在實際應(yīng)用中,針對不同客戶對供電系統(tǒng)的可用性要求不同,UPS與發(fā)電機的配置方式也不盡相同,總的說來,常見的分為單機方式、并機方式等,各種方式具有各自的特點,以下進行逐一介紹:
A.單機運行配置 該配置方式的特點是:
1、性價比高,雖然供電系統(tǒng)的可用性一般,但是系統(tǒng)組成簡單,經(jīng)濟。
2、一般來說,不必考慮系統(tǒng)的后期擴容,不必使用并機機型的UPS,設(shè)備利用率高。
3、系統(tǒng)存在單點故障點。
系統(tǒng)的主要組成部分為:
1.UPS主機:UPS主機實現(xiàn)無論輸入市電有無的情況下,向負載提供高質(zhì)量的供電,在市電運行與電池運行轉(zhuǎn)換時沒有輸出的間斷;具有內(nèi)置靜態(tài)旁路系統(tǒng)提高了UPS的可用性,同時與維修旁路開關(guān)配合操作實現(xiàn)UPS關(guān)機維護時負載供電的不間斷。
2.后備電池組+電池直流斷路器:后備電池是市電中斷后,負載供電的能量來源,其儲存的能量經(jīng)由UPS逆變后供給負載,電池斷路器主要對電池組起過流、斷路保護,避免電池損壞和UPS故障的擴大,另外,斷路器在電池維護、更換時人為斷開,可以保障維護人員的操作安全。
3.柴油發(fā)電機:在大功率的UPS系統(tǒng)中,長的后備時間要求所需的電池配置往往是占地大、投資高的方案,因此經(jīng)?紤]采用柴油發(fā)電機加UPS的方案;即使有雙路市電引入的場合,后備柴油機仍可作為終的后備手段,而且與大容量后備電池組相比性價比更高。
在發(fā)電機與市電的轉(zhuǎn)換上即可以手動,也可以設(shè)置自動切換設(shè)備(ATS),而發(fā)電機與UPS配置的容量配比關(guān)系上,往往由于UPS的諧波反饋、負載電流突變等*,需要發(fā)電機的容量為UPS大負載量的2~3倍,同時還應(yīng)考慮發(fā)電機所帶的其他負載的因素,決定其容量。
4.其他:包括相關(guān)的輸入、輸出配電系統(tǒng)。
B.冗余并機配置 UPS電源系統(tǒng)的電池是在市電停電時,能夠為負載不間斷電源,并保證一定的后備時間供電的直流能源。同時具有在市電電壓和頻率變化以及負載跳變波動時,給UPS提供直流電能和平滑交流分量的作用。在大部分UPS電源系統(tǒng)故障中有40%-50%是電池故障引起的。造成電池故障的原因有:
1)電池選擇與配置。依據(jù)電池后備時間選擇,如電池節(jié)數(shù),電池組數(shù),安時數(shù)等。
2)電池的充放電次數(shù)。放電結(jié)束后電池應(yīng)及時充電,否則會在電池極板上附著絕緣物體硫酸鹽增大電池內(nèi)阻,影響電池使用壽命。另外電池的浮充和均充電壓會影響電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體在負極板電解成水,腐蝕電池極板,將減低電池容量。
3)電池的使用環(huán)境溫度。電池壽命和溫度的關(guān)系可參考如下規(guī)則,電池環(huán)境溫度在攝氏25度,每升高或降低10度電池壽命將減少一半。
4)電池日常的維護和保養(yǎng)也是十分重要的。每隔3-6個月如果沒有停過市電,建議做一次人為電池充放電,建議每次放電時,放掉電池容量的20%即可,應(yīng)避免電池深度放電。
鉛酸蓄電池失水分析
對鉛酸蓄電池來說,電池中的電解液就像人體中的血液一樣寶貴,所以電解液一旦少到一定的度,蓄電池也就要報廢了。電解液是由稀硫酸和水組成的,在電池充電的過程中,難以避免失水,并且在充電模式不一樣的時候,失水也是不一樣的,所以我們的蓄電池除了自然壽命以外,還有一個失水壽命,單只蓄電池失水超過90克的時候,電池就報廢了。在常溫下,普通的充電器的失水量約為0.25克。
鉛酸蓄電池在充電的過程中的大問題是析氣,經(jīng)研究,為了達到的析氣率,鉛酸蓄電池能夠接受的在充電過程中,充電電流超過臨界析氣曲線的部分,只能導(dǎo)致蓄電池電解水反應(yīng)而產(chǎn)生氣體和溫升,不能提高電池的容量。
1、恒流電階段,充電電流保持恒定,充入電量快速增加,電壓上升;
2、恒壓充電階段,充電電壓保持恒定,充入電量繼續(xù)增加,充電電流下降;
3、蓄電池充滿,電流下降到低于浮充轉(zhuǎn)換電流,充電電壓降低到浮充電壓;
4、浮充充電階段,充電電壓保持為浮充電壓;
普通三階段充電階段為恒流充電,這主要是考慮到電路的設(shè)計比較方便