UPS是一種含有儲能設備（常見的是蓄電池），以逆變器為首要組成部分的恒壓恒頻的不連續(xù)電源，它能夠解決現(xiàn)有電力的斷電、低電壓、高電壓、突波、雜訊等現(xiàn)象，使計算機體系運轉愈加安全可靠。現(xiàn)在現(xiàn)已被廣泛運用計算機、交通、銀行、證券、通訊、醫(yī)療、工業(yè)操控等職業(yè)，并且正在迅速地走入家庭。
在數(shù)據(jù)中心中，溝通UPS體系是非常重要的要害基礎設施，為負載供應不連續(xù)的供電，確保網(wǎng)絡的疏通和設備的正常運轉。其間，作為電能貯存的蓄電池必定是溝通UPS體系的重要組成部分。而因為蓄電池自身特性以及種種原因，現(xiàn)在人們對溝通UPS體系用蓄電池的知道或多或少存在著誤區(qū)，運用不盡人意。實踐運用中，有許多溝通UPS體系的事端或毛病是由蓄電池引起。因而，有必要加強對溝通UPS體系中蓄電池運用的要求和蓄電池特性的了解，正確選配和運用蓄電池，以確保其能夠充分地發(fā)揮應有的效果。
1. 蓄電池在UPS供電體系中的效果和含義
蓄電池在溝通UPS體系中的首要效果是貯存電能。在市電正常供電時，蓄電池經(jīng)過溝通UPS體系的整流-充電電路貯存電能，一起對直流電路起到平滑濾波的效果，并在逆變器發(fā)作過載時，起到緩沖器的效果。一旦市電發(fā)作意外而瞬間動搖乃至中止時，溝通UPS體系則是由蓄電池放電供應逆變器電能，由逆變器將電池開釋出的直流電轉變?yōu)檎覝贤姡员３諹PS的電源輸出。也就是說，溝通UPS體系在輸入反常狀況下，全賴蓄電池及時彌補電能量，以確保供電不中止。
它的效果首要應包含兩方面：
在市電、油機供電發(fā)作動搖、瞬斷乃至中止時，完成供電的連續(xù)性。在供電電源的無縫隙切換過程中，確保對設備的供電不呈現(xiàn)大于10ms以上的中止，確保設備不呈現(xiàn)掉電。
在市電、油機供電中止后，在有限的時刻內(nèi)作為后備動力，確保負載在必定的時刻內(nèi)正常用電。它是給溝通UPS體系緊迫供電時的最終動力確保，其所發(fā)揮的效果首要取決于蓄電池組的放電電流和容量。
因而，蓄電池組在溝通UPS體系中相當于消防隊、救火車?！梆B(yǎng)兵千日，用兵一時”，往常不必乃至長時刻不必，但緊迫狀況下就只需徹底依托它。
其產(chǎn)品的質(zhì)量及運轉和保護質(zhì)量將直接關系著信息通訊網(wǎng)絡設備供電的安全性和可用性。
另一方面，受種種要素制約，現(xiàn)時閥控密封鉛酸蓄電池又是溝通UPS體系中最簡略呈現(xiàn)問題并且問題最不簡略提早發(fā)現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)。
因而，有必要建立這樣一種理念：溝通UPS體系中蓄電池組的運用（包含規(guī)劃、收購以及運轉保護）時重視的要點，首先是它的可靠性和可用性，而不是省錢、節(jié)能減排或延伸運用壽數(shù)！
2. 鉛酸蓄電池的規(guī)劃壽數(shù)和有用運用年限
據(jù)材料記載，我國通訊部門運用鉛酸蓄電池始于上世紀30年代，從最早的開口式鉛酸蓄電池到上世紀60年代的防酸式鉛酸蓄電池就有幾十年的進程。進入20世紀80年代起，閥控密封鉛酸蓄電池（VRLA）作為更新?lián)Q代產(chǎn)品，成為主流產(chǎn)品并一向運用。而作為溝通UPS的儲能部件，至今閥控密封鉛酸蓄電池（VRLA）仍然是主打和首選。
閥控密封鉛酸蓄電池的運用壽數(shù)首要分為循環(huán)壽數(shù)和浮充壽數(shù)兩種：
循環(huán)壽數(shù)是指蓄電池每充電、放電一次，叫做一次充放電循環(huán)，蓄電池在堅持輸出必定的容量的狀況下，所能進行的充放電循環(huán)次數(shù)，叫做蓄電池的循環(huán)壽數(shù);
浮充壽數(shù)是指蓄電池在規(guī)則的浮充電壓和環(huán)境溫度下，蓄電池可用壽數(shù)停止時的運轉時長。壽數(shù)停止條件設定在低于10h率額定容量的80%.
從理論剖析，閥控密封鉛酸蓄電池（VRLA）的規(guī)劃壽數(shù)徹底能夠到達15～20年，在實踐運用中都是以此作為根據(jù)。例如，在通訊職業(yè)標準YD/T799-2002《通訊用閥控式密封鉛酸蓄電池》對蓄電池的壽數(shù)規(guī)則為：“2V系列的蓄電池的折合浮充壽數(shù)不低于8年。6V以上系列的蓄電池的折合浮充壽數(shù)不低于8年。”而在新修訂的YD/T799-2010中，是從檢測實驗的視點對蓄電池的壽數(shù)進一步進行了細化和規(guī)范，如表1所示。
綜上所述，并結合實踐運用的狀況剖析，現(xiàn)在標準規(guī)范中對蓄電池的壽數(shù)的規(guī)則是合適和可行的?，F(xiàn)在溝通UPS中運用的閥控密封鉛酸蓄電池（VRLA）的運用壽數(shù)之所以達不到要求，并不是技能原理和出產(chǎn)水平的問題。
3. 長延時蓄電池與高倍率蓄電池
在數(shù)據(jù)中心運用的蓄電池按放電類別一般可分三類，即油機發(fā)電機組用的“瞬間大電流放電”和通訊電源體系用的“長延時、小電流放電”以及溝通UPS體系用的“高倍率放電”。
傳統(tǒng)通訊網(wǎng)絡設備的供電中，通訊電源體系的后備時刻根本上都是依照規(guī)劃負荷的數(shù)個小時進行規(guī)劃和裝備的。例如10h、8h，至少也有3～5h.蓄電池組根本處于“長延時、小電流”充放電作業(yè)狀況，蓄電池的標稱容量也是以10h放電率下的容量來標定的，例如100Ah/12V、200Ah/6V、1000Ah/2V等，都是依照10h率的放電電流能夠開釋的電能量別離為100Ah、200Ah和1000Ah.
關于大功率的溝通UPS體系因為電壓較高，多選用6V或12V的蓄電池。受蓄電池容量和并聯(lián)組數(shù)以及出資本錢等諸多方面的約束，其后備時刻最低乃至只需15min.也就是說，其蓄電池組的放電率現(xiàn)已遠小于10h率，而蓄電池組實踐放電電流要遠大于10h率放電電流。蓄電池的放電辦法現(xiàn)已轉變?yōu)榻橛趥鹘y(tǒng)的通訊用后備蓄電池“長延時、小電流”與發(fā)動型蓄電池的“瞬間大電流放電”之間的“高倍率”放電辦法。從現(xiàn)在的閥控式密封鉛酸蓄電池的技能和工藝結構來說，依照“長延時、小電流”規(guī)劃和出產(chǎn)的通訊用后備電池是不能徹底滿意這種運用要求的。
因而，相同是12V或6V單體的鉛酸蓄電池，不同運用場合的挑選是徹底不一樣的。運用在傳統(tǒng)的通訊局站、*基站等場合，應該持續(xù)選用傳統(tǒng)的“小電流、長延時”的通訊用鉛酸蓄電池;而用于數(shù)據(jù)中心溝通UPS體系的蓄電池組，則應選用合適大電流放電的“高倍率”蓄電池組。兩者不該混淆和濫用。
4. 直流回路短路毛病的損害及蓄電池組近端裝置過流保護的必要性
在數(shù)據(jù)中心中的供電電源體系能夠分紅溝通和直流兩個回路。與溝通回路比較較，直流回路發(fā)作毛病時的影響會更大。
首要原因有以下幾方面：
（1）蓄電池組短路損害性比溝通電要大一般狀況下，電氣短路起火的首要辦法是堵截電源。關于溝通電源而言，因為電能自上而下地來源于市電電網(wǎng)或柴油發(fā)電機組，當發(fā)作電氣短路毛病時，總會有一級保護器材發(fā)生動作，及時堵截短路的電氣電路。而當蓄電池組位于電源供電體系的末端，電能是自下而上供應的，只需越過了直流總配電屏的保護熔絲或蓄電池組的保護斷路器，則不會再有其他的保護。發(fā)作短路毛病時，往往無法有用地堵截短路的電氣電路。加上直流電流不像溝通正弦波，沒有過零點時的瞬間電動勢為零，一旦發(fā)作電氣短路極易引起延伸。而發(fā)作短路后的阻抗僅取決于導線線阻和蓄電池組內(nèi)阻，短路電流根本近似為無窮大，因而，蓄電池組直流電氣短路的損害程度遠大于溝通電氣短路。
（2）導致網(wǎng)絡中止事端
通訊電源中的直流供電體系是確保通訊網(wǎng)絡設備供電不中止的中心體系，后備蓄電池組是通訊網(wǎng)絡的應急供電動力地點。關于直流供電體系中，蓄電池組是直接并聯(lián)在整流器輸出端的直流供電回路中，正是因為有后備蓄電池組的存在，市電停電或溝通側發(fā)作電氣短路中止并不會直接導致通訊網(wǎng)絡的供電中止。相同，關于溝通UPS體系，只需逆變器及后續(xù)電路正常作業(yè)，后備蓄電池組就能夠發(fā)揮效果?？墒牵糁绷麟娫大w系特別是蓄電池組發(fā)作電氣短路，必定形成直流電源體系的輸出電壓瞬間下跌，引起負載設備掉電，導致網(wǎng)絡中止毛病，嚴峻影響信息通訊的疏通。
（3）引發(fā)機房火災
發(fā)作蓄電池組電氣短路后，若不能及時發(fā)現(xiàn)和堵截回路，則必定引起火災。蓄電池組的質(zhì)量越好、電量越足，損害也越大。
因而，數(shù)據(jù)中心溝通UPS體系中直流回路特別是蓄電池組的過流保護尤為重要。特別要注意有必要在接近蓄電池組側裝備電池保護箱，其內(nèi)置開關應為直流型（或交直流兩用型）斷路器或熔斷器，如多組蓄電池并聯(lián)運用，宜設置總輸出開關，且對每組蓄電池別離設置開關進行保護和操作。
5. 鉛酸蓄電池電氣短路毛病及漏液危險剖析和檢測
在溝通UPS體系蓄電池組電氣短路的起因中，蓄電池漏液形成對電池架短路或絕緣度下降，形成正負極經(jīng)過電池架間接短路，一向是發(fā)作幾率較高、最為難以判別和發(fā)現(xiàn)，但結果卻非常嚴峻的疑問毛病。
現(xiàn)在關于這類毛病危險的防范辦法或多或少都有一些不足：
蓄電池底部添加托盤——托盤可燃;
電池架添加電木板墊片——不能防止電解液的漫延;
電池架對電氣地絕緣——不易施行且不契合安全規(guī)范;
蓄電池室裝置甚早期煙霧告警體系——不及時。
現(xiàn)行在用的高于安全電壓的直流電源體系（例如電力操作電源、通訊用240V直流供電體系等）都要求選用直流回路對地懸浮作業(yè)辦法，并設置有絕緣督查（InsulaTIon Monitoring）功用體系。
所謂絕緣督查，是指在直流供電體系中，對直流輸出與地的絕緣功能進行檢測，判別是否發(fā)作接地毛病或絕緣功能下降。當發(fā)作接地毛病或絕緣功能劣化時宣布告警。
絕緣督查功用首要經(jīng)過檢測直流供電回路中的電壓和電流來完成對地絕緣電阻檢測的。其間，電壓檢測技能首要是由絕緣督查來實時監(jiān)測正、負直流母線的對地電壓，經(jīng)過對地電壓計算出正負母線對地絕緣電阻。當絕緣電阻低于設定的報警值時，發(fā)送出告警信號。
從實質(zhì)上說，蓄電池組電氣短路也是一種正負極之間絕緣度下降的極點形式，而關于蓄電池漏液形成的電氣短路，必定是正負極之間或許其對電池架（接地）的絕緣度下降。
從絕緣督查的作業(yè)原理可知，只需蓄電池組是對地懸浮作業(yè)，即蓄電池組的正負極回路（包含充放電電路）均不接地。就能夠經(jīng)過平衡橋電阻來檢測是否存在蓄電池漏液或對地絕緣度下降的現(xiàn)象。因為這種檢測辦法的丈量對象是蓄電池組正負極對地的電壓，而不管在蓄電池組中任何一點發(fā)作接地毛病或絕緣度下降，都會引起正極對地電壓U1或負極對地電壓U2的改變，并能夠迅速地在絕緣督查體系中反映出來。因而，借助絕緣督查的檢測原理，是能夠完成對蓄電池組漏液的檢測的。
計算機已在各行各業(yè)得到廣泛運用。作為直接關系到計算機軟硬件能否安全運轉的一個重要要素——電源質(zhì)量的可靠性應當成為中小企業(yè)首要考慮的問題。伴隨著計算機的誕生而呈現(xiàn)的UPS(Uninterrupted Power Supply)現(xiàn)已被廣大計算機用戶所接受。UPS首要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡體系或其它電力電子設備供應不連續(xù)的電力供應?，F(xiàn)在，UPS正在被廣泛地運用于計算機、交通、銀行、證券、通訊、醫(yī)療、工業(yè)操控等職業(yè)。
不少電氣工程人員在裝備電源時，往往比較重視不連續(xù)電源(UPS)主機的功能，忽視了對UPS配套蓄電池的挑選。不恰當?shù)呐涮仔铍姵靥暨x往往會形成UPS后備時刻不足、電池不能放電等事端，嚴峻影響UPS的質(zhì)量。
2 UPS的作業(yè)原理及品種
2.1、UPS的作業(yè)原理
UPS電源一般是由常用電源和備用電源經(jīng)過轉換開關組合而成，它們之間由邏輯電路進行操控，以確保在電網(wǎng)正?；蛲ｋ姞顩r下，整個體系都能可靠地作業(yè)。當市電正常時，UPS相當于一臺溝通穩(wěn)壓電源，它將市電穩(wěn)壓后再供應計算機，與此一起，它還向UPS內(nèi)蓄電池充電。當市電俄然中止時，UPS馬上轉
為逆變作業(yè)狀況，小容量的UPS一般能持續(xù)供電5～20 min，所以能確保計算機體系的正常退出，使軟硬件不受損失。圖1為電源UPS原理圖。
圖1 UPS原理圖
2.2、UPS的品種
UPS的分類辦法多種多樣，按功率巨細能夠分為大中小三種功率容量；按輸出波形能夠分為方波、梯形波或許正弦波；按輸入輸出辦法能夠分為單相入單相出、三相入單相出或三相入三相出；按作業(yè)原理還能夠分為動態(tài)UPS和靜態(tài)UPS兩大類。動態(tài)不連續(xù)電源是依托慣性飛輪存儲的動能來保持負載電能供應的連續(xù)性的，這種不連續(xù)電源具有粗笨、噪聲大、功率低、切換時刻長等缺陷，已被靜態(tài)不連續(xù)電源所替代。靜態(tài)UPS以蓄電池組為儲能工具，市電正常時溝通市電經(jīng)整流后變?yōu)橹绷麟姴㈦娔艽鎯υ谛铍姵亟M中，當市電中止時再由逆變器將蓄電池組中貯存的直流電轉變?yōu)闇贤妬肀３窒蜇撦d供電。根據(jù)作業(yè)辦法的不同，靜態(tài)UPS又可分為后備式UPS、在線式UPS、在線互動式UPS和Delta變換型UPS四品種型，下面別離加以介紹。
1.后備式UPS
后備式UPS首要由充電器、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的作業(yè)原理如圖2所示。后備式UPS具有電路簡略、本錢低、可靠性高的長處，可是其輸出電壓安穩(wěn)精度差，市電掉電時負載供電有一段時刻的中止。別的受切換電流和動作時刻的約束，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。
圖2 后備式UPS原理圖
2.在線互動式UPS
在線互動式UPS，與在線式UPS比較，它省去了整流器和充電器，而由一個身兼二職的逆變器/充電器模塊配以蓄電池組構成，其原理框圖如圖3所示。
圖3 在線互動式UPS原理圖
在線互動式UPS具有用率高(可達98%以上)、結構簡略、本錢低、可靠性高的長處，可是它大部分時刻由市電直接給負載供電，輸出電壓質(zhì)量差，市電掉電時溝通旁路開關存在斷開時刻，導致UPS輸出存在必定時刻的電能中止。
3.Delta變換型UPS
Delta變換型UPS又稱串并聯(lián)UPS，它首要由低通濾波器、Delta變換器和主變換器構成，其原理框圖如圖4所示。
圖4 Delta變換型UPS原理圖
Delta變換型UPS的長處是：①、負載電壓由主變換器的輸出電壓決定，輸出電能質(zhì)量好。②、主變換器和Delta變換器只對輸出電壓的差值進行調(diào)整和補償，它們承當?shù)淖畲蠊β蕛H為輸出功率的20%(相當于輸入市電電壓的改變規(guī)模)，所以整機功率高，功率余量大，體系抗過載才能強。③、輸入功率因數(shù)高，可達99%，輸入諧波電流小?？墒荄elta變換型UPS主電路和操控電路相對雜亂，可靠性差。
4.在線式UPS
在線式UPS又稱串聯(lián)調(diào)整式UPS，現(xiàn)在絕大多數(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原理圖]()
圖5 在線式UPS原理圖
在線式UPS的特點是：①、不管市電正常與否，負載都由逆變器供電，所以當市電發(fā)作毛病的瞬間，UPS的輸出電壓不會發(fā)生任何連續(xù)。②、因為UPS逆變器選用高頻SPWM調(diào)制和輸出波形的反饋操控，能夠向負載供應電壓安穩(wěn)度高、波形畸變小、頻率安穩(wěn)以及動態(tài)呼應速度快的高質(zhì)量的電能。③、悉數(shù)負載功率都由逆變器供應，輸出才能受約束。④、整流器和逆變器都承當悉數(shù)負載功率，整機功率比較低。
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