產(chǎn)品詳情
Resden蓄電池6FM-65雷斯頓ups電源
雷斯頓蓄電池6FM-65技術(shù)闡明
蓄電池技術(shù)特點(diǎn)
無(wú)獨(dú)有偶的電池柱密封技術(shù)，保證電池絕不泄露；
外部催化室和高復(fù)合率的特殊設(shè)計(jì)，特殊的吸液纖維隔閡，氣體復(fù)合率接近
極柱和端子合二爲(wèi)一，鍍銀純銅極柱，更合適大電放逐電；
選用了特殊的平安氣閥及隔火膜，具有自動(dòng)密封及防爆才能；
共同外部構(gòu)造設(shè)計(jì)，保證接受極板收縮的空間，也有利于避免電解液干枯；
高倍率放電功能好，內(nèi)阻小，自放電率低，運(yùn)用壽命長(zhǎng)達(dá)15年；
雖然內(nèi)阻測(cè)量法很難精確測(cè)量電池的容量，內(nèi)阻/容量的對(duì)應(yīng)關(guān)系很難復(fù)現(xiàn)，但關(guān)于BMS來說，內(nèi)阻測(cè)試只是用于電池單體之間的比擬，而且計(jì)算機(jī)可以對(duì)內(nèi)阻的變化停止記載和數(shù)據(jù)處置來預(yù)告電池容量衰減和生效，因而，內(nèi)阻測(cè)試關(guān)于BMS而言是關(guān)鍵技術(shù)之一。
關(guān)于離線或電池開路狀況下測(cè)量?jī)?nèi)阻而言，測(cè)量時(shí)可方便地將鼓勵(lì)電流回路與電壓測(cè)量回路以4端子方式與電池組中的單體相銜接，但關(guān)于在線測(cè)量，很難處理鼓勵(lì)和測(cè)量的成績(jī)。
）在線測(cè)量時(shí)期存在的變壓器的“樂音”和浮充電壓動(dòng)搖惹起的攪擾。
）腐蝕裂紋對(duì)內(nèi)阻的影響是有高度方向的，內(nèi)阻數(shù)值對(duì)平行于電流方向的裂隙是絕對(duì)不敏感的。
）電解質(zhì)濃度的變化，繼而電池的變化使得后果很難解釋。
在測(cè)量電池零碎直流浮充電壓時(shí)可特地測(cè)量電池零碎兩端的交流紋波電壓。假如交流紋波是正弦波形，其最大讀數(shù)應(yīng)是小于直流浮電壓0.5%Vrms。例如,直流浮充電壓爲(wèi)414VDC的180單元串列便是2.07Vrms。用示波器測(cè)量紋波時(shí)，若浮充電壓是在414VDC，那麼最大P--P值應(yīng)是浮充電壓的1.5%,即6.2V(P—P)。
電池上過大的交流紋波電壓會(huì)形成電池發(fā)生氣體和發(fā)熱，可延長(zhǎng)壽命。
1、UPS和EPS的設(shè)計(jì)指標(biāo)區(qū)別
兩種設(shè)備均采用了IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)逆變技術(shù)和PWM(脈寬調(diào)制)技術(shù)，同時(shí)都能提供兩路選擇輸出供電。但兩者在逆變器的控制系統(tǒng)上有很大差異：UPS是以電壓反饋的單閉環(huán)控制系統(tǒng)．因此其輸出電壓的正弦波波形及電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整精度較好：而EPS的逆變器控制系統(tǒng)是由電壓、電流反饋組成的多閉環(huán)控制系統(tǒng)，其輸出功率的過載能力、負(fù)載適應(yīng)能力強(qiáng)?？煽啃愿摺?
2、UPS和EPS的輸出區(qū)別
UPS的供電對(duì)象是計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備．負(fù)載性質(zhì)差別不大，所以國(guó)標(biāo)規(guī)定UPS輸出功率因數(shù)為0．8。而EPS主要是作為電源應(yīng)急保障，負(fù)載性質(zhì)為感性、容性及整流性負(fù)載兼而有之。有些負(fù)載是市電停電后才投入工作的。因而要求EPS能提供很大的沖擊電流，一般要求120％額定負(fù)載下仍能正常運(yùn)行10min以上，所以EPS需要輸出動(dòng)態(tài)特性要好，抗過載能力要強(qiáng)。UPS額定容量以視在功率(KVA)為單位，EPS額定容量以有功功率(kW)為單位。在線式UPS為保證輸出供電不間斷和優(yōu)質(zhì)供電。是選擇逆變優(yōu)先；而EPS電源為保證應(yīng)急使用，是選擇市電優(yōu)先。
3、UPS與EPS的功能區(qū)別
兩者均有市電旁路及逆變電路，但EPS僅具有持續(xù)供電功能，一般對(duì)逆變切換時(shí)間要求不高，可有多路輸出，有些EPS還配置蓄電池單體監(jiān)測(cè)功能。EPS在市電正常時(shí)由旁路供電：在市電中斷時(shí)才轉(zhuǎn)為逆變供電，電能利用率高，而UPS一般強(qiáng)調(diào)其三大功能：穩(wěn)壓穩(wěn)頻；對(duì)切換時(shí)間要求極高的不問斷供電；凈化市電。日常著重整流，逆變的雙變換電路供電，在逆變器故障或過載時(shí)才轉(zhuǎn)為旁路供電，電能利用率不高。UPS并不是僅在市電中斷時(shí)才發(fā)揮作用。當(dāng)市電出現(xiàn)電壓過低、過高，線路出現(xiàn)浪涌等異常情況，UPS能輸出高質(zhì)量電源，確保用電設(shè)備正常運(yùn)行。
4、UPS和EPS應(yīng)用領(lǐng)域不同
在我國(guó)EPS主要用于消防類負(fù)荷及一些對(duì)供電質(zhì)量要求不太高但需保證連續(xù)供電的用電設(shè)備，僅強(qiáng)調(diào)能持續(xù)供電這一功能。EPS用于消防負(fù)荷時(shí)，其產(chǎn)品技術(shù)受公安部消防認(rèn)證。UPS一般用于計(jì)算機(jī)及數(shù)字信息系統(tǒng)等場(chǎng)合。要求供電質(zhì)量較高的負(fù)載，主要強(qiáng)調(diào)逆變切換時(shí)間、輸出電壓、頻率穩(wěn)定性、輸出波形的純正、無(wú)各種干擾等。
通過對(duì)UPS和EPS的原理、性能特點(diǎn)和適用領(lǐng)域進(jìn)行探討。希望能對(duì)大家更好地認(rèn)識(shí)和應(yīng)用UPS和EPS有所幫助。
隨著自動(dòng)化、信息化地不斷發(fā)展，各行業(yè)對(duì)電力需求越來越旺盛，對(duì)電力保護(hù)要求越來越高，UPS作為保障供電穩(wěn)定性和連續(xù)性的重要設(shè)備，已廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。UPS發(fā)展到現(xiàn)在，市場(chǎng)上有著各種各樣的機(jī)型，其中工頻機(jī)、高頻機(jī)、模塊化機(jī)型是目前UPS市場(chǎng)上最常見的三種機(jī)型，本文從基本原理及應(yīng)用特點(diǎn)介紹這3種機(jī)型，進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比，以供用戶選型參考。
在說工頻機(jī)高頻機(jī)之前，我們先明確下高頻機(jī)、工頻機(jī)的定義。國(guó)外沒有高頻機(jī)工頻機(jī)的說法，他們定義有變壓器型和無(wú)變壓器型UPS，即Transber UPS和Transber-less UPS。國(guó)內(nèi)以整流器的調(diào)制頻率來區(qū)分，整流器的調(diào)制頻率為工頻(50Hz)調(diào)制的，定義為工頻機(jī)，整流器采用高頻(上千Hz)調(diào)制的，定義為高頻機(jī)。
另外UPS從外形結(jié)構(gòu)上來區(qū)分的話，有機(jī)架式(Rack type UPS)、模塊化(Modular UPS)和塔式(Tower type UPS)機(jī)型。這個(gè)相對(duì)比較好理解，便于安裝在標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜里面結(jié)構(gòu)的UPS稱為機(jī)架式UPS，功率單元、旁路切換單元采用模塊化結(jié)構(gòu)組成的機(jī)型稱為模塊化UPS，整流逆變均是按規(guī)定功率設(shè)計(jì)的整體機(jī)型稱為塔式機(jī)型。通常所說的高頻機(jī)和工頻機(jī)指塔式機(jī)型,機(jī)架式UPS只是把小功率(小于20KVA)的塔式機(jī)型的物理結(jié)構(gòu)調(diào)整以適合機(jī)架安裝，本文不對(duì)機(jī)架式UPS進(jìn)行對(duì)比分析。
一、工頻機(jī)
工頻UPS即基于變壓器輸出的UPS,使用SCR晶閘管器件作為整流器元件，整流器調(diào)制工作頻率與電網(wǎng)頻率(50Hz)一致，這種機(jī)型稱為工頻機(jī)。工頻UPS由整流器、逆變器、靜態(tài)旁路、維修旁路、輸出變壓器組成。輸出變壓器是UPS的必要組成部分,起升壓作用。因?yàn)閁PS的整流、逆變的兩次變換均為降壓環(huán)節(jié)(SCR的管壓降),所以在UPS輸出之前必須有一個(gè)環(huán)節(jié)用于升壓,這個(gè)輸出變壓器就是用來實(shí)現(xiàn)這一功能的。
常見工頻機(jī)有2種機(jī)型，6脈沖工頻整流和12脈沖工頻整流機(jī)型，原理圖如下：
12脈沖整流工頻機(jī)是在6脈沖的基礎(chǔ)上再增加1個(gè)6脈沖整流器和一個(gè)移相變壓器，這樣能夠帶來更優(yōu)的整流參數(shù)指標(biāo)，與比6脈沖整流相比，12脈沖整流在輸入功率因數(shù)和諧波電流THDi參數(shù)指標(biāo)上有明顯優(yōu)勢(shì)，其指標(biāo)對(duì)比如下：
目前工頻機(jī)在市場(chǎng)上逐漸萎縮，特別是在數(shù)據(jù)中心和通訊機(jī)房，已經(jīng)逐漸被高頻機(jī)、模塊化UPS所代替。工頻機(jī)也有其自身特點(diǎn)，在工業(yè)領(lǐng)域，尤其是石油石化、化工、高端制造等行業(yè)，工頻機(jī)仍然是主角，在整個(gè)UPS行業(yè)，工頻機(jī)市場(chǎng)占有率保持在30%以上。
二、高頻機(jī)
高頻機(jī)又有3種常見類型，在90年代后期，一種在SCR整流后端增加BOOST升壓斬波電路，將直流提升到UPS輸出所需的電壓，從而省掉了輸出變壓器?？梢院?jiǎn)單理解為以直流升壓取代了之前工頻UPS變壓器的交流升壓，這樣不但成本更低，把UPS體積和重量大大降低，可以說是UPS內(nèi)業(yè)重大技術(shù)革新。這種無(wú)變壓器的UPS,雖然整流器的前半部分仍然SCR器件，但其整流后半部分包含IGBT高頻升壓斬波電路，從國(guó)內(nèi)的定義上來看，這也屬于高頻機(jī)。目前這種BOOST升壓斬波高頻機(jī)型已越來越少，只有一些中小功率UPS會(huì)繼續(xù)采用。
隨著電力電子功率器件和UPS控制技術(shù)的不斷發(fā)展，先后出現(xiàn)全I(xiàn)GBT機(jī)型和全I(xiàn)GBT+輸出隔離變壓器機(jī)型，即IGBT整流+IGBT逆變無(wú)變壓器機(jī)型和IGBT整流+IGBT逆變有變壓器機(jī)型，其整流器采用高頻調(diào)整方式，調(diào)制頻率一般都是上千Hz。
根據(jù)整流器調(diào)制頻率定義的UPS機(jī)型，3種的高頻機(jī)的原理圖如下：
高頻機(jī)最大的特點(diǎn)是無(wú)變壓器，體積小重量輕，功率密度大，整機(jī)效率高，輸入諧波電流小，因此其發(fā)展前景更被看好，高頻化是電力電子發(fā)展的趨勢(shì)。但從應(yīng)用情況來看，高頻機(jī)在環(huán)境適應(yīng)性和抗沖擊能力上仍然不及成熟度更高的工頻機(jī)。
隨著社會(huì)供電環(huán)境對(duì)綠色電源和節(jié)能降耗的產(chǎn)品需求不斷增加,高頻IGBT整流UPS技術(shù)有了很大發(fā)展,IGBT器件的可靠性和穩(wěn)定性也有了很大的發(fā)展，到現(xiàn)在已經(jīng)越來越多的用戶選擇高頻機(jī)，特別是在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域、金融、通訊領(lǐng)域高頻機(jī)已是用戶選機(jī)型。
三、模塊化機(jī)型
模塊化UPS是把高頻UPS的功率部分單獨(dú)做成一個(gè)個(gè)功率模塊，然后每個(gè)模塊并聯(lián)輸出，另外旁路切換模塊和控制單元也做成模塊單元，這樣整臺(tái)UPS就是一個(gè)個(gè)模塊疊加而成。模塊化UPS最大的特點(diǎn)是，功率部分很容易實(shí)現(xiàn)冗余功能，只要UPS帶載功率富余量大于單個(gè)模塊功率，UPS功率部分即可實(shí)現(xiàn)“N+1”冗余，從而提高UPS供電的可靠性。模塊化UPS還有個(gè)好處就是可用性高，當(dāng)某個(gè)模塊故障時(shí)，直接更換模塊，維修時(shí)間非常短，維修非常方便。另外，模塊化UPS還經(jīng)常提到“邊成長(zhǎng)邊投資”的模式，即用戶可以在初始建設(shè)時(shí)購(gòu)買較少的功率模塊，在業(yè)務(wù)增長(zhǎng)用戶設(shè)備增加后再購(gòu)買功率模塊進(jìn)行UPS擴(kuò)容。模塊化UPS的原理結(jié)構(gòu)圖如下：
在高頻機(jī)出現(xiàn)不久后，模塊化UPS就應(yīng)運(yùn)而生，模塊化UPS從理論上來說也是高頻機(jī)的一種，只是其結(jié)構(gòu)與普通高頻塔式機(jī)型差別較大。模塊化UPS對(duì)并聯(lián)控制技術(shù)要求比較高，早期的模塊化UPS故障率偏高，每次維修更換模塊成本不低，因此選擇模塊化UPS的用戶很少，不是市場(chǎng)的主流。但隨著并聯(lián)控制技術(shù)逐漸成熟，模塊化UPS可靠性逐漸提高，而其高效率和高可用性的特點(diǎn)逐漸被市場(chǎng)認(rèn)可，尤其是華為攜模塊化UPS重現(xiàn)UPS市場(chǎng)，迅速帶動(dòng)模塊化UPS高速發(fā)展，其市場(chǎng)占有率直線上升，特別是在IDC信息機(jī)房、金融等領(lǐng)域，已和高頻塔式機(jī)不分上下。
四、三種機(jī)型的比較
工頻機(jī)、高頻機(jī)、模塊化UPS三種機(jī)型各有各的特點(diǎn)，我們從成熟度高、可擴(kuò)展性、冗余性、整機(jī)效率、輸入諧波、PF指標(biāo)、占地面積、快速維修等多方面進(jìn)行比較：
把三種機(jī)型比較列表轉(zhuǎn)換成雷達(dá)圖，如下：
結(jié)束語(yǔ)：
工頻機(jī)、高頻機(jī)、模塊化機(jī)型是目前UPS市場(chǎng)上常見的三種機(jī)型，其各有各的特點(diǎn)，滿足不同類型的客戶。不同類型的用戶，有其自身的應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)及其負(fù)載特性，作為廠家我們站在客戶應(yīng)用的角度來選擇適合用戶的機(jī)型，而不是單純從技術(shù)層面看哪種機(jī)型技術(shù)先進(jìn)。UPS解決的是用電可靠性， 先進(jìn)不一定 合適。作為使用者，應(yīng)該從自身的角度，來選擇 方案，從而確定適合自己的UPS機(jī)型。
蓄電池是UPS的重要部件，在為UPS選用蓄電池時(shí)，合理的配置會(huì)提升UPS的整體性能、降低UPS的整體成本，在此簡(jiǎn)述選用鉛酸蓄電池的一些注意事項(xiàng)，使UPS與電池能夠達(dá)到優(yōu)化配置，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)所的需求。
一 鉛酸蓄電池種類的選擇
1 鉛酸蓄電池的種類及優(yōu)缺點(diǎn)[l1]
鉛酸蓄電池從制造結(jié)構(gòu)上分為兩類，第一類是開口電池（又稱富液電池），開口電池的電池板均浸泡在電解液中，反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣、氫氣從電池蓋的開口處逸出。開口電池優(yōu)點(diǎn)是①電池的外殼透明，能夠觀察到電池板、液體的工作狀況，便于及時(shí)深度維護(hù)，從而保證了高可靠性；②由于便于深度維護(hù)（加液、更換落后電池），保證了整個(gè)電池系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間服役，因而壽命長(zhǎng)，開口電池一般設(shè)計(jì)壽命20年[l2] ；③浮充電流小，運(yùn)營(yíng)成本低；缺點(diǎn)是：①需要專業(yè)的維護(hù)人員；②體積大，能量密度低；③需要通風(fēng)良好的專用電池室[l3] ；④由于有酸霧逸出，與其他電子設(shè)備適應(yīng)性較差。
對(duì)于可靠性要求高的場(chǎng)所，如核電廠核島一般都會(huì)選擇核級(jí)開口電池。
第二類是閥控式密封電池（又稱貧液式電池），閥控電池在電池蓋上裝有單向閥，電池內(nèi)部無(wú)游離酸，內(nèi)部反應(yīng)形成氧循環(huán)，正常運(yùn)行時(shí)，氣體不外泄。閥控電池又由于電解液的存在方式不同分為AGM和GEL兩種。兩類電池的優(yōu)缺點(diǎn)見如下比較表。
因此，AGM適合在溫度適宜、要求高功率放電的場(chǎng)合,而GEL適合于環(huán)境溫度變化較大，市電供電較差的場(chǎng)合。
二 蓄電池容量的選擇
蓄電池的容量不能簡(jiǎn)單以蓄電池的AH數(shù)來確定，因?yàn)橄嗤珹H數(shù)的蓄電池，不同的放電時(shí)間，表現(xiàn)出來的能力有很大的差異。
例如C&D 12-100 LBT蓄電池的容量C20=100AH，是指該電池在25攝氏度時(shí)，放電電流為5A，放到截止電壓為10.5V時(shí)停止，放電時(shí)間能達(dá)20H。即5A×20H=100AH。通過以上表述，可以清晰的看到通常意義上的C20為100AH，表明了這個(gè)電池的20小時(shí)小電流的放電能力，而UPS應(yīng)用往往是2小時(shí)內(nèi)的短時(shí)間、大電流放電，我們應(yīng)該關(guān)注每款電池短時(shí)間的放電能力。
C&D 12-100 LBT的C20=100AH,15分鐘放電能力為308.8瓦特；
C&D 12-370 DNT的C20=102AH,15分鐘放電能力為369.7瓦特；
相同都是100AH的電池，DNT電池15分鐘放電能力比普通電池高近20%。以300KVA的UPS后備15分鐘為例，需要LBT系列100AH電池140節(jié)，而DNT系列100AH電池僅需要114節(jié)，差異26節(jié)。
所以，為UPS選擇蓄電池容量，科學(xué)準(zhǔn)確的方式是恒功率計(jì)算方式
1.蓄電池容量計(jì)算公式
恒功率模型，即按照UPS負(fù)荷有功功率計(jì)算電池容量，計(jì)算方法如下：
第一步：根據(jù)如下公式求出業(yè)主需求的單體功率數(shù)Pdc
第二步：蓄電池在某截止電壓（例如1.75V）時(shí)的放電功率應(yīng)大于此Pdc;
2.蓄電池容量計(jì)算舉例
（1）UPS參數(shù)
UPS容量:
800KVA
負(fù)載率:
100%
輸出功率因數(shù):
0.8
逆變器效率:
0.95
串聯(lián)節(jié)數(shù):
38
并聯(lián)組數(shù):
4
單體截止電壓:
1.7V
運(yùn)行環(huán)境溫度:
25℃
（2）計(jì)算過程
滿足此用戶要求，每單體電池需要的直流功率是：
UPS和EPS的區(qū)別
（3）電池的選擇
電池型號(hào)為：C&D 12-775A DNT的電池，在25℃的環(huán)境溫度下運(yùn)行,截止電壓1.7V：
狀態(tài)一 #1：在15分鐘時(shí)放電功率為776W;
狀態(tài)二 #2：在20分鐘時(shí)放電功率為570W。
根據(jù)如下公式推算，該電池組的預(yù)計(jì)后備時(shí)間為
（4）計(jì)算結(jié)果
該800 kVA UPS 滿載配置C&D 12-775A DNT 電池共 38節(jié)×4組，運(yùn)行在25℃環(huán)境中，預(yù)計(jì)后備時(shí)間超過15分鐘。
3．蓄電池容量計(jì)算中注意事項(xiàng)
輸出功率因數(shù)、逆變器效率、串聯(lián)節(jié)數(shù)、截止電壓均由[l6] PS參數(shù)決定；負(fù)載率、環(huán)境溫度都是由 客戶決定。
如果環(huán)境溫度不是 25攝氏度，可根據(jù)如下公式折算（此公式適合15-30攝氏度計(jì)算）。
Ct=Ce× [1+K(t-25)]
- Ce—25攝氏度基準(zhǔn)溫度容量
- t--放電時(shí)環(huán)境溫度
- K--溫度系數(shù)（10h率K=0.006， 3h率K=0.008，1h率K=0.01）
例如一個(gè)100AH的電池，在15攝氏度環(huán)境下，在后備時(shí)間30分鐘情況下使用。
C=100 ×[1+0.01×(15-25)]=90AH
即這個(gè)電池在15攝氏，電池已經(jīng)折算為90AH，相應(yīng)的放電功率表里的數(shù)據(jù)也要乘以0.9。
總之，每個(gè)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)都有不同需求和客觀情況，多用型、長(zhǎng)壽命、高功率、前端子、深循環(huán)等越來越多種類的鉛酸蓄電池的應(yīng)用，將為每[l7] 位客戶打造個(gè)性化方案，提升關(guān)鍵設(shè)備電源系統(tǒng)的高性能及高可靠性。
