綠色通道蓄電池（中國(guó)）有限公司

應(yīng)用到越來越多的大功率UPS，由于要控制UPS所用蓄電池的量，大功率UPS的延時(shí)時(shí)間基本上都是15-30分鐘，這樣就需要匹配發(fā)電機(jī)組，為設(shè)備提供持續(xù)的*的電源。基于如上原因，就要面對(duì)大功率UPS和發(fā)電機(jī)組的匹配和兼容問題，下面UPS電源廠家就詳細(xì)的介紹一下：

1、發(fā)電機(jī)組和UPS之間的配合問題

不間斷電源系統(tǒng)的制造商和用戶很早就已經(jīng)注意到發(fā)電機(jī)組和UPS之間的配合問題，特別是由整流器產(chǎn)生的電流諧波對(duì)供電系統(tǒng)如發(fā)電機(jī)組的電壓調(diào)節(jié)器、UPS的同步電路產(chǎn)生的不良影響非常明顯。因此，UPS系統(tǒng)工程師們?cè)O(shè)計(jì)了輸入濾波器并把其應(yīng)用到UPS中，成功地在UPS應(yīng)用中控制了電流諧波。這些濾波器對(duì)UPS與發(fā)電機(jī)組的兼容性起到了關(guān)鍵作用。

事實(shí)上所有的輸入濾波器都使用電容器和電感來吸收UPS輸入端變的百分比。大多數(shù)濾波器的另一個(gè)益處是提高帶載UPS的輸入功率因數(shù)。然而輸入濾波器的應(yīng)用帶來的另一個(gè)后果是使UPS整體效率降低。大多數(shù)濾波器消耗1%左右的UPS功率。輸入濾波器的設(shè)計(jì)一直在有利和不利因素之間尋求平衡。

為了盡可能提高UPS系統(tǒng)的效率，近期UPS工程師在輸入濾波器的功耗方面做了改進(jìn)。濾波器效率的提高，從很大程度上取決于將IGBT(緣門級(jí)晶體管)技術(shù)應(yīng)用到UPS設(shè)計(jì)中。IGBT逆變器的高效率導(dǎo)致了對(duì)UPS的重新設(shè)計(jì)。輸入濾波器可以吸收某些電流諧波，同時(shí)吸收很小一部分有功功率?？傊瑸V波器中感性因素對(duì)容性因素的比率降低了，UPS的體積變小了，效率提高了。在UPS領(lǐng)域的事情好像得以解決了，然而新問題是UPS與發(fā)電機(jī)的兼容性又出現(xiàn)了，替代了老問題。
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2、功率因數(shù)的問題

通常，人們把注意力放在UPS電源滿載或接近滿載情況下的工作狀態(tài)。大多數(shù)工程師都能表述滿載情況下的UPS工作特性，特別是輸入濾波器的特性，然而很少有人對(duì)濾波器在空載或接近空載時(shí)的狀況感興趣。畢竟UPS及其電氣系統(tǒng)在輕載狀態(tài)下的電流諧波影響很小。然而，UPS空載時(shí)的工作參數(shù)，特別是輸入功率因數(shù)對(duì)于UPS與發(fā)電機(jī)的兼容性相當(dāng)重要。

設(shè)計(jì)的輸入濾波器，在減少電流諧波及提高滿載情況下的功率因數(shù)方面有了較好的效果。但是在空載或很小負(fù)載情況下卻衍生出一個(gè)電容性超前的極低的功率因數(shù)，特別是那些為了滿足5%大電流失真度的濾波器。一般情況下，當(dāng)負(fù)載低于25%時(shí)大多數(shù)UPS系統(tǒng)的輸入濾波器會(huì)導(dǎo)致明顯的功率因數(shù)降低。盡管如此，輸入功率因數(shù)卻很少會(huì)低于30%，有些新的系統(tǒng)甚已達(dá)到空載功率因數(shù)低于2%，接近于理想的容性負(fù)載。

這種情況不影響UPS電源輸出和關(guān)鍵負(fù)載，市電變壓器和輸配電系統(tǒng)也不受影響。但發(fā)電機(jī)就不同了，有經(jīng)驗(yàn)的發(fā)電機(jī)工程師知道：發(fā)電機(jī)帶大容性負(fù)載時(shí)工作會(huì)不正常，當(dāng)接入較低功率因數(shù)負(fù)載，典型的低于15%～20%容性時(shí)，由于系統(tǒng)失調(diào)，可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)停機(jī)。在市電停電后出現(xiàn)這種停機(jī)?應(yīng)急發(fā)電機(jī)系統(tǒng)帶動(dòng)UPS系統(tǒng)負(fù)載將造成災(zāi)難性事故。由于下述兩種原因停機(jī)給關(guān)鍵負(fù)載帶來危險(xiǎn)：發(fā)電機(jī)需要手動(dòng)重啟，并且必須在UPS電池放電結(jié)束前;第二，在停機(jī)前發(fā)電機(jī)可能引起系統(tǒng)的”過壓”，它可能損壞電話設(shè)備、火警系統(tǒng)、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)甚UPS模塊。更糟糕的是，在事故發(fā)生后，很難區(qū)分責(zé)任，找出問題所在并予以糾正。UPS廠商說UPS系統(tǒng)測(cè)試完好，并指出其它地方相同的設(shè)備沒有發(fā)生類似問題。發(fā)電機(jī)廠商說是負(fù)載的問題，無法調(diào)整發(fā)電機(jī)來解決問題。同時(shí)，用戶工程師則說明他的規(guī)格要求，希望兩個(gè)廠商相互兼容。要了解為何會(huì)發(fā)生事故及如何避免(或如何在關(guān)鍵應(yīng)用中找出解決方案)，先需要了解發(fā)電機(jī)與負(fù)載的工作關(guān)系。

2.1發(fā)電機(jī)與負(fù)載

發(fā)電機(jī)依靠電壓調(diào)節(jié)器控制輸出電壓。電壓調(diào)節(jié)器檢測(cè)三相輸出電壓，以其平均值與要求的電壓值相比較。調(diào)節(jié)器從發(fā)電機(jī)內(nèi)部的輔助電源取得能量，通常是與主發(fā)電機(jī)同軸的小發(fā)電機(jī)，傳送DC電源給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)激勵(lì)線圈。線圈電流上升或下降，控制發(fā)電機(jī)定子線圈的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)或稱為電動(dòng)勢(shì)EMF的大小。定子線圈的磁通量決定發(fā)電機(jī)的輸出電壓。

發(fā)電機(jī)定子線圈的內(nèi)阻以Z表示，包括感性和阻性部分;由轉(zhuǎn)子勵(lì)磁線圈控制的發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)用交流電壓源以E表示。假設(shè)負(fù)載是純感性的，在向量圖中電流I滯后電壓U正好90°電相位角。如果負(fù)載是純阻性的，U和I的矢量將重合或同相。實(shí)際上多數(shù)負(fù)載介于純阻性和純感性之間。電流通過定子線圈引起的電壓降用電壓矢量I×Z表示。它實(shí)際上是兩個(gè)較小的電壓矢量之和，與I同相的電阻壓降和超前90°的電感壓降。在本例中，它恰好與U同相。因?yàn)殡妱?dòng)勢(shì)必須等于發(fā)電機(jī)內(nèi)阻的電壓降和輸出電壓之和，即矢量E=U和I×Z的矢量和。電壓調(diào)節(jié)器改變E可以有效地控制電壓U。

現(xiàn)在考慮用純?nèi)菪载?fù)載代替純感性負(fù)載時(shí)，發(fā)電機(jī)的內(nèi)部情況會(huì)發(fā)生什么變化。這時(shí)的電流和感性負(fù)載時(shí)正好相反。電流I現(xiàn)在超前電壓矢量U，內(nèi)阻電壓降矢量I×Z，也正好反相。則U和I×Z的矢量和小于U。

由于和感性負(fù)載時(shí)相同的電動(dòng)勢(shì)E在容性負(fù)載時(shí)產(chǎn)生了較高的發(fā)電機(jī)輸出電壓U，所以電壓調(diào)節(jié)器必須明顯地減小旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。實(shí)際上，電壓調(diào)節(jié)器可能沒有足夠的范圍來*調(diào)節(jié)輸出電壓。所有發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子在一個(gè)方向連續(xù)勵(lì)磁含有磁場(chǎng)，即使電壓調(diào)節(jié)器全關(guān)，轉(zhuǎn)子仍有足夠的磁場(chǎng)對(duì)電容負(fù)載充電并產(chǎn)生電壓，這種現(xiàn)象稱為”自激”。自激的結(jié)果是過壓或者是電壓調(diào)節(jié)器關(guān)機(jī)，發(fā)電機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)則認(rèn)為是電壓調(diào)節(jié)器故障(即”失勵(lì)”)。這任一種情況都會(huì)引起發(fā)電機(jī)停機(jī)。發(fā)電機(jī)輸出端所接的負(fù)載，可能是立的，也可能是并聯(lián)的，決定于自動(dòng)切換柜工作的定時(shí)和設(shè)置。在某些應(yīng)用中，停電時(shí)UPS系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)接入的一個(gè)負(fù)載。在其它情況下，UPS電源和機(jī)械負(fù)載同時(shí)接入。機(jī)械負(fù)載通常有啟動(dòng)接觸器，停電后重新閉合需要一定時(shí)間，補(bǔ)償U(kuò)PS輸入濾波電容器的感性電動(dòng)機(jī)負(fù)載要有延時(shí)。UPS電源本身有一段時(shí)間稱為”軟啟動(dòng)”周期，將負(fù)載從電池轉(zhuǎn)向發(fā)電機(jī)，使其輸入功率因數(shù)提高。然而，UPS的輸入濾波器并不參與軟啟動(dòng)過程，他們連接在UPS的輸入端是UPS的一部分，因此，在某些情況下，停電時(shí)先接到發(fā)電機(jī)輸出端的主要負(fù)載是UPS的輸入濾波器，它們是高容性的(有時(shí)是純?nèi)菪缘?。

解決這一問題的方法很明顯要用功率因數(shù)校正。這有多種方法可以實(shí)現(xiàn)，大致如下：

安裝自動(dòng)切換柜，使電動(dòng)機(jī)負(fù)載先于UPS接入。某些切換柜可能不能實(shí)現(xiàn)這種方法。另外，在維護(hù)時(shí)，工廠工程師可能需要單調(diào)試UPS和發(fā)電機(jī)。

增加一個(gè)性反應(yīng)電抗來補(bǔ)償容性負(fù)載，通常使用并聯(lián)纏繞電抗器，接在E-G或發(fā)電機(jī)輸出并聯(lián)板上。這是很容易實(shí)現(xiàn)的，而且成本較低。但是無論在高負(fù)載還是在低負(fù)載的情況下，電抗器總是在吸收電流并影響負(fù)載功率因數(shù)。而且不論UPS的數(shù)量多少，電抗器的數(shù)量總是固定的。

在每一臺(tái)UPS電源中加裝感性電抗器，正好補(bǔ)償U(kuò)PS的容抗。在低負(fù)載情況下由接觸器(選件)控制電抗器的投入。此方法電抗器較，但數(shù)量較大且安裝和控制的成本高。

在濾波電容前安裝接觸器，在低負(fù)載時(shí)斷開。由于接觸器的時(shí)間必須，控制比較復(fù)雜，只能在工廠安裝。

哪一種方法是的，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況和設(shè)備的性能來確定。

2.2共振問題

電容自激問題可能被其他電氣狀態(tài)所加重或掩蓋，如串聯(lián)共振。當(dāng)發(fā)電機(jī)的感抗的歐姆值和輸入濾波器容抗的歐姆值相互拉近，并且系統(tǒng)的電阻值較小時(shí)將產(chǎn)生振蕩，電壓可能超出電力系統(tǒng)的額定值。新近設(shè)計(jì)的UPS系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上為100%的電容性輸入阻抗。一臺(tái)500kVA的UPS可能有150kvar的電容和接近于0的功率因數(shù)。并聯(lián)電感、串聯(lián)扼流圈和輸入隔離變壓器是UPS的常規(guī)部件，這些部件都是感性的。事實(shí)上他們和濾波器的電容一起使UPS總體表現(xiàn)為容性，可能在UPS內(nèi)部已經(jīng)存在一些振蕩。加上連到UPS的輸電線的電容特性，整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性大為提高，超出了一般工程師所能分析的范圍。

近來在關(guān)鍵應(yīng)用中兩個(gè)附加因素使得這些問題更普遍。先，根據(jù)用戶高可靠數(shù)據(jù)處理的要求，計(jì)算機(jī)設(shè)備廠商在其設(shè)備中更多地提供冗余電源輸入?，F(xiàn)在典型的計(jì)算機(jī)柜都帶有兩個(gè)或更多電源線。其次，設(shè)備經(jīng)理要求系統(tǒng)支持在線維護(hù)，他們希望在UPS關(guān)機(jī)維護(hù)時(shí)關(guān)鍵負(fù)載也有保護(hù)。這兩個(gè)因素使得典型數(shù)據(jù)中心UPS電源的安裝數(shù)量增加，每臺(tái)UPS的負(fù)載容量減少。但是發(fā)電機(jī)的增加沒有與UPS保持一致。

用領(lǐng)域：電信、通用應(yīng)用、不間斷電源（UPS）、其他浮充應(yīng)用

電池規(guī)格：工作溫度范圍

放電：-40℃到71℃，充電：-23℃到60℃（應(yīng)用溫度補(bǔ)償后的電壓充電）

推薦的工作溫度范圍：23℃到27℃

ATA蓄電池LC-R系列：

型號(hào)

20小時(shí)率

尺寸（毫米）mm

參考重量（kg）

容量

長(zhǎng)l

寬w

高h(yuǎn)

LC-R124.5

4.5ah

90±1

70±1

106±1

1.65kg

LC-R127

7ah

151±1

65±1

94±1

2.4kg

LC-R1224

24ah

166±1

125±1

175±1

8.5   kg

LC-R1238

38ah

197±1

165±1

170±1

13.8   kg

LC-R1265

65ah

350±1

167±1

178±1

21kg

LC-R12100

100ah

330±1

172±1

220±1

26kg

LC-R12150

150ah

485±1

171±1

241±1

50kg

LC-R12200

200ah

520±1

240±1

224±1

65kg

.蓄電池的正確使用和維護(hù)主要有以下7點(diǎn):

1、檢查蓄電池在支架上的固定螺栓是否擰緊,安裝不牢靠會(huì)因行車震動(dòng)而引起殼體損壞。另外不要將金屬物放在蓄電池上以防短路。

2、時(shí)常查看極柱和接線頭連接得是否可靠。為防止接線柱氧化可以涂抹凡士林等保護(hù)劑。

3、不可用直接打火(短路試驗(yàn))的方法檢查蓄電池的電量這樣會(huì)對(duì)蓄電池造成損害。

4、普通鉛酸蓄電池要注意定期添加蒸餾水。干荷蓄電池在使用之前適當(dāng)充電。于可加水的免維護(hù)蓄電池并不是不能維護(hù)適當(dāng)查看必要時(shí)補(bǔ)充蒸餾水有助于延長(zhǎng)使用壽命。

5、蓄電池蓋上的氣孔應(yīng)通暢。蓄電池在充電時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量氣泡若通氣孔被堵塞使氣體不能逸出當(dāng)壓力增大到一定的程度后就會(huì)造成蓄電池殼體炸裂。

6、在蓄電池極柱和蓋的周圍常會(huì)有黃白色的糊狀物,這是因?yàn)榱蛩岣g了根柱、線卡、固定架等造成的。這些物質(zhì)的電阻很大，要及時(shí) 。

7、當(dāng)需要用兩塊蓄電池串聯(lián)使用時(shí)蓄電池的容量相等。否則會(huì)影響蓄電池的使用壽命。

蓄電池使用環(huán)境：

⑴避免將電池與金屬容器直接接觸，應(yīng)采用防酸和阻熱材料，否則會(huì)引起冒煙或燃燒。

⑵使用的充電器在的條件下充電，否則可能會(huì)引起電池過熱、放氣、泄露、燃燒或破裂。

⑶不要將電池安裝在密封的設(shè)備里，否則可能會(huì)使設(shè)備浦破裂。

⑷將電池使用在醫(yī)護(hù)設(shè)備中時(shí)，請(qǐng)安裝主電源外的后備電源，否則主電源失效會(huì)引起傷害。

⑸將電池放在遠(yuǎn)離能產(chǎn)生火花設(shè)備的地方，否則火花可能會(huì)引起電池冒煙或破裂。

⑹不要將電池放在熱源附近（如變壓器），否則會(huì)引起電池過熱、泄漏、燃燒或破裂。

⑺應(yīng)用中電池?cái)?shù)目超過一只時(shí)，請(qǐng)確保電池間連接無誤，且與充電器或負(fù)載連接無誤，否則會(huì)引起電池破裂、燃燒或電池?fù)p害，某些情況下還會(huì)傷人。ATA蓄電池LC-R系列

⑻特別注意別讓電池砸在腳上。ATA蓄電池LC-R系列

⑼電池的使用范圍如下。超出此范圍可能會(huì)引起電池?fù)p害。

電池的正常操作范圍為：（25℃）ATA蓄電池LC-R系列

電池放電后（裝在設(shè)備中）：到(-15℃到50℃）

充電后：到(0℃到40℃）ATA蓄電池LC-R系列

儲(chǔ)存中：到（-15℃到40℃）

⑽不要將裝在機(jī)車上的電池放在高溫下、直射陽(yáng)光中、火爐或火前，否則可能會(huì)造成電池泄漏、起火或破裂。

⑾不要在充滿灰塵的地方使用電池，可能會(huì)引起電池短路。在多塵環(huán)境中使用電池時(shí)，應(yīng)定期檢查電池。

蓄電池運(yùn)行檢查和記錄ATA蓄電池LC-R系列

⒈電池投入運(yùn)行后，應(yīng)少每季測(cè)量浮充電壓和開路電壓一次，并作記錄：每個(gè)單體電池浮充電壓或開路電壓值；

⒉蓄電池系統(tǒng)的端電壓（總壓）；ATA蓄電池LC-R系列

⒊環(huán)境溫度。

⒋每年應(yīng)檢查一次連接導(dǎo)線是否有松動(dòng)和腐蝕污染現(xiàn)象，松動(dòng)的導(dǎo)線必須及時(shí)擰緊，腐蝕污染的接頭應(yīng)及時(shí)作清潔處理。

⒌運(yùn)行中，如發(fā)現(xiàn)以下異常情況，應(yīng)及時(shí)查找故障原因，并更換故障的蓄電池：

⒍電壓異常；

⒎物理性損傷（殼、蓋有裂紋或變形）； ⒏電池液泄漏；

⒐溫度異常。

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