重庆艾默生UPS电源

重庆艾默生UPS电源

艾默生UPS不间断电源的供电方式

 
艾默生UPS电源的工作方式根据用电设备对供电可靠性和连续性的要求可分为单一式、并联式、冗余式和并联冗余式等方式;根据用电设备对供电可靠性和管理方便的要求也可分为分散式、集中式、分散与集中相结合三种方式。分散式艾默生UPS供电采用的设备容量都比较小，支持时间较短，适合用于一些办公区和控制室;集中式艾默生UPS供电适合一些要求支持时间较长和较大型的计算机网络机房等。应当根据甲方需求来确定采用哪种艾默生UPS的供电方式和容量。集中设置的艾默生UPS电源容量的统计需由设计方与业主密切配合，并考虑所选艾默生UPS产品的转换效率。尤其是功率较大时，艾默生UPS转换效率非常重要，效率高就可节省初期投资和长期能源损耗的费用。
一般情况下，机房供电采用市电十艾默生UPS后备电池相结合的方式较多。正常情况下，市电通过艾默生UPS稳频稳压后给计算机设备供电，保证计算机设备的电能质量;当市电停电时，后备电池通过艾默生UPS逆变后给计算机设备供电，保证计算机设备的电源。市电与UPS后备电池间通过静电转换开关切换，确保计算机设备无瞬间断电。
艾默生UPS供电为集中方式时，还应充分考虑艾默生UPS机房的设备布置、馈线的铺设、主机柜的散热和整个机房的降噪措施等;对于分散式艾默生UPS供电，分散在各处的艾默生UPS容量都很小，上述问题可不予考虑。但是，艾默生UPS电源都应引自双电源末端互投配电柜(箱)的出线回路，不能从普通插座接引。

艾默生UPS不间断电源的特性
 
艾默生UPS电源是一种高质量、高可靠性的独立电源，是一种蓄电池静止型不间断供电装置。它由整流器、逆变器、交流静态开关和蓄电池组组成。平时，市电经整流器变为直流对蓄电池浮充电，同时经逆变器输出高质量的交流净化电源供重要负载，使其不受市电的电压、频率、谐波干扰。当市电因故停电时，系统自动切换到蓄电池组，蓄电池放电，经逆变器对重要负荷供电。
艾默生UPS的不间断电源特性体现在其"同步切换"工作程序上，当市电与逆变器进行切换时，其控制系统会适时地检测市电的同步范围，在市电不超限时，逆变器实现"先通后断"的供电，从而保证了供电系统的"无间断切换"。
市场上的艾默生UPS产品，其容量规格大致有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，并巳形成系列化产品。一般都经IS0g00l国际质量标准认证、UL安全标准及CE抗电磁干扰认证和标记。多数采用了PWM脉宽调频技术、PIGBT高效功率器件、微处理器主/从控制技术等，可双机或多机并联。具备电池测试维护、微机监控元人值守、可远程通信等功能；在机器构成上，元器件标准化、模块化、互换性好;有宽电压输入、高效率输出、过载能力强等优良性能。

1 引言
  目前艾默生UPS已经广泛使用在各个经济领域，在通信、电子商务、金融、医疗、石化、工业自动化等领域起到重要的作用，不仅是保护UPS所带的负载本身，更重要是保护负载所生产出来的产品，如电脑中的数据。蓄电池作为UPS中的重要组成部分，对于标准时间机器，一般约占UPS电源总成本的1/4，对于长时间UPS电源而言，蓄电池的成本可能超过UPS电源主机的成本。由于蓄电池本身或者电池管理上的原因，目前有许多UPS电源故障是由蓄电池引起（1/3）。因此有必要加强对蓄电池特性的了解，正确选配和使用蓄电池，尽可能地延长蓄电池的使用寿命。同时如何管理蓄电池成为各个UPS厂家重点研究的问题。
  2 蓄电池的特性
  2.1 铅酸蓄电池的工作原理
  艾默生UPS中蓄电池大多采用铅酸蓄电池（下同），蓄电池是一种将化学能和电能相互转化的装置，蓄电池需先用直流电源对其充电，将电能转化为化学能储存起来，蓄电池阳极的活性物质是二氧化铅（PbO2）阴极的活性物质是是铅(Pb)，电解液是稀硫酸(H2SO4)。
  电池是由单个的“原电池”组成，每个原电池的电压大约是2V，一个12V的
电池由6个原电池组成。
  2.2 免维护
  封密式免维护铅酸蓄电池，具有敞口式铅酸蓄电池所有的优点，所谓免维护，是相对敞口式电池需要经常加水而言的。整个蓄电池是全封闭的（电池的氧化还原反应均在密闭的外壳内部循环进行），因此免维电池没有“有害气体”溢出。不需进行加水等日常的运行维护。可以安装在主机房，适合无人之手值守机房。
  2.3 电池容量与放电率的关系
  蓄电池的容量是指它的蓄电能力。它是以充足了电的蓄电池，放电至规定的终止电压的电量。标准YD/T799-2002规定2V、6V、12V密封蓄电池的额定容量均为标准温度下（25℃）10小时放电率（I=0.1C10A）的容量。该标准明确指出6V、12V蓄电池的容量以10h放电率为基准。但是老的行业惯例并且目前绝大部分厂家为：对于2V电池，是以10小时放电率（I=0.1C10A）来定义容量，而对于6V和12V电池，则以20小时放电率（I=0.05C20A）的容量。
  放电率与容量的关系：蓄电池放出的容量随放电电流的增大而减少。高放电过程是极板表面的有效物质发生强制性的变化，生成的硫酸铅很容易堵塞极板上的小孔，极板深层的有效物质就没有参加化学反应。这样蓄电池的内阻增大，电压下降就快，使电池不能放出全部的容量。
  10h放电率放出容量为100％，20h放电率放出容量为105％，而3h放电率放出容量为75％，1h放电率放出容量为52％。放电电流与容量的关系可由下式决定：
  Q=Q0(I/I0)n-1
  式中Q——I放电电流时的容量（Ah）
  Q0——10h放电率时的额定容量（Ah）
  I0——10h放电率的额定放电电流（A）
  I——非10h放电率的放电电流（A）
  n——蓄电池放电容量指数，其值为I/I0＜3 n=1.313; I/I0≥3, n="1".414
  以上意味着以10h放电率定义容量的蓄电池比20h放电率定义容量的电池的容量更足一些。在其它条件相同的条件下，则前者的成本更高些。
  2.4 温度与容量的关系
  一般情况下，容量与温度有如下关系：
  C25---25℃时蓄电池的放电容量（Ah）
  Ct---t℃时蓄电池的放电容量（Ah）
  t---电解液的平均温度（℃）
  上式适应电解液温度为－15℃～35℃。若温度低于，则容量减少更为显著，当温度超过35℃时，则容量反而减少。
  特别对于室外型UPS用的蓄电池，如果需要尽可能充分利用蓄电池的容量，必须改善电池的外壳温度。
  2.5 电解液数量和浓度与容量的关系
  适当增加电解液数量和提高电解液的浓度，可以增加艾默生UPS电池的容量，但必须在允许范围，否则会加速极板的腐蚀，缩短电池的寿命。
  2.6 极板面积与容量的关系
  对于一定厚度的极板，面积越大，参加反应的有效物质越多，电池的容量越大。
  2.7 欠充电与容量的关系
  几次欠充电后，极板深层的硫酸铅不能还原，负极板将硫化，极板的有效物质减少则电池容量减少，所以电池不能长期处于欠充电状态。对于配置电池容量较大的长延时UPS特别在停电比较频繁的地方使用，充电器的容量必须足够。

一、关于充电
  
  1、艾默生UPS浮充充电时，请用充电电压2.275V/单格（20℃时的设定值），进行定电压充电或0.002CA以下的电流进行定电流充电。温度有0C以下或40C以上时，有必要对充电电压进行修正，以20C为起点每变化一度，单格电压变化-3mv。
  
  2、循环充电时，充电电压以2.40-2.50V/单格（20℃时的设定值），进行定电压电压充电。温度在5C以下或35℃以上进行充电时，以20℃为起点，每变化一度充电电压调整-4mv/单格。
  
  3、充电初期电流控制在0.25CA以下。
  
  4、充电量设为放电量的100-120%，但环境温度在5C以下时，设为120-130%。
  
  5、温度越低（5C以下）充电结束时间越长，温度越高（35C以上）越容易发生过充电，所以特别是在循环使用时，在5C～30C内进行充电较好。
  
  6、为防止过充电尽量安装充电计时器，或自动转换成涓流式充电方式。
  
  7、充电时电池温度要控制在-15C～+40C的范围内。
  
  二、关于放电
  
  放电时请将电池温度控制在-15℃-+50℃的范围内。
  
  连续放电电流请控制在3CA以下（H控制在6ＣA以下）。
  
  放电终止电压依电流的大小而变化，大体如下所述。注意放时，电压不得低于下述电压。
  
  放电以后请迅速充电。如不小心过放电之后也请立即充电。
  
  三、安装注意事项
  
  安装蓄电池时，请务必遵守以下事项：
  
  1、不要在密封空间或火的附近安装蓄电池，否则有引发及火灾的危险。
  
  2、不要用乙烯薄膜类有可能引发静电的东西盖住蓄电池，产生静电时有时会引起。
  
  3、不要在有可能进水的地方安装蓄电池，否则有发生触电、火灾的危险。
  
  4、请不要在超过-40°C~60°C环境下安装蓄电池。
  
  5、不要在有粉尘的地方使用蓄电池，否则有可能造成蓄电池短路。
  
  6、将蓄电池放进箱内使用时，要注意空气流通。
  
  7、不要有粘性或标贴类物体压住上盖，因上盖下面有排气阀，电池内产生的气体将不能逸出。
  
  8、并联的个数——浮充电时，插接式端子电池最多只能关联三列，螺栓紧固式端子没有特别限制，但并联数量小可靠性增加。另外，并联接线时，有必要考虑使各列之间接线导体和接触电阻等同，为使各列充放电电池保持均衡，实际使用上请不要超过三列。
  
  9、同时使用容量不同、新旧不同，厂家不同的电池时，由于其特性值不同有可能使蓄电池和机器受到损坏，所以请避免使用。
  
  四、关于保管
  
  1、保管时请注意温度不要超过-20℃～+40℃范围.
  
  2、保管电池时必须使电池在完全充电状态下进行保管。由于在运输途中或保存期内因自放电会损失一部分容量，使用时请补充电。
  
  3、长期保管时，为弥补保管期间的自放电，请进行补充电。在超过40C条件下保管时，对电池寿命有很坏影响，请避免！
  
  4、请在干燥低温，通风良好的地方进行保管。
  
  5、如在保管或转移过程中电池包装不慎被水淋湿，应立即除掉包装纸箱，以避免被水打湿的纸箱成为导体造成电池放电或烧坏正极端子。
  
  五、关于日常检查及维护保管
  
  1、定期对电池进行检查，如发现有灰尘等外观污染情况时，请用水或温水浸湿的布片进行清扫。不要用汽油、香蕉水等有机溶剂或油类进行清洗，另外请避免使用化纤布。
  
  2、浮充时，电池充电过程中总电压或指示盘上电压表的指标值偏离下表所示基准值时（±0.05V/单格）应调查原因并作处理。

 确定所需UPS的类型：根据负载对输出稳定度、切换时间、输出波形确定是选择在线式、在线互动式、后备式。在线式UPS的输出稳定度、瞬间响应能力比另外两种强，对非线性负载的适应能力也较强。对一些较精密的设备及较重要的设备要求采用在线式UPS。如果要使用发电机配短延时UPS，推荐用在线式UPS，因为普通发电机的电压及频率稳定性较差，用在线互动式及后备式可能导致工作不正常。某些品牌的UPS（在线式）不能与发电机匹配，会转旁路供电，购买时要了解清楚。
  
  确定所需电池后备时间：根据掉电后，设备所需的工作时间而定。长延时型的电池其成本可能超过UPS主机本身。由于电池的高价值，出现较多的仿冒品，要选择信誉度高的供货商，这对UPS系统的可靠性很关键。
  
  附加功能：为了提高系统的可靠性，建议采用UPS冗余系统，可以考虑串联热备份或并联热冗余。小容量的UPS（1~2KVA）还可以选用冗余开关。可以选用远程监控面板，实现在远端监视和控制UPS的工作。可以选用监控软件，实现计算机和UPS之间的智能化管理。可以选用网络适配器，实现UPS的网络化管理（基于SNMP）。在某些多雨多雷地区，可以配用防雷器。