閥控密封UPS蓄電池的選擇與維護(hù)-美國(guó)海志蓄電池 UPS的工作原理
UPS電源一般是由常用電源和備用電源通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)組合而成，它們之間由邏輯電路進(jìn)行控制，以保證在電網(wǎng)正�；蛲ｋ姞顟B(tài)下，整個(gè)系統(tǒng)都能可靠地工作。當(dāng)市電正常時(shí)，UPS相當(dāng)于一臺(tái)交流穩(wěn)壓電源，它將市電穩(wěn)壓后再供給計(jì)算機(jī)，與此同時(shí)，它還向UPS內(nèi)蓄電池充電。當(dāng)市電突然中斷時(shí)，UPS立刻轉(zhuǎn)
為逆變工作狀態(tài)，小容量的UPS一般能持續(xù)供電5～20 min，所以能保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常退出，使軟硬件不受損失。圖1為電源UPS原理圖。
UPS的種類
UPS的分類方法多種多樣，按功率大小可以分為大中小三種功率容量；按輸出波形可以分為方波、梯形波或者正弦波；按輸入輸出方式可以分為單相入單相出、三相入單相出或三相入三相出；按工作原理還可以分為動(dòng)態(tài)UPS和靜態(tài)UPS兩大類。動(dòng)態(tài)不間斷電源是依靠慣性飛輪存儲(chǔ)的動(dòng)能來(lái)維持負(fù)載電能供應(yīng)的連續(xù)性的，這種不間斷電源具有笨重、噪聲大、效率低、切換時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)，已被靜態(tài)不間斷電源所取代。靜態(tài)UPS以蓄電池組為儲(chǔ)能工具，市電正常時(shí)交流市電經(jīng)整流后變?yōu)橹绷麟姴㈦娔艽鎯?chǔ)在蓄電池組中，當(dāng)市電中斷時(shí)再由逆變器將蓄電池組中儲(chǔ)存的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妬?lái)維持向負(fù)載供電。根據(jù)工作方式的不同，靜態(tài)UPS又可分為后備式UPS、在線式UPS、在線互動(dòng)式UPS和Delta變換型UPS四種類型，下面分別加以介紹。
1.后備式UPS
后備式UPS主要由充電器、蓄電池、逆變器和變壓器抽頭調(diào)壓式穩(wěn)壓電源四部分組成。后備式UPS的工作原理如圖2所示。后備式UPS具有電路簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，但是其輸出電壓穩(wěn)定精度差，市電掉電時(shí)負(fù)載供電有一段時(shí)間的中斷。另外受切換電流和動(dòng)作時(shí)間的限制，輸出功率一般較小，一般后備式正弦波輸出UPS，容量在2kVA以下，后備式方波輸出UPS容量在lkvA以下。
壓決定，輸出電能質(zhì)量好。②、主變換器和Delta變換器只對(duì)輸出電壓的差值進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償，它們承擔(dān)的最大功率僅為輸出功率的20%(相當(dāng)于輸入市電電壓的變化范圍)，所以整機(jī)效率高，功率余量大，系統(tǒng)抗過(guò)載能力強(qiáng)。③、輸入功率因數(shù)高，可達(dá)99%，輸入諧波電流小。但是Delta變換型UPS主電路和控制電路相對(duì)復(fù)雜，可靠性差。
在線式UPS
在線式UPS又稱串聯(lián)調(diào)整式UPS，目前絕大多數(shù)大中型UPS都是在線式的。在線式UPS一般由整流器、充電器、蓄電池組和逆變器等部分組成，其原理框圖如圖5所示。在線式UPS的特點(diǎn)是：①、不論市電正常與否，負(fù)載都由逆變器供電，所以當(dāng)市電發(fā)生故障的瞬間，UPS的輸出電壓不會(huì)產(chǎn)生任何間斷。②、由于UPS逆變器采用高頻SPWM調(diào)制和輸出波形的反饋控制，可以向負(fù)載提供電壓穩(wěn)定度高、波形畸變小、頻率穩(wěn)定以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快的高質(zhì)量的電能。③、全部負(fù)載功率都由逆變器提供，輸出能力受限制。④、整流器和逆變器都承擔(dān)全部負(fù)載功率，整機(jī)效率比較低。
從以上分析可以看出，按技術(shù)性能優(yōu)劣排序，其順序應(yīng)為：在線式UPS>Delta變換型UPS>在線互動(dòng)式UPS>后備式UPS。理想的UPS需要具有以下特性：①、輸入有很高的功率因數(shù)。②、輸出電壓的諧波畸變率很低，特別是在非線性負(fù)載下的總諧波畸變率。③、輸出電壓有很高穩(wěn)定度，包括幅值和頻率的穩(wěn)定。④、系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度非常快。⑤、系統(tǒng)有很強(qiáng)抗過(guò)載能力和抗負(fù)載沖擊能力，包括人為的自然災(zāi)害。⑥、系統(tǒng)有低的電磁干擾，低的維護(hù)費(fèi)用，低成本，重量輕，體積小。⑦、可多機(jī)并聯(lián)運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)冗余式UPS供電系統(tǒng)。UPS蓄電池的種類
UPS要求所選用的蓄電池必須具有在短時(shí)間內(nèi)輸出大電流的特性。目前，在線運(yùn)行的蓄電池基本上有兩種，它們都屬于鉛酸蓄電池。
防酸隔爆鉛酸蓄電池
這種電池在早期的UPS系統(tǒng)中使用較多，只要維護(hù)得當(dāng)，會(huì)有較長(zhǎng)的使用壽命，但由于在運(yùn)行中存在大量的電解液水分散失，需經(jīng)常性地測(cè)量電解液的溫度、密度，往電池內(nèi)部添加蒸餾水，維護(hù)工作量極大，現(xiàn)在的UPS系統(tǒng)中已很少配用。蓄電池容量(Ah)的選擇
蓄電池容量(Ah)是指在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度下，每2V電池單體在給定時(shí)間至1.80V終止電壓時(shí)，可提供的恒定電流值(A)與持續(xù)放電時(shí)間(h)的乘積。給定持續(xù)放電時(shí)間為10h的容量稱為10h率容量，用符號(hào)C10來(lái)表示。蓄電池容量可用20h率、10h率、8h率、5h率、3h率、1h率、0.5h率等多種方法表示，一般采用C10作為蓄電池的額定容量來(lái)標(biāo)稱蓄電池。額定容量是蓄電池的主要參數(shù)，不少工程人員就認(rèn)為，兩種品牌相同額定容量的蓄電池可以在同一套UPS系統(tǒng)中替代使用。這種觀點(diǎn)是有偏頗的，因?yàn)閮煞N蓄電池具有相同額定容量，只表示它們的10h放電性能一致，但在10min、30min、lh、3h等時(shí)間內(nèi)可提供的恒功率值和恒電流值則可能差異較大，而UPS后備時(shí)間通常不到10h，所以UPS配用蓄電池時(shí)，考察其在后備時(shí)間內(nèi)的放電性能就尤為重要。美國(guó)海志膠體蓄電池指的是內(nèi)部的電解液除硫酸外還含有二氧化硅之類的物質(zhì)，使電解液呈現(xiàn)一種凝膠狀態(tài)，可以更好的減少水損耗和雜質(zhì)離子的遷移，還可以減少板柵的腐蝕以延長(zhǎng)電池壽命。放電后及時(shí)充電，不要等電池放光了再充。充電器要用質(zhì)量好的，這對(duì)電池壽命的影響很大。電池要充足電存放，存放處應(yīng)陰涼干燥，不要靠近熱源，不要陽(yáng)光直射。存放3個(gè)月以上使用前應(yīng)補(bǔ)電，存放三個(gè)月以上應(yīng)做一次深充放。天熱時(shí)充電注意電池溫度不要過(guò)高，別把電池充鼓了，如手摸太熱，可以停一停再充。冬天溫度低，電池容易充不足，可以適當(dāng)延長(zhǎng)充電時(shí)間(如10%)。如是一組電池，當(dāng)發(fā)現(xiàn)單只落后時(shí)應(yīng)及時(shí)更換，可以延長(zhǎng)整組的壽命
完全免維護(hù)，電解質(zhì)為膠體。電池壽命期間，無(wú)需加水，無(wú)電解液酸層化現(xiàn)象。不需要維護(hù)，杜絕了因錯(cuò)誤維護(hù)損害電池質(zhì)量。大電流性能好。由于采用了管式極板，正極板不容易發(fā)生掉膏現(xiàn)象，也不容易發(fā)生短路。無(wú)因漏液而引起的污染和腐蝕。由于采用了膠體技術(shù)，電池使用時(shí)析氣量極少。無(wú)需另外的充電房，電池可在環(huán)境要求高的地方直接進(jìn)行充電。自放電低，電池在20℃的溫度下儲(chǔ)存，1年后的容量仍有額定容量的66%。
