GB50052---1995《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的強(qiáng)制性條文規(guī)定:"一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷,,除由兩個(gè)電源供電外,,尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源。"柴油發(fā)電機(jī)組可以作為應(yīng)急電源,,但其反應(yīng)速度太慢,,要15,才能恢復(fù)供電,,這與現(xiàn)代化的通信及網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)流無(wú)法匹配,。因此,工程中的一些重要部門和系統(tǒng)必須考慮不間斷電源UPS供電,。
1.交流不間斷電源系統(tǒng)供電
在下列情況下應(yīng)設(shè)計(jì)并采用交流不間斷電源系統(tǒng)供電:
(1)對(duì)供電可靠性要求較高,,采用備用電源自動(dòng)投人方式或柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)急自啟動(dòng)方式等仍不能滿足要求時(shí)。
(2)一般穩(wěn)壓穩(wěn)頻設(shè)備不能滿足要求時(shí),。
(3)需要保證順序斷電安全停機(jī)時(shí),。
(4)電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制時(shí)。
(5)電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行時(shí),。
計(jì)算機(jī)設(shè)備對(duì)電源要求質(zhì)量較高,,不僅要求采用不間斷供電系統(tǒng),而且要求電源電壓波動(dòng)在一定范圍以內(nèi)才能正常工作,。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備要求電源電壓的波動(dòng)在±5%以內(nèi),。
2.UPS的特性
UPS是一種高質(zhì)量、高可靠性的獨(dú)立電源,,是一種蓄電池靜止型不間斷供電裝置,。它由整流器、逆變器,、交流靜態(tài)開關(guān)和蓄電池組組成,。平時(shí),市電經(jīng)整流器變?yōu)橹绷鲗?duì)蓄電池浮充電,,同時(shí)經(jīng)逆變器輸出高質(zhì)量的交流凈化電源供重要負(fù)載,,使其不受市電的電壓,、頻率、諧波干擾,。當(dāng)市電因故停電時(shí),,系統(tǒng)自動(dòng)切換到蓄電池組,蓄電池放電,,經(jīng)逆變器對(duì)重要負(fù)荷供電,。
UPS的不間斷特性體現(xiàn)在其"同步切換"工作程序上,當(dāng)市電與逆變器進(jìn)行切換時(shí),,其控制系統(tǒng)會(huì)適時(shí)地檢測(cè)市電的同步范圍,,在市電不超限時(shí),逆變器實(shí)現(xiàn)"先通后斷"的供電,,從而保證了供電系統(tǒng)的"無(wú)間斷切換",。
市場(chǎng)上的UPS產(chǎn)品,其容量規(guī)格大致有0.25,、0.4,、0.6、1,、2,、3、4,、5,、10、15,、20,、40、60,、80,、100、120,、160,、200、300,、400,、500、600,、800,、1000kV A等,并巳形成系列化產(chǎn)品。一般都經(jīng)IS0g00l國(guó)際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證,、UL安全標(biāo)準(zhǔn)及CE抗電磁干擾認(rèn)證和標(biāo)記,。多數(shù)采用了PWM脈寬調(diào)頻技術(shù)、PIGBT高效功率器件,、微處理器主/從控制技術(shù)等,,可雙機(jī)或多機(jī)并聯(lián)。具備電池測(cè)試維護(hù),、微機(jī)監(jiān)控元人值守,、可遠(yuǎn)程通信等功能;在機(jī)器構(gòu)成上,元器件標(biāo)準(zhǔn)化,、模塊化,、互換性好;有寬電壓輸入、高效率輸出,、過(guò)載能力強(qiáng)等優(yōu)良性能,。
3.UPS的供電方式
UPS電源的工作方式根據(jù)用電設(shè)備對(duì)供電可靠性和連續(xù)性的要求可分為單一式、并聯(lián)式,、冗余式和并聯(lián)冗余式等方式;根據(jù)用電設(shè)備對(duì)供電可靠性和管理方便的要求也可分為分散式,、集中式、分散與集中相結(jié)合三種方式,。分散式UPS供電采用的設(shè)備容量都比較小,,支持時(shí)間較短,適合用于一些辦公區(qū)和控制室;集中式UPS供電適合一些要求支持時(shí)間較長(zhǎng)和較大型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房等,。應(yīng)當(dāng)根據(jù)甲方需求來(lái)確定采用哪種UPS的供電方式和容量。集中設(shè)置的UPS電源容量的統(tǒng)計(jì)需由設(shè)計(jì)方與業(yè)主密切配合,,并考慮所選UPS產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換效率,。尤其是功率較大時(shí),UPS轉(zhuǎn)換效率非常重要,,效率高就可節(jié)省初期投資和長(zhǎng)期能源損耗的費(fèi)用,。
一般情況下,機(jī)房供電采用市電十UPS后備電池相結(jié)合的方式較多,。正常情況下,,市電通過(guò)UPS穩(wěn)頻穩(wěn)壓后給計(jì)算機(jī)設(shè)備供電,保證計(jì)算機(jī)設(shè)備的電能質(zhì)量;當(dāng)市電停電時(shí),,后備電池通過(guò)UPS逆變后給計(jì)算機(jī)設(shè)備供電,,保證計(jì)算機(jī)設(shè)備的電源。市電與UPS后備電池間通過(guò)靜電轉(zhuǎn)換開關(guān)切換,,確保計(jì)算機(jī)設(shè)備無(wú)瞬間斷電,。
UPS供電為集中方式時(shí),還應(yīng)充分考慮UPS機(jī)房的設(shè)備布置、饋線的鋪設(shè),、主機(jī)柜的散熱和整個(gè)機(jī)房的降噪措施等;對(duì)于分散式UPS供電,,分散在各處的UPS容量都很小,上述問(wèn)題可不予考慮,。但是,,UPS電源都應(yīng)引自雙電源末端互投配電柜(箱)的出線回路,不能從普通插座接引,。
設(shè)計(jì)UPS供電方案時(shí),,針對(duì)分散在各處的重要控制室,在保證雙電源末端自投的一級(jí)供電模式下,,采用分散式小型UPS電源作為后備供電也很實(shí)用,。
4.盡量避免過(guò)電流充電
過(guò)電流充電易造成電池內(nèi)部的正負(fù)極板彎曲,使極板表面的活性物質(zhì)脫落,,造成電池可供使用容量下降,,情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成電池內(nèi)部極板短路而損壞。
5.盡量避免蓄電池過(guò)電壓充電
過(guò)電壓充電往往會(huì)造成蓄電池電解液所含的水被電解分離成氫氣和氧氣而逸出,,從而使電池使用壽命縮短,。
6.更換活性下降、內(nèi)阻過(guò)大的電池
(1)隨著UPS電源使用時(shí)間的延長(zhǎng),,總有部分電池的充放電特性會(huì)逐漸變壞,,端電壓明顯下降,這種電池的性能不可能再依靠UPS電源內(nèi)部的充電電路來(lái)解決,,繼續(xù)使用會(huì)存在隱患,,應(yīng)及時(shí)更換。
(2)由于蓄電池內(nèi)阻增大,,當(dāng)用正常的充電電壓對(duì)電池進(jìn)行充電已不能使蓄電池恢復(fù)其充電特性時(shí)應(yīng)及時(shí)更換,。電池的內(nèi)阻一般在10--30mn,如果電池的內(nèi)阻超過(guò)200m巴則將不足以維持UPS的正常運(yùn)行,,對(duì)內(nèi)阻偏大的電池必須更換,。
7.避免新舊蓄電池混用或新舊電池混合充電
由于新電池的內(nèi)阻都比較小,而舊電池的內(nèi)阻都有不同程度的增大,,當(dāng)新舊電池混合在一起充電時(shí),,由于舊電池的內(nèi)阻大,分壓會(huì)相對(duì)偏大,,極容易造成過(guò)電壓充電現(xiàn)象;而對(duì)于新電池,,內(nèi)阻較小,充電電壓小但電流偏大,,又容易造成過(guò)電流現(xiàn)象,,所以在充放電過(guò)程中應(yīng)避免新舊電池混充,。
8.蓄電池的使用環(huán)境
電池的使用壽命與環(huán)境溫度密切相關(guān),電池處于較低溫度時(shí),,蓄電池中的鋅板容易粉化,,失去蓄電性能,造成永久性損壞;溫度過(guò)高時(shí),,電池的容量也會(huì)下降,,情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成永久性損壞。根據(jù)電池生產(chǎn)廠家的技術(shù)規(guī)范,,電池的最佳使用溫度是2~25℃,,在該溫度范圍使用,可延長(zhǎng)電池的使用壽命,。
總之,,做好UPS蓄電池的維護(hù)工作,可以減少UPS的故障,,提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,。通過(guò)對(duì)電池的維護(hù)可以提高電池的使用壽命。