本6脉冲整流器的基础上移相30o叠加一个6脉冲整流器,它的直流输出电压更平滑,谐波频率更高,谐波幅值更小,滤波更容易。大功率UPS多采用12脉冲整流器。

4、UPS逆变器工作原理

逆变器是UPS的主要组成部分。UPS整流器已将输入的交流电压变成直流电压,而负载所需的是交流电压,就必须有一种电路再将该直流电压变回交流,执行这个任务的装置就叫逆变器。逆变器电路的种类很多,在UPS中常见的有推挽变换器、半桥逆变器、全桥逆变器、双向变换器等。

5、UPS蓄电池

大、中型UPS系统中一般多使用的是阀控密封铅酸蓄电池。而且由于大、中型UPS 系统的直流母线电压很高,一般为400V 左右,所以都采用蓄电池组。

现阶段,UPS 大都把蓄电池组直接挂在UPS 整流后的直流母线上,利用整流器直接充电,这就要求整流功率要远大于逆变功率,一般整机功率的20%设计为电池的充电功率;有的则需外加充电器,实现电池管理。它们都应注意充电功率和电池容量的搭配问题。

三、UPS应用

1、考虑UPS的备用时间

UPS依备用时间可分为标准型及长效型。标准型UPS备用时间为5-15分钟,长效型为1-8小时。选用UPS时,根据UPS的应用场合来选用UPS。

当然,在一些重要场所应用的UPS一般都连接有备用输入电源,即柴油机发电机组,市电断电时,柴油发电机组就会启动提供输入电源。

2、UPS所带负载类型

一般UPS不推荐带接纯感性、纯容性负载。例如电动机、空调、复印机等。而且也不能接半波整流型负载。

UPS适合带阻容性(如电脑)、阻性、微感性负载。

四、UPS维护及检修

1、UPS不间断电源在正常使用情况下,主机的维护工作很少,主要是防尘和定期除尘。其次就是在除尘时,检查各连接件和插接件有无松动和接触不牢的情况。

2、UPS使用阀控密封铅酸蓄电池是免维护电池,但这只是免除了普通电池的测比、配比、定时添加蒸馏水的工作。蓄电池维护维护工作仍是非常重要的。

电池在使用一定时间后应进行定期检查,如观察其外观是否异常、测量各电池的电压是否平均等;如果长期不停电,电池会一直处于充电状态这样会使电池的活性变差,因此即使不停电,UPS也需要定期进行放电试验以便电池保持活性。放电试验一般可三个月进行一次,做法是UPS带载,然后断开市电,使UPS处于电池放电状态,放电持续时间视电池容量而言一般为几分钟至几十分钟,放电后恢复市电供电,继续对电池充电。

同时,在蓄电池的使用中应注意,不能把不同容量、不同性能、不同厂家的电池联在一起,对性能下降或寿命已过期的电池组要及时更换,否则可能会对整组电池带来不利影响。

3、当UPS系统发生故障时,应先查明原因,查明故障组件。检修时应注意避免故障的扩散。必要时,请专业的技术人员进行维修。

参考文献

ups不间断电源范文第2篇

【关键词】UPS;故障分析;处理

所谓的UPS,即不间断电源,是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接,通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。本文就UPS不间断电源供电故障与处理进行了分析,详细研究了故障产生的原因以及提出了一些有效的处理方案,以期能为类似的供电故障与处理提供参考。

1 UPS工作原理介绍

某某IDC机房供电采用2套UPS设备并联共用1套蓄电池的结构,正常情况下,2套UPS互为备用,其中1套正常工作即可满足使用工况。UPS供电模式分为以下3种。

(1)主电源供电模式。主电源供电模式为UPS正常工作模式,在此模式下,负载由电源l经整流充电器和逆变器供电,整流充电器同时给蓄电池组浮充充电。

(2)静态旁路供电模式。电源2回路称为静态旁路,作为电源1的后备。在UPSI和UPSZ的逆变器电压输出故障时,静态开关自动导通,负载不间断切换为电源2回路供电模式。

(3)蓄电池供电模式。此种模式为应急工作模式,当电源1和电源2供电中断时,供电流程转换为蓄电池组经逆变器给负载输出电力;当2套UPS同时为蓄电池组供电模式时,将触发安装在负载开关1上的时间继电器,蓄电池组持续向外供电半小时后,时间继电器发出信号断开负载开关1,以保证负载开关2下的通信系统等设备的电力供应,以此实现负载优先级的设置。

2 故障现象及原因分析

该机房发生过2次因UPS系统供电电源中断而导致的停产事件。事件发生时,该机房电网工作正常,2套UPS均为蓄电池供电模式,负载开关处于分闸位置。

该机房的UPS为艾默生Liebert NX-120KVA型产品。在主电源正常的情况下,2套UPS同时转换为蓄电池供电模式,表明2套UPS充电器同时发生了故障,但事后检查充电器无异常,重新启动2台充电器,均可正常运行。为了彻底查清原因并解决问题,技术人员和UPS厂家工程师对产品的性能和使用工况进行了一次全面的数据收集和调研,进而确定故障的具体原因。下面介绍排查工作的具体步骤。

(1)参数设置和记录跟踪

运用TLS软件与UPS系统进行在线通信,对机组PLC模块内的基本参数设定值和在线测量数据进行检查,无异常发现。在报警记录的检查中,发现“电源2相位超限”报警频繁出现,出现频率约为每小时10次,报警状态持续时间约4~8s,在此报警产生的时间内UPS自动切换到电源2带载的功能将被禁止。又由于此报警为自动复位式报警,因此UPS系统会在此报警自动复位消失后恢复电源2的正常工作状态。

(2)波形采集及分析

用FLUKE43B电网分析仪对电源1和电源2的输入波形。电源2的输出波形以及逆变器的输出波形进行取样分析,波形分析结果无异常。

(3)局域电网结构分析

UPS电源1和电源2的供电电源均为平台电网,单台发电机工作时的电网最大输出有功功率为4000kW,日常带载量约为1600kW。平台电网具有网小但工况复杂的特点,电网内设备种类(包括变压器。马达。变频器和海缆等)相对较多,设备的突加突卸现象较频繁。对电网进行分析后,结合上面两步的分析结果,初步认定相对大功率设备的频繁启动可能是UPS“电源2相位超限”报警频繁产生的原因。

(4)故障原因确定与验证

在假定了报警原因为大功率设备频繁启动的前提下,决定在大功率设备旁进行蹲点测试,选取1台l07kW的空调制冷压缩机(星三角启动)进行实测。实测发现在压缩机每次启动时,UPS便产生“电源2相位超限”报警,报警持续4~8s,与电机启动时间相符。从而确定。电源2相位超限。报警产生原因:当平台大功率设备启动时,电源2的输人输出电压产生畸变,导致相位超限并报警。由此进一步推论,如果在短时间内有多台大功率设备先后启动,那么电源1的输人波形和电源2的输人输出波形将产生畸变,且畸变率逐渐增高,畸变持续时间增长;电源2的畸变导致“电源2相位超限”报警的自动复位时间加长;电源1的高畸变率会使整流充电器误判为输人电压异常,而使整流充电器保护性停止工作;电源1和电源2的同时故障,使负载只能切换到蓄电池带载模式,电池放电结束,DCS系统失电。这样就出现了UPS故障导致平台停产时电网工作正常的工况,且一年约一次的出现频率也与推论中的极端工况相符。

3 系统故障分析及解决办法

实际工况决定了故障不大可能从根本上杜绝,因此决定将UPS报警信号接人中控DCS系统,以便设备产生故障报警后,在状态可控前提下,通过中断报警工况来阻止事态进一步扩大。具体处理思路如图1所示。

4 技术改造方案选择及实施

4.1 方案选择

要实现上面所描述的预防控制功能,需将UPS的报警信号接人中控DCS系统,UPS机组能提供的接入方案有2种。

(1)方案1:通过UPS通信卡件端口接入中控。UPS系统,并在DCS电脑上安装UPS厂家工程师软件以实现远程在线监控。该方案优点在于能读取UPS设备的所有信息及数据;缺点在于中控DCS系统和UPS分属不同厂家,不能认证加装在DCS电脑上的UPS厂家工程师软件,这对DCS系统的稳定性有影响,DCS系统配合难度较大,风险不可控。

(2)方案2:串联UPS机组报警输出卡件上的开关触点,将各类报警综合为1对公共故障报警信号接入DCS系统。该方案接入DCS系统的为无源开关信号,DCS系统在工程设计中预留有开关信号接人功能的卡件,因此硬件接入条件满足;软件方面需在DCS系统内添加报警记录和报警输出界面,对此仅利用DCS系统自身的软件就可实现。这种施工方案简单且接人的信号不影响DCS系统的稳定性,缺点在于不能读取UPS系统详细的信息和数据。

从实际需求和改造难度综合考虑后,认为方案2改动工作操作难度小、风险可控、功能满足既定目标,更具可行性。

4.2 方案实施

方案的确定,使检修工作进人了最后的图纸设计和现场施工阶段,软硬件的配置是决定改造方案的基本条件,主要涉及以下几方面。

(1)UPS报警输出卡件上均为无源常开和常闭触点,触点电气参数为220VAC/5A,DCS系统卡件电压为24VDC,触点电气参数满足接人条件。

(2)串人的公共报警信号包括低电量关机警告、电池负载、维护配置、通用报警、逆变器负载等,功能上最大限度地涵盖了各类输出报警工况。

(3)“电池负载”报警输出点已被占用,故需加装中间继电器进行扩展。

根据以上实际条件和需要实现的功能,在原图纸中进行了改动设计,接线如图2所示。虚线为本次改动的接线,除U11~U14,U21~U24外,其余均为添加的新线,R1和R2为新添加的中间继电器。

在改动设计中,将5类报警信号串联为1对开关信号接入DCS系统。在UPS正常工作时,DCS接收到的为常闭开关信号;一旦有故障报警信号产生,串联回路就断开,DCS接收到的常闭开关信号消失,触发DCS系统产生报警信号。为保证接线改动影响UPS系统的稳定性和功能,利用UPS自身的输出电源作为中间继电器的驱动电源,整个报警回路则遵循失电安全型规则。改动中,新加中间继电器2个,涉及到接线18根,其中新加接线10根,原有接线改向8根。

改造完成后,对各种报警信号进行现场实际模拟测试,每次均能将报警信号及时传人中控DCS系统,动作及时可靠。

5 结束语

综上所述,UPS对许多行业的安全生产起到重要的作用。UPS在实际的运行中,存在着各种各样的故障问题,影响到UPS系统的稳定性和可靠性。所以,为了及时处理UPS在日常运行中出现的故障,就要提高理论知识,结合实际采取相应有效的措施处理故障,从而确保UPS的正常运行。

【参考文献】

ups不间断电源范文第3篇

关键词:UPS 不间断电源 整流 逆变 蓄电池

中图分类号: TV 文献标识码: A

Abstract: UPS Uninterruptable Power Supplyis anUninterruptable Power Supplyequipment. Itincludeof host,batteriesandotherequipments.It widelyusedcontroller system andeinformatiaosysteminIron,Steeling,ronlling making. Itplays animportantroleto ensurenthe stableopereatiaoof the syetem.

Keywords: UPS Uninterruptable Power System Rectification Contravariant Storage battery

1、前言

UPS不间断电源是一种具有稳压、稳频、净化和无间断地向重要设备提供连续电能的工业交流电源系统,广泛应用于宣钢烧结、炼铁、炼钢、轧钢、动力能源等工艺的基础控制系统中,同时也是公司ERP、产销、能源管理等信息化系统设备供电的重要保证,在供电电源出现电网电源断电、电压浪涌、瞬态尖峰、频率漂移及谐波干扰等原因时,UPS不间断电源可实现不间断供电,避免设备故障和数据丢失,在宣钢的生产经营及管理中发挥着不可替代的作用。

2、系统组成及工作原理

2.1、系统组成

UPS系统是由UPS主机、蓄电池组、市电(发电机)、后台监控或网络监控软/硬件等单元共同组成的。其中UPS主机主要包括由整流模块(REC)和逆变模块(INV)组成的AC-DC-AC变换主回路、由反向并联的可控硅组成的旁路静态开关、维修旁路空开、输出隔离变压器和逆变静态开关、蓄电池组以及输入/输出空开等。

2.2、工作原理

当市电正常时,输入电压经空气断路器、熔断器,经自耦变压器降压,进入整流滤波电路,将交流电变换为稳定的直流电源,一路向逆变器提供电压,另一路送入给充电器为蓄电池组充电。逆变器采通过SVPWM 调制IGBT 功率开关器件,把直流母线电源变换成交流电。输出经过静态开关、快速熔断器、空气断路器等功能单元到负载。当市电出现停电情况时,蓄电池组通过该侧的静态开关实现无扰动切换,由蓄电池组经过逆变器转换成交流电为负载提供动力能源。

2.3、分类

UPS不间断电源的种类很多,按照不同的分类标准,可以有多种分类方法。按容量大小可以分为小功率(容量小于5KVA)、中小功率(容量6KVA和20KVA之间)、中大功率((容量20KVA和100KVA之间)、大功率(容量大于100KVA );按照工作原理分为后备式、互动式、在线式UPS;按供电体系分为单相输入单相输出、三相输入单相输出和三相输入三相输出;按输出有无工频变压器分为高频UPS和工频UPS。在宣钢生产中,常用的不间断电源为在线式不间断电源,根据负荷的大小,选择不同功率的不间断电源。

2.4、工作模式

UPS工作模式主要有正常工作模式、电池工作模式、旁路工作模式。

2.4.1、正常工作模式:在主路市电正常时,UPS 一方面通过整流器、逆变器给负载提供交流电源;另一方面通过整流器为电池充电,将能量储存在电池中。

2.4.2、电池工作模式:当主路市电异常时,系统自动无间断地切换到电池工作模式,由电池通过逆变器输出,交流电向负载供电。市电恢复后系统自动无间断地恢复到正常工作模式。

2.4.3、旁路工作模式:旁路工作方式有两种,一种能自动恢复到正常工作模式;另一种需人工干预才能回到正常工作模式。在逆变器过载延时时间到、逆变器受大负载冲击等情况下,系统自动无间断切换到静态旁路电源向负载供电。过载消除后,系统自动恢复正常供电方式。

当用户关机或主路市电异常且电池储能耗尽,或发生严重故障等情况下,逆变器关闭,系统会切换并停留在旁路工作模式。

3、UPS供电方案选择

在宣钢各工艺生产控制过程及信息化系统中,供电电源发生停电、电网电压波动,将导致控制系统、服务器等核心设备出现非正常停机,系统软件、控制数据出现丢失,甚至会出现设备损坏现象,UPS不间断电源为负载提供安全稳定供电电源,重要的负载一般选用UPS不间断电源,而根据负载的重要程度、负载的分布等方面确定不同的供电方案 。

3.1、采用集中式还是分布式供电

不间断电源分布式供电方案电源设备容量相对较小、安装方便,接线数量少、简单、UPS设备出现故障影响范围小,但设备数量相对较多,维护量大,如果选择断电情况下蓄电池供电时间长的方案,会导致价格明显升高;集中式供电设备功能齐全,稳压、稳频及抗高频谐波干扰的能力也较强,平均故障率较低,但相对供电线路长,同时一旦设备出现故障,停电范围会较大,影响面较广。在生产中,一般控制工艺设备比较独立控制系统或位于同一控制室的控制系统选择集中式供电。

3.2、市电供电方式采用双路供电还是单路供电

采用双路供电,可大大地提高供电系统的可靠性,一般情况下,当系统供电条件具备双路供电,并双路供电取自不同的高压电源,则选择双路供电。针对只能提供单路供电的情况,可设计柴油发电机作为备用电源,同时在UPS输入前增加双路电源自动切换装置,可减少供电电源断路引发的设备故障;在连续性生产过程中,供电方式一般采用双路供电。

3.3、采用单台还是多台并机

在特别重要的场合,不允许设备停电,需考虑两台UPS不间断电源并机工作模式。采用并机工作模式时,UPS 之间自动均分负载,如果其中一台UPS 出现故障,该台UPS 自动退出运行,另一台UPS 电源承担100%负载。在焦化的净化工序生产中,二净化工艺设备负责回收5#、6#焦炉产生的荒煤气,两座焦炉一般不同时停产,这就要求二净化工艺设备控制系统连续工作,一方面防止焦炉产生的荒煤气放散,同时确保焦炉煤气的供应,根据该工艺设备控制要求,供电方式采用不间断电源并机工作的方式,以提高系统供电的可靠性。

4、UPS在使用中应注意的方面

4.1、UPS不间断电源供电电压:UPS不间断电源对市电及旁路的供电电源的输入电压有不同要求,UPS的输入电压允许的范围较宽,一般为额定值的-20%~+10%,在工厂供电中,由于负荷变化较大,经常存在供电电压波动较大,有些会出现供电电源三相不平衡现象;不间断电源为保护自身设备安全,会出现不工作的情况;若设备为重要的负荷,需要在不间断电源的输入侧增加稳压电源。

4.2、UPS不间断电源监控功能:不间断电源通常具有监控功能,可在本地通过监控模块及时监控输入、输出电压、电流及电源设备的运行、报警状态;同时利用RS485接口实现与计算机的通讯,通过远程计算机完成对多台分布式不间断电源进行监控管理,及时掌握设备的运行及报警信息。

4.3、 UPS不间断电源蓄电池的日常维护:蓄电池是不间断电源的重要组成部分,在供电电源停电时,蓄电池日常维护情况在很大程度上影响电池的续航时间;蓄电池一般采用阀控式生产常会对蓄电池的放电深度有要求以保证蓄电池的性能。不间断电源主机通常会设计对蓄电池进行定期放电功能,但通常放电时间较短,不能满足要求。在不间断电源使用中,应利用工艺设备的检修时间及时对蓄电池进行放电,并测量放电电流和每一块蓄电池的电压,通过对蓄电池放电,可及时了解蓄电池的工作状态,并同时该不间断电源的续航时间。

4.4、不间断电源故障的处理:当不间断电源出现故障时,应充分利用不间断电源监控模块的报警信息分清是负载还是UPS电源系统的原因;是电源主机还是电池组的故障。引起不间断电源主机报警、故障主要有以下几方面:①、供电电源电压超出范围,致使不间断电源保护不工作;②、供电电源存在高频谐波干扰,损坏不间断电源输入侧的EMI电磁干扰滤波模块;③、不间断电源输入、输出侧的电压、电流检测元件损坏;④、不间断电源的整流、逆变模块故障,发生上述故障,主机将发出故障报警提示,并将供电电源切换至旁路工作模式。

ups不间断电源范文第4篇

既有单线铁路增建二线改造施工,为尽量减小对运输的干扰及保证铺架畅通,通常要求站改提前进行。然而受土建新建隧道、桥梁工程施工影响,电力新建10kV第二贯通线工程无法在站改前开通,需要在缺乏正式二路电源的情况下完成站改。为保证行车设备安全可靠,中铁十二局集团电气化工程有限公司在改建铁路西安至安康增建二线施工中通过科技攻关,增设一套UPS和柴油发电机设备,并利用既有10kV第一贯通线为站改车站综合楼变电所通信、信号设备提供了两路稳定可靠电源,解决了该难题。根据工程施工实践,经过技术研究和总结,形成本工法,以在类似工程中推广应用。

2. 工法特点

2.1 提前完成站改,加快了施工进度。

2.2 工艺简单,劳动力投入少,便于操作。

2.3 不间断电源稳定可靠,施工质量有保证,消除了单电源断电导致设备断电的安全隐患。

3. 适用范围

为需要供给两路独立电源的车站或设备在只有一路电源具备条件时提供稳定可靠的二路电源,并保证持续供电。

4. 工艺原理

利用既有电源,增设UPS设备1套、柴油发电机1套。既有电源输出连接所带负荷作为一路电源,同时连接UPS充电端口;UPS设备输出端口连接所带负荷作为二路电源;柴油发电机输出连接UPS充电端口。

供电时,既有一路电源作为主供电源为负荷供电,同时为UPS充电;如一路电源停用,UPS自动切换为负荷供电,UPS在无持续充电状态下可以支持供电至少2小时,在此期间同时启动柴油发电机为UPS充电;直至一路电源恢复供电,再切换回一路电源为负荷供电。

5. 施工工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程

不间断电源施工工艺流程(见附图5.1)

5.2 操作要点

5.2.1 设备清点、检查

1、设备开箱检查应会同供货单位、建设单位共同进行,并做好记录。

2、根据装箱单或供货清单进行清点验收。

3、注意检查制造厂的有关技术文件是否齐全。

4、检查主机、机柜等设备外观是否正常,有无受潮、擦碰及变形等。

5.2.2 机柜引入引出管线、机柜基础槽钢、接地干线修整

1、根据有关图纸及设备安装说明检查机柜引入引出管线、机柜基础槽钢、接地干线是否符合要求,重点检查基础槽钢与机柜固定螺栓孔的位置是否正确、基础槽钢水平度及不平度是否符合要求。

2、根据发现的问题及时进行修整。

5.2.3 主回路线缆及控制电缆敷设

1、线缆及控制电缆敷设应符合国家有关现行技术标准。

2、进行穿线时应做好对管口保护工作,以防割伤线缆。

3、线缆敷设完毕后应进行绝缘测试,线间及线对地绝缘电阻值应大于0.5MΩ。

5.2.4 机柜就位及固定

1、根据设备情况将机柜搬运至现场吊装在预先设置好的基础槽钢之上。

2、固定机柜。

3、调整机柜的垂直度偏差及各机柜的间距偏差,水平度、垂直度偏差不应大于1.5‰。

5.2.5 柜内设备安装接线

1、制作各电缆接头,接头制作应符合有关规范要求。

2、按照安装说明、施工图纸连接各线缆。

3、各线缆连接应可靠牢固。

5.2.6 电池组就位及接线

1、电池组整齐码放于电池室内或专用支架上。

2、电池组接线应注意正负极的统一。

3、电池组与机柜的接线应牢固可靠。

5.2.7 系统通电前测试检查

1、对照施工图纸、设备安装说明检查各系统回路接线。

2、制作标示相关线缆回路标识标签。

5.2.8 系统整体调试及验收

不间断电源的整流、逆变、静态开关各个功能单元都要单独试验合格,才能进行系统整体试验调试。

根据设备安装使用说明书的操作提示送电调试。

1、送电前应注意检查设备散热风扇处的保护薄膜是否取掉,以免造成机柜通风散热困难。

2、应在系统内各设备运转正常的情况下调整设备,使系统各项指标满足设计要求。

3、不间断电源首次使用时应根据设备使用说明书的规定进行充电,在满足使用要求前不得带负载运行。

4、大型系统调试应以设备厂家技术人员为主,安装人员为辅。

5、系统验收时应会同建设单位和监理单位的有关人员共同进行,并做好相关记录。

6. 材料与设备

本工法无需特别说明的材料,采用的机具设备见表6

7. 质量控制

7.1 不间断电源的整流装置,逆变装置和静态开关装置的规格、型号必须符合设计要求。各部接线连接正确,紧固件齐全、可靠不松动,焊接连接无脱落现象。

7.2 不间断电源输入、输出各级保护系统和输出的电压稳定性、波形畸变系数、频率、相位、静态开关的动作等各项技术性能指标试验调整必须符合产品技术文件要求,且符合设计文件要求。

7.3 不间断电源装置间连线的线间、线对地间绝缘电阻值必须大于10MΩ。

7.4 不间断电源输出端的中性线(N极),必须与接地装置直接引来的接地干线相连接,做重复接地。

7.5 安装不间断电源的机架组装应横平竖直,水平度、垂直度允许偏差不应大于1‰。

7.6 引入或引出不间断电源的主回路电线、电缆和控制电线、电缆应分别穿保护管敷设,在电缆支架上平行敷设应保持150mm的距离;电线电缆的屏蔽护套接地连接可靠,与接地干线就近连接,紧固件齐全。

7.7 不间断电源装置的可接近导体应接地(PE)或接零(PEN)可靠,且有标识。

7.8 不间断电源正常运行时产生的A声级噪声,不应大于45dB;输出额定电流为5A及以下的小型不间断电源噪声不应大于30dB。

8. 安全措施

8.1 设备安装时应注意保持机房地面、墙面整洁,不得污损。

8.2 其他工种作业时,应注意不得损伤设备。

8.3 机房内应采取防尘、防潮、防污染及防水措施。

8.4 机房等重要场所应派专人进行管理,防止设备器材丢失。

8.5 设备及电池组在安装前,应考虑结构承载问题。

9. 环保措施

9.1 在与蓄电池的电解液接触,一定要戴防护手套和特别的眼罩。

9.2 蓄电池中的稀硫酸具有毒性和腐蚀性,接触后会烧伤皮肤和眼睛。如果硫酸溅到皮肤上,用大量的清水清洗,如果电解液进入眼睛,用大量的清水清洗并立即去医院就诊。

9.3 蓄电池可释放易爆气体。火花和火焰要远离电瓶,在拆装蓄电池时不能让正负极相碰,以防产生火花。蓄电池的摆放必须保持通风。

9.4 除油剂的使用:三氯乙烯等除油剂有毒性,使用时注意不要吸进它的气体,也不要溅到皮肤和眼睛里,在通风良好的地方使用,要穿戴劳保用品保护手眼和呼吸道。

9.5 施工作业必须限制在工程建设允许范围内,并做到标牌醒目、标识齐全,施工场地文明整洁。

10. 效益分析

10.1 直接经济效益

运用本工法为车站提供了稳定不间断的电源,消除了新建10kV第二贯通线无法贯通对站改施工的影响,加快了施工进度。在西康二线工程中运用本工法,提前完成柞水站、镇安站、长哨站的站改施工,缩短了工期,节约费用约50万元。

10.2 社会效益

不间断电源施工技术,在站改中为通信、信号设备提供可靠的二路电源,按期完成站改施工,得到甲方及监理单位的一致认可。

10.3 环保效益

采用不间断电源施工技术,仅增设UPS及柴油发电机一套,通过室内缆线连接即可满足施工需要,不需再利用架空线路从其他电源设备接引电源,消除了因杆塔组立及导线架设可能对植被造成的影响,对生态环境起到了极大的保护作用。

而且在既有电源畅通时,UPS处于储能状态,能耗几乎可以忽略,仅在既有电源因计划或故障停电时启用柴油发电机,减少了对柴油的损耗,节能减排效果明显。

ups不间断电源范文第5篇

【关键词】广电;UPS;故障;维护

1、前言

UPS即不间断电源系统,它以其多种特有的优势特征,如稳定性高、无噪声、效率高、体积小等,成为了广电设备系统中的必备电源设施,它的主要工作是保障广电播出工作的正常进行。UPS主要由两个部件组成,分别是蓄电池与主机,由于其具有较高的智能性,使得很多工作人员忽视了对其的检修与维护,这对UPS的故障率及寿命有着较大的负面影响。要降低UPS的故障率,延长其使用寿命,保障广电播出工作的正常进行,就必须要加大维护力度。

2、UPS常见故障分析

2.1保险管及压敏电阻损坏

在UPS的进行过程当中,保险管以及压敏电阻是最易出现故障、损坏的。保险管位于市电接入位置,要是电压出现异常,使UPS出现故障,一般都是压敏电阻出现了损坏。原因是压敏电阻具有一个额定的电压值,要是其两端所承受的电压超过了这个值,它就会被电压击穿,进而使保险管出现故障。

2.2蓄电池故障

蓄电池组对于UPS来说是非常重要的一个组成部件,UPS的正常运行在很大程度上来说都依赖着它。该部件对于充电电压十分敏感,不能高于规定电压,也不能低于规定电压,不然的话轻则使其无法达到工作要求,重则可能引起电池大规模发热,甚至是使蓄电池遭到完全的破坏。另外,如果在短时间内,UPS的外部供电系统出现较高频率的波动,便会导致其放电,此时便需要尽快对其充电,否则便可能使蓄电池的容量减小。但是如果UPS在较长的时间内都没有被放过点,蓄电池内部的活性液又会被减弱,是蓄电量无法达到最佳的水平。最后就是,如果UPS的逆变器的工作持不间断的持续了很长的时间,也可能会导致放电过量。

3、UPS的使用与维护技巧

3.1室温控制

不间断电源系统在在运行过程当中最佳的室温为25摄氏度,要是放置UPS室内的温度在长时间内都在30摄氏度之上,就不适合UPS工作。所以,必须要对室温进行控制,防止因为室温过高的原因导致蓄电池过量充电,或是因为室温过低又使蓄电池不能足量的充电。除了需要对室温进行控制之外,还要对UPS运行室内的空气湿度、通风性能等进行好控制,这都是降低其故障率的措施。

3.2严格遵循操作规程

如果是新购进的不间断电源系统,应当在其完全充足电之后再投入运行、使用,而如果当期被闲置得过久的话,应当每隔一段时间将其开机一次,使其在逆变器供电状态下工作,时间为3分钟,每次开机的间隔时间以2个月为宜。当UPS在长期闲置之后继续运行的情况下,不应带一开始就让其加负载,要使其浮充电十五小时之后,再加负载。对于始终处于运作状态的UPS也应当每隔一段时间使其在逆变器状态下运行3分钟,间隔时间以一个月为宜。

在对UPS及其周边设备进行操作的时候,要严格遵守操作规程,尤其是开机与关机的顺序要严格执行。如果要让其在旁路工作状态运行,由于其抗冲击的能力比较强,在这样的情况下就能够先启动UPS,当UPS进入到旁路工作模式下之后,如果输出没有任何的异常,就将负载开启,完成这个操作之后,最后将操作面板打开。要是UPS的负载不止一个,在开启负载的时候要根据负载的冲击电流,从打到小依次开启。关机的操作顺序与开机的操作顺序完全相反。

3.3充电与发电

如果过度放电,不间断电源系统会自动关,同时蓄电池放电量过大还会导致电池收到损坏,使蓄电池内部的极板硫酸盐化。总之,如果蓄电池放电次数越多、放电量越大,就会降低其使用寿命。在其放电之后,应当对其进行充电,要达到八个小时不间断的时长标准。在正常的状态、条件之下,不间断电源系统的负载最好是不要超过额定负载值的百分之六十,只有在这个值一下,UPS才不会放电过量。免维护电池的使用寿命与电池的放电深度密切相关,深度放电会造成电池内部极板表面硫酸盐化,导致内阻增大,严重时会使个别电池出现“反极化”现象和永久性损坏。放电深度严重影响的电池使用寿命,非迫不得已,不要让电池处于深度放电状态。

在不间断电源系统的运行中,如果其持续工作的时间过长,同时电压多变、不稳定,就会导致其充电状态无法达到充足的状态,这回大大降低UPS的工作效率。与之相对的是,要是不间断电源系统至有充电,而没有对其进行放电,也会在很大程度上降低它的工作效率,降低其使用寿命。所以对于,在充电状态中的UPS,要以3个月为时间间隔,对其进行一次放电,而最佳的使用维护方式是,没7天都应对其进行人为放电处理,这样能够对UPS蓄电池的工作效率及使用寿命起到保障作用。

3.4负载与电阻的使用

与UPS相连接的只能为电容性较小的负载或者纯电阻,感性负载是不能接入的。较大功率的电器也不能直接连接,因为它们在启动的状况下,会产生较大的电流峰值,进而产生一系列原本可以避免的损失。

3.5及时更换废电池

在UPS连续不断的运行使用中,因性能和质量上的差别,个别电池性能下降,容量达不到要求是难免的。定期对电池进行检查,发现有个别电池出现损坏时,就应及时对每只电池进行检查测试,排除损坏的电池,更换新的电池。

参考文献

[1]秦双华.广电机房UPS蓄电池的使用与维护[J].视听界(广播电视)技术,2012,(01):53-54.

ups不间断电源范文第6篇

关键词:数码发电机;不间断供电;蓄电池;逆变器

中图分类号:TM13 文献标识码:B

文章编号:1004-373X(2009)01-078-03

Design of Uninterrupted Power Supply System Based on Digital Generator

KUANG Lijuan1,SHI Hongchang2,JIN Jianhang3

(1.College of Information & Engineer,Southwest University of Science & Technology,Mianyang,621002,China;

2.Equipment Design & Test Technology Institute,China Center of Air Dynamical Research & Development,Mianyang,621000,China;

3.Jinheng Power Technology Co.Ltd.,Hangzhou,310030,China)

Abstract:According to the users′ actually demand for uninterruptible power supply for loads,the internal structure of digital generator is analysed and the reason for its uninterruptible function can′t be achieved.A design of the uninterrupted power supply system which transformed from the digital generator is proposed.The system uses the inverter of generators,AC through inverter for loads,at the same time,charges the battery as AC is normal.Inverter the battery DC converters to AC for load,meanwhile,starting generator,when power failure.The system applies uninterruptible power for load,whether the AC is normal or abnormal,and design voltage and frequency stabilization,output zero-interrupted,battery charging and discharging management.Without requiring purchase an uninterruptible power supply separately,this design can avoid duplication of investment and wasting of resources.

Keywords:digital generator;uninterruptible power supply;battery;inverter

0 引 言

随着科学技术的发展以及计算机的广泛应用,人们对供电的质量提出了越来越严格的要求,计算机类或其他敏感设备,要求供电系统具有连续、可靠等性能。在许多重要场合均要求供电系统采用多路供电或自备发电机作为备用电源。

目前,柴(汽)油交流发电机的作用是在市电停电或者在没市电的环境中能为负载提供交流电的装置。目前市场上,一般要想利用发电机组成交流发电机不间断供电系统,首先想到的就是购买一台不间断电源[1],该不间断电源在市电正常情况下跟踪市电相位,同时对蓄电池进行充电;当市电调电或异常时,一边由蓄电池所存储的直流电通过逆变器转换成交流电继续给负载供电,一边自动启动交流数码发电机,当发电机启动成功后,就由发电机给负载供电,保证供电的不间断[2]。

以上的方法固然可以组成交流发电机不间断电源,但是系统的成本大大增加,而且造成资源的浪费。这是因为数码交流发电机内部本身已经存在逆变器,需要组成交流发电机不间断电源无需再单独购买不间断电源,只要对数码发电机的内部结构进行改造即可完成相关的功能。如果对现有的交流数码发电机进行改造,利用其内部的逆变器实现在市电断电情况下,把蓄电池存储的直流电转换成交流电供负载使用,可以大大节约投资成本,无需单独购买不间断电源,避免重复投资和资源浪费。

1 目前市场上的数码交流发电机的结构简介

与普通发电机相比,数码交流发电机直接与发动机结合,取消了飞轮,因此,其尺寸和重量上减小了50%,数码发电机组还根据负载实际变化状况来自动调节转速的高低并且在此范围内均可输出恒定的50 Hz频率,既满足了对频率要求稳定的用电设备的需求,同时又有效地降低油耗,其油耗比普通机组要低20%~40%,运行时间更长,大大延长了整机的使用寿命,具有体积小、重量轻、效率高、电压、频率恒定等特点。

图1是现在市场上的数码发电机的内部结构简图。交流断电时,启动发电机模块1,通过控制步进电机控制油门6的大小,由控制/驱动模块5去控制发电机的输出电压,使其整流模块2的输出电压满足在380 V±20 V范围内,表示发电机启动成功,然后由逆变模块3进行逆变,最后输出经过LC滤波模块4向负载提供220 V±2%的交流电压。发电机的启动即使在正常的情况下也是需要几秒的启动时间,由于没有蓄电池给逆变器供电,所以在发电机启动的这段时间里,发电机对负载的供电是中断的。因此现在市场上的数码发电机没有达到对负载供电零中断的功能。

2 由数码交流发电机改造的不间断交流供电系统

该设计提供一种能够利用交流数码发电机改造成不间断电源的方案,对现有的数码交流发电机进行改造,重新进行设计,利用发电机内部原有的逆变器,在市电正常时,由市电经过逆变器给负载供电,同时给蓄电池充电;在市电断电时,一边启动发电机,一边由蓄电池的直流电通过逆变器转换成交流电供负载使用,实现无论市电正常还是异常,系统对负载提供不间断电源,同时再设计对市电进行稳压、稳频、输出零切换、蓄电池的充放电管理等新功能,实现对负载供电的不间断功能。

2.1 系统的基本工作原理

系统内部的单片机检测市电的输入电压,当市电输入电压在220 V±25%范围时表示市电正常,则由市电经过输入EMI滤波、PFC整流升压,最后经过逆变器逆变成AC 220 V±2%输出正弦波电压给负载供电。步进电机通过光耦与经过全桥整流的输入交流市电相连,当光耦处于“开”状态时,表示交流市电在正常的范围内,当光耦处于“关”状态时,表示交流市电异常,同时主控制器检测蓄电池的电压,当蓄电池提供的直流电压经过DC/DC升压后的电压为360 V,表示此时处于蓄电池给逆变器供电,系统处于直流输入状态,同时步进电机控制器发出信号启动发电机,步进电机油门控制器控制发电机油门大小[3-5],当检测到发电机的输出电压在380 V±20 V时,表明发电机启动成功,则系统就通过电子转换开关切换到由交流发电机给负载供电。

2.2 系统的整体设计

交流发电机不间断电源,包括CPU主控制模块、市电输入模块、EMI滤波模块、PFC、直流升压模块、蓄电池充放电管理模块、逆变模块、输出滤波模块、发电机模块、步进电机的油门控制以及其发电机的控制/驱动模块。

图2是改造的数码交流发电机不间断电源系统电路结构示意图。

下面对图2交流发电机不间断电源作具体介绍,该系统是由以下模块组成的:CPU主模块7,市电输入模块1,EMI滤波模块2,PFC功率因数校正和直流升压模块3,输出滤波模块5,蓄电池充放电管理模块6,逆变模块4,发电机模块8,步进电机,油门控制11以及其发电机的控制、驱动模块10。主CPU模块7分别与蓄电池充放电模块6,逆变模块4,输出滤波模块5,PFC直流升压模块3相连。

在图2中,输入的市电经过EMI滤波处理后,经过PFC模块3进行功率因数校正和直流升压[6,7],其输出一方面通过蓄电池充电管理模块6给系统内的蓄电池充电,另一方面PFC模块将电压升压至DC 360 V的经过逆变模块4进行逆变,最后经过LC滤波模块5输出220 V±2%的交流电。输入市电正常时,由上述过程给负载供电;当市电不正常时,系统自动启动发电机模块8,在发电机启动的过程中由蓄电池给逆变模块提供直流电,经过逆变模块后继续向负载提供零中断的交流电[4]。发电机的启动过程中通过控制步进电机控制油门11的大小,由控制驱动模块10去控制发电机的整流输出电压大小[8],当发电机发出的电压经过整流模块9后的电压大于360 V时,表示发电机启动成功,由发电机给负载提供交流电源,实现对负载供电的不中断。在主控模块7检测到市电正常后,再由发电机供电切换到市电供电。在发电机供电切换到市电时,要进行相位检测与跟踪,采用移相技术,保证相位的随时同步。在全部的供电切换过程中即由市电向蓄电池切换、蓄电池向发电机、发电机向市电的切换中,系统对负载的供电都是零中断的。

3 结 语

针对当前数码发电机在启动过程中对负载供电是中断的,达不到对负载供电的零间断能力,提出了一种方案,可以在原有数码交流发电机结构的基础上,进行重新设计,改变数码发电机原有的软、硬件结构,但保留内部的逆变器,来组成交流发电机不间断供电系统,实现对负载供电的零中断功能。同时系统还增加了市电整流、滤波、PFC、直流升压以及蓄电池充放电管理模块,不仅可以向负载提供不间断的交流电,还对市电进行稳压、稳频,对负载提供纯净的正弦交流电[9,10]。同时系统的成本得到了大幅度的降低,体积和重量更小,蓄电池包可以方便地进行维护和更换。

参考文献

[1]Using a Generator with a Uninterruptible Power Supply./wiki/ Uninterruptible powersupply.

[2]史仪凯.异步电机发电原理及其应用[M].西安:西北工业大学出版社,1994.

[3]杨隆梓,申建华,赖睿.一种基于AT89C52的远程直流电机控制系统[J].电子科技,2004(9):7-11.

[4]任奇,李永晨,唐敏.基于DSP的数字化UPS逆变部分设计[J].通信电源技术,2007,24(3):34-36.

[5]高军,黎辉.UPS逆变器数字化控制技术[J].电工技术杂志,2001(12):6-9.

[6]Wanfeng Zhang,Guang Feng,Yan Fei Liu.A New Predictive Control Strategy for Power Factor Correction\.Applied Power Electronics Conference and Exposition,2003 Eighteenth Annual IEEE,2003(1):9-13.

[7] Qiu D Y,Yip S C,Henry S.H.Chung,et al.Single Current Sensor Control for Single-Phase Active Power Factor Correction\.IEEE Transactions on Industrial Electronics,2002,17(9):623-632.

[8]许波.基于变频单元并联的调速装置的研究[D].西安:西安理工大学,2006.

[9]Irving B T,Jovanovic.Analysis Design and Performance Evaluation of Droop Current-sharing Method\.IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition\.2003:235-241.

[10]Duan Shanxu,Meng Yu,Kang Yong,et al.Parallel Operation Control Technique of Voltage Source Inverters in UPS\.IEEE International Conference on Power Electronics and Drive Systems\.1999:883-887.

[11]唐金元,王翠珍.0~24 V可调直流稳压电源电路的设计方法\.现代电子技术,2008,31(4):12-14.

作者简介匡莉娟 女,1985年出生,江苏盱眙人,硕士在读。研究方向为UPS电源、通信电源、测控自动化。

ups不间断电源范文第7篇

关键词:不间断电源 几种类型 分析 蓄电池 选取

中图分类号:TN86 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)06(c)-0105-02

1 不间断电源简述

早期的UPS利用大型旋转的飞轮储存能量,市电通过电动机带动飞轮旋转,而当市电供应中断时,旋转的飞轮连接发电机则可以对用电器继续供电。这种形式的UPS被称为旋转型UPS,它利用了电能-动能-电能的转化。这是UPS较早的形式,它的缺点主要是设备庞大,以飞轮动能的形式储存能量,能量密度低,同时飞轮旋转能量耗损大,设备效率较低。随着电池技术,电力电子技术的发展,蓄电池被应用于UPS作为储能装置,这种类型的UPS被称为静止型UPS。它主要由蓄电池组、整流器、逆变器以及UPS监控系统组成。本文将主要分析静止型UPS不同类型的工作原理和特征以及蓄电池的选取。

2 不间断电源的分类及特征

根据工作方式的不同,UPS可分为后备式、在线互动式以及在线式三种。

2.1 后备式(stand-by)

后备式UPS是设计最简单,成本最低的不间断电源,能对市电供应中断及短时电压波动起保护作用,主要应用于小型通讯设备或单体计算机,工作效率可达95%。该设备中整流器、蓄电池组以及逆变器与市电供应并联,当市电供应中断时,需要4~10 ms转换开关闭合,由蓄电池组继续为用户供电。由于从供电中断到开关闭合需要几毫秒的转换时间,因此此类UPS无法对极短时间内的电压干扰起保护作用。逆变器的功率应与用户用电器功率相一致,使用电器在市电供应中断时仍可正常工作。由于对蓄电池组进行充电的过程可在市电供应正常时缓慢进行,所以整流器的功率可相对较低,从而达到节约设备成本的目的(如图1)。

2.2 在线互动式(Line Interactive)

在线互动式UPS的工作原理和后备式UPS类似。市电供应正常时,交流电经整流器整流后变为直流电直接供应给直流用电器,电池同时被充电。而当市电供应中断时,蓄电池可继续为直流用电器供电。此类型UPS的好处是,工作效率更高,可达95%~98%,同时转换时间短,仅需2~4 ms。在线互动式UPS适用于单体计算机,较大型通讯设备,而对于高敏感仪器,尚不足以起到保护作用(如图2)。

2.3 在线式(Online)

第三种类型的UPS被称为在线式UPS。市电供应正常时,交流电先通过整流器变为直流电,供电池充电,与此同时电池放出直流电,经过逆变器供应给用户,电池处于持续充放电过程中。在线式UPS最大的缺点是,因整流器和逆变器在持续工作状态下始终存在能量耗损,此类UPS工作效率较前两类相比较低,可达90%,同时价格也是三类不间断电源中最高的。由于此类UPS基本上可解决所有电力供应时常伴随而来的电压波动,频率偏移等问题,可使用户在每一分每一秒都能得到极度安全平稳的高品质供电,因而常被应用于大型服务器、数据通信及造纸等工业领域(如图3)。

3 蓄电池的选取

3.1 蓄电池对比及选取

静止型UPS将电能以化学能的形式储存在UPS的蓄电池组中,具有能量密度高,耗损小,设备稳定等优点。不同蓄电池的选取,对UPS的性能及价格有很大影响。表1中选取了几种国际市场中重要的蓄电池进行对比。

由图1所列数据不难看出,锂离子电池因其高能量密度、更长的使用寿命以及更高的充放电效率而得到越来越多的关注,尤其适合作为电源应用于可移动设备,如笔记本电脑,手机,插电式混合动力汽车等。但目前价格仍然十分昂贵,且充放电过程存在安全隐患。镍氢电池技术成熟,但价格高、降价空间低且充放电效率低是制约其应用于UPS的主要因素。钠硫电池同样作为高性能电池,其价格明显低于镍氢电池和锂离子电池,与此同时此类电池还拥有较长的使用寿命。但工作温度需达300 ℃以上,决定了其并不适合应用在UPS设备中作为储能装置。与上述三种蓄电池相比,铅酸电池因其低廉的价格和稳定的性能而被广泛应用于UPS设备中。尽管铅酸电池能量密度较低,但是十分适合应用于固定设备中。同时多数UPS作为备用电源,并不需要大量全充放电循环次数。综上所述,铅酸电池以其低廉的价格和稳定的性能作为主要优势,在UPS市场中占据主导地位。

3.2 铅酸电池工作原理

铅酸电池的正负极均由栅架和填充在上面的活性物质构成,正极板上是二氧化铅,负极板上的活性物质是金属铅,电解液为浓度30%的硫酸。放电时,负极板上的铅和硫酸氢根离子作用生成硫酸铅,氢离子和两个电子,同时正极板上的二氧化铅得到由负极产生,且流经外电路的两个电子,并和氢离子,硫酸氢根离子共同作用,生成硫酸铅和水。正负极反应方程式为:

负极:

正极:

总反应式:

3.3 铅酸电池的老化及维护

铅酸电池的老化主要由以下几个方面引起。首先是放电时两极板上的铅和二氧化铅都分别反应生成硫酸铅

体积:1∶2.4

体积:1∶1.94

电池内部体积膨胀产生机械形变,从而导致活性物质脱落,电池老化。其次是放电过程中电池内部硫酸化,产生了体积较大的硫酸铅晶体,难以被溶解,电池容量损失。

在图2中,假设灰色区域表示硫酸铅晶体,由图可以清晰看出当体积较小的硫酸铅晶体与体积较大硫酸铅晶体总体积相同时,表面积之比为2∶1。因此,充电时体积较小的硫酸铅晶体更容易和反应物接触从而溶解,而体积较大的硫酸铅晶体难以溶解,进而造成电池充放电不可逆,电池老化。上述为造成铅酸电池老化的主要原因,除此之外,正极板被腐蚀以及伴随电池充电同时发生的电解水反应造成的水损失都会造成电池的老化。事实上,现在大多数UPS所采用的是阀控式免维护铅酸电池,即在电池顶端加上一个可控制阀门,使得充电过程中正极因电解水而产生的氧气不再直接排出电池,而是可以自由扩散到负极,和负极产生的氢气作用再次生成水。这种阀控式免维护铅酸电池极大的减少了电池充放电循环带来的水损失,省去了对电池定期补水的维护。日常存放铅酸电池应尽量避免低电量存放,这样会加速电池内部硫酸化的过程,从而加速了电池老化。更应避免在周围环境温度较低时对电池深度放电,这样有可能会引起电解液结冻进而损坏电池。同时对阀控式免维护铅酸电池也不应过度充电,有可能引发的热失控同样会直接损毁电池。对于铅酸电池来说,在定流定压充电之后如能以小电流继续充电对铅酸电池是极为有益的。因为小电流能使电池内部较大体积的硫酸铅晶体再次溶解,进而恢复电池容量。对于存放多年或者已经老化的铅酸电池来说,采用小电流充电能重新唤起电池的活性。

4 结语

不间断电源作为电力能源储存装置,被广泛应用于家庭,学校及工业领域。由于目前在市电供应中存在的电压波动,电力中断,频率偏移等现象仍无法避免,同时家庭用户对市电供应稳定性以及工业领域对高品质供电的需求都在不断增加,使得不间断电源拥有广阔的应用前景。未来随着可再生能源发电比重的不断提升以及传统电网向智能电网的逐步转变,不间断电源还可作为电能储存装置对电网起到双向调节作用,可以预见,不间断电源具有广阔的发展前景。

ups不间断电源范文第8篇

【关键词】机房;动力配电;UPS电源;配置

引语

机房是建筑内部通信、系统控制、能源供给的核心,是建筑的神经中枢。机房的最基本的功能是保证建筑内部各种设备能够长期稳定的运行,并保持机房内部环境舒适,给工作人员营造一个适宜的工作条件。服务器等网络设备对于电源可靠性的要求非常高,为了保证系统在突然断电后依然可以保证信息不丢失,采用UPS不间断电源是最佳选择。通常,机房内部除了动力配电及UPS系统外,还布置有相应的弱电基础布线、机房空调及动力环境监控、控制中心等必要系统。在信息技术不断发展的今天,现有机房普遍存在分布位置分散、内部空间杂乱拥挤等问题。机房配电系统负荷大、改造难,难以满足系统不断扩展的要求。为了提高建筑内部信息系统运行的可靠性,加强对信息系统的管理,本文就机房动力配电机的UPS电源配置展开了分析。

1 UPS电源型号的选择

UPS即Uninterruptible Power Supply,不间断电源。UPS电源可以在计算机系统断电之后,继续给系统供电一段时间,使用户有足够的时间来进行数据的存储和处理,防止系统因断电而产生数据丢失等现象。信息技术已经渗透到各行各业中,这也意味着数据的丢失所造成的危害和损失也成倍增长。所以,构成网络的数据中心机房供电的可靠性也越来越重要。UPS电源可以解决机房突然断电带来的一系列问题。UPS电源的基本功能是稳压、滤波以及不间断电源。在计算机系统由市电网络供电时,UPS电源主要起稳压和滤波的作用。UPS电源按照工作原理课分为在线式和后备式两种。

(1)在线式UPS电源。在线式UPS电源的输出端始终与逆变器相连。在市电正常供电时,市电经整流器整流后,经过逆变器给负载供电,同时给电池进行浮充。在市电网络故障时,由电池经逆变器对负载供电。在线式UPS电源能够实现零切换连续供应稳定、纯净的电源,主要用于小型企业、服务器和网站的机房供电。在线式UPS电源价格相对较高,且由于逆变器长期连续工作,工作效率和可靠性会比后备式UPS电源稍低。在一些重要的应用场合,为了保证设备的正常运行,通常会选择在线式UPS电源。

(2)后备式UPS电源。后备式UPS电源的电池与交流电源转换开关设置为经滤波后的交流电位主电源。只有在主电源出现故障时,转换开关才会切换到电池/逆变器,以提供备用电源。由于逆变器只在市电出现故障时才会启动,故被称为“后备式”。后备式UPS电源结构简单,价格低廉,且逆变器寿命相对更长,一般用于功率不大的场所。由于转换开关存在切换动作,且逆变器并不用于对市电进行滤波和整流,不能及时对重要负载进行保护。

2 UPS电源容量的选择

根据系统负载选择UPS电源的容量是机房动力配电机UPS电源配置的关键。UPS电源的标称容量决定了其带负载的能力。UPS电源的标称容量是其额定容量,考虑到功率损失,将标称容量与功率因数(一般取0.8)相乘,可以得到UPS电源能够实际提供的功率,即有功功率。一般以系统实际负载为UPS电源额定功率的25%~80%为准则,选用合适容量的UPS电源。为感性或弱感性负载设备配置UPS电源时,由于设备运行时电流变化浮动大,尤其是启停时,对UPS电源的逆变器产生较大冲击,需要留下更多的富余容量。在某些情况下,为了给系统未来的扩展留下功率空间,往往会选择功率更大的UPS电源。但是,考虑到UPS电源在负载过小的情况下不能充分放电,影响电池的寿命,在选择大容量的UPS电源时,应确保系统负载不会低于UPS电源额定功率的25%。一般情况下,选择UPS电源容量为系统负载的2倍左右,既可以保证UPS电源拥有足够的备用余量,方便系统的进一步扩展;又可以保证UPS电源正常运行,不损害电源寿命,提高系统可靠性。假如备用余量仍不能够满足系统负载大规模扩展的要求,可以选用模块式UPS电源,或采用并机的安装方式,扩充机房UPS电源。

3 UPS电源电池容量的配置

UPS电源电池容量决定了其在市电出现故障后,能持续提供稳定电源的能力。目前UPS电源的后备电池一般为铅酸蓄电池,其主要参数为容量、工作电压、工作温区和循环寿命。在市电出现故障后,UPS后备电池经逆变器对机房系统供电,其供电持续时间是UPS电源的一个重要参数,主要受到负载大小、蓄电池容量和放电截止电压、环境温度等影响。在配置机动动力配电机的UPS电源时,电池的经费占据了整个UPS电源配置经费的极大比重,有时甚至能够与UPS电源主机的配置费用相当。UPS电源电池持续稳定放电时间的计算方法主要有两种:恒功率法和最大放电电流法。但是,由于用户在配置UPS电源电池时,往往缺乏必要的专业知识和数据信息,故不能采用上述两种方法进行精确计算。一般情况下,采用下述公式可以估算所需UPS电源电池的容量

式中,C为电池容量,单位为Ah或mAh;P为负载功率,单位W或者VA(伏安);T为时间,U为电池电压。对于负载敏感设备,应在此基础上额外增加30%~50%的电池容量。

4 结语

机房动力配电机的UPS电源配置包括UPS电源型号、电源容量和电池容量的选择等内容,是信息机房设计施工的关键内容。为了保证机组设备的安全稳定运行,必须重视UPS电源的配置。

参考文献: