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UPS電源的鴻貝蓄電池特點
設備的可靠性與多種因素有關，包括電路研制定型水平、技術人員技術水平和經(jīng)驗、器件選用差別、生產(chǎn)工藝水平、質(zhì)量管理流程等。電路結(jié)構(gòu)變化有個技術成熟的過程，當然還包括所選用的器件性能和可靠性對新電路結(jié)構(gòu)的適應能力。
設備的可靠性與多種因素有關，包括電路研制定型水平、技術人員技術水平和經(jīng)驗、器件選用差別、生產(chǎn)工藝水平、質(zhì)量管理流程等。電路結(jié)構(gòu)變化有個技術成熟的過程，當然還包括所選用的器件性能和可靠性對新電路結(jié)構(gòu)的適應能力。所以說電路結(jié)構(gòu)的變化對設備可靠性是有影響的，影響大小最終取決于電路技術成熟程度和器件水平這兩個因素。
1、技術成熟是毋庸置疑
無變壓器UPS采用的新技術主要有兩點:一是AC/DC高頻整流(PFC)技術；二是輸出半橋逆變技術。這兩項技術產(chǎn)生由來已久，已成為電力電子設備的經(jīng)典技術，應用也非常廣泛，所以技術成熟程度是毋庸置疑的。雖然把這兩項技術集成起來用于無變壓器UPS中僅是最近十年的事情，因電路定型水平和參數(shù)選擇的差異也可能存在設備可靠性問題，但出現(xiàn)可靠性的根本原因卻不是電路結(jié)構(gòu)和新技術的應用造成的。
2、當前器件性能水平完全能夠滿足新電路結(jié)構(gòu)提出的更高要求
在無變壓器UPS中，對器件性能要求高的環(huán)節(jié)主要是半橋式逆變器，而關鍵的參數(shù)又是功率開關器件IGBT的耐壓(UCES)和輸出電流(有效值和峰值)能力，IGBT的輸出能力完全可以滿足400～500kVA的大功率無輸出變壓器UPS。
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值得注意的是，在無變壓器UPS的半橋逆變電路中，輸出電壓是由±400V直流母線電壓直接形成的，輸入電流有效值等于輸出電流有效值。而傳統(tǒng)的帶變壓器UPS是通過輸出變壓器升壓形成的，在升壓比為1:1.9或1:1.78時，同時考慮三角形/星形接法輸出電流有效值是輸入有效值的1.73倍，所以全橋逆變器輸入電流有效值是輸出電流有效值的1.9/1.73=1.1(或1.78/1.73=1.03)倍。數(shù)據(jù)說明，對同樣輸出功率的UPS，無輸出變壓器UPS對IGBT的電流輸出能力的要求并不比傳統(tǒng)的帶輸出變壓器UPS高。也就是說，從IGBT地電流輸出能力來看，能做多大功率的帶輸出變壓器UPS，就可以做多大輸出功率的無輸出變壓器UPS。
與帶輸出變壓器UPS相比，無輸出變壓器UPS的逆變器對IGBT的耐壓提出了更高的要求。在帶輸出變壓器UPS的全橋逆變器中，IGBT的耐壓就是直流母線電壓，一般為400多伏，而在無輸出變壓器UPS地輸出半橋逆變器中，直流母線電壓是±400V，要求IGBT的耐壓要大于800V。雖然當前的器件耐壓1200V已不成問題，但此要求不僅僅是靜態(tài)耐壓問題，更嚴重的是IGBT地開關電壓變化率(du/dt)和開關損耗問題，因而這是電路設計和器件選擇時必須重視和解決的問題。
3、輸出隔直流問題
由于控制環(huán)節(jié)故障使一個IGBT連續(xù)導通時，或在一個IGBT或二極管短路的情況下，400V直流母線電壓會直接輸出到負載端(此時電感變成阻抗很小地導線)。單相負載輸入整流后地直流母線額定電壓是311V，考慮負載允許輸入地+15%地上限，直流母線額定電壓是357V，并聯(lián)在整流電路輸出端地濾波電容耐壓通常是400V。當UPS發(fā)生這種故障時輸出直流電壓會接近400V，濾波電容和DC/DC變換器都會因輸入電壓過高而受到影響。
出現(xiàn)這種情況在理論上是有可能的。然而，如果出現(xiàn)這一危險情況，即使缺少了專門的直流分量檢測電路(例如，檢測電路故障或參數(shù)漂移等)，也可以根據(jù)從另一個IGBT收到的驅(qū)動信號得知，直流電壓可能發(fā)生短路，從而立即終止逆變器的工作，同時斷開逆變器與后面負載的連接。通常逆變器的輸出端配備有一個靜態(tài)旁路開關，它可在逆變器停止工作時迅速將負載切換到旁路市電供電，以保證負載供電的持續(xù)進行。逆變器保護和轉(zhuǎn)旁路供電地動作時間很短，可在輸出電壓上升過程中完成，因而不會對負載安全造成影響。在大量設備的實際運行中，這種故障幾乎沒有出現(xiàn)過。
4、無輸出變壓器UPS的可靠性指標
如果不知道平均故障間隔時間MTBF，或者廠商提供的MTBF數(shù)據(jù)不可信的話，那么可用UPS的效率和輸出能力各項指標來衡量其可靠性，這些指標包括整機工作效率、輸出過載能力、輸出電流峰值系數(shù)、啟動負載時輸出電流浪涌系數(shù)和負載功率因數(shù)等。
無輸出變壓器UPS的輸出能力和可靠性指標與傳統(tǒng)帶輸出變壓器UPS一樣，都達到了很高的水平？煽啃砸巡辉偈菬o輸出變壓器UPS設備的關鍵問題。
UPS鴻貝蓄電池容量的簡便計算方法
UPS鴻貝蓄電池容量的簡便計算方法 在用戶和廠商的交流中,常常提到這樣的情況:根據(jù)UPS的輸出容量和所要求的后備時間,需快速、粗略地給出相關電池的配置。此時可用UPS蓄電池容量的簡便計算方法迅速做出。
1、對于109Ah?塊/kVA設計壽命10年的UPS電池容量的算法
使用時按下列公式計算:
所需蓄電池容量(Ah)= UPS容量(KVA)×109(Ah.塊)/KVA/每組電池塊數(shù)
例如:一臺120kVA的UPS,每組電池32塊,要求后備時間60min(即1h)。則所需電池容量為
120kVA×109Ah?塊/kVA=13080Ah?塊,13080Ah?塊/32塊=409(Ah),即可選12V,100Ah電池4組(32塊/組)。注意:實際后備時間不足60min(欠缺一點)。
如果每組33塊,則13080/33=396Ah,同樣可選12V、100Ah電池4組(33塊/組)。注意:實際后備時間超過60min(超出一點)。
如果要求后備時間為30min,則109×120=13080Ah?塊,13080/32=409Ah,409/2=205Ah。
由于電池的放電功率與放電時間不是線性的,即不能只簡單除以2,還需乘以修正系數(shù),見表1,因此205×1.23=252Ah。即可選12V、65Ah電池4組(32塊/組)。注意:實際后備時間超過30min(超出一點)。
如果要求后備時間20min,則409/3=136Ah,還需乘以修正系數(shù),見表1,136×1.41=192Ah,即可選12V、65Ah電池3組(32塊/組)。注意:實際后備時間超過20min(超出一點)。
其它情況,以此類推。
2、對于126Ah?塊/kVA設計壽命五年的UPS電池容量的算法
計算方法和需乘以修正系數(shù)與前述完全一樣,只是要把上式中的109換成126。
如果計算時間是一小時以上,要在按上述計算后再除以一個修正系數(shù)。
例如:前例的后備時間是3h,則109×120=13080Ah?塊，13080/32=409Ah，409×3=1227Ah;還需除一個修正系數(shù)，1227/1.25=982Ah。
按照能量守恒原理,以上方法對于三相/單相或單相/單相UPS是一樣的。如APC的秀康UPS,需正負兩組(32塊/組)電池,計算方法是一樣的。注意“安時?塊”的概念。
一般中大功率的UPS所配每組電池都是32塊;電池并聯(lián)數(shù)最好不要超過4組,以免影響電池組的均流和充電效果。
由上述可見,一般來說,只要記住109(或126)和1.23這三個數(shù)字就夠用了。
以上是快捷的粗算,不很精確。要想得到精確的結(jié)果,應參照電池廠家給出的復華蓄電池放電特性。
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閥控式密封鴻貝蓄電池的安裝使用
（1）鴻貝蓄電池在浮充狀態(tài)時也是長期運行狀態(tài)，其目的就是要保持蓄電池經(jīng)常處于充分充滿狀態(tài)，但又不能過充電。閥控式密封蓄電池在正常運行狀態(tài)下，安全閥不應開啟，不應有酸霧逸出。
（2）閥控式密封CGB電池的板柵合金、電解液的密度與防酸隔爆式電池均不同，所以其浮充電壓一般較防酸隔爆式電池高，而防酸隔爆式電池為保持電解液的密度梯度小，需要定期進行均衡充電，故兩種電流不能并聯(lián)運行。
（3）閥控式密封蓄電池在運行中為了使電解液上下比較均勻地吸附在隔膜中，在安裝時應根據(jù)極板的幾何形狀放置，長極板的易臥放，短極板的易立放。
（4）AGM型閥控式密封蓄電池采用吸液率很高的超細玻璃纖維做隔板，為縮短氧離子從正極板到負極板的距離，均采用緊裝配，所以密封蓄電池在運行過程中釋放出的熱量不宜散失，在安裝布放和運行時應充分考慮蓄電池的散熱問題。為使電池經(jīng)常處于充滿狀態(tài)和延長電池的使用壽命，整流設備應根據(jù)溫度的變化實時調(diào)節(jié)電池的浮充電壓。
（5）閥控式密封CGB蓄電池基本上是不可維修的，但也可商榷在必要時打開閥門、灌注蒸餾水的問題。
（6）超過1000Ah的大容量電池一般是采用幾個單體電池并聯(lián)而組成的，有的是內(nèi)并聯(lián)，有的是外并聯(lián)，從運行和維護的角度出發(fā)，宜采用外并聯(lián)方式。
（7）由于防酸隔爆型蓄電池有很多優(yōu)點，因此在有電池室的情況下仍可以考慮采用。
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