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韓國(guó)UNION蓄電池MX121500 12V150AH支持安裝
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傳統(tǒng)UPS供電系統(tǒng)的能源架構(gòu)的形成談到不停電供電系統(tǒng),最重要的條件是必須具備兩種能源:
①主供電能源:通常是市電電網(wǎng);
②備用能源:通常包括交流備用能源—發(fā)電機(jī)和直流過(guò)渡備用能源—蓄電池。
任何供電方案的形成,從根本上講是由兩種能源的特性和配置方法決定的。因此,在我們討論一個(gè)方案的優(yōu)劣和探討可能的變革時(shí),也必須從能源類(lèi)型的選擇和配置方法入手。
(1)對(duì)傳統(tǒng)UPS供電系統(tǒng)進(jìn)行改革的思考
談到傳統(tǒng)UPS的技術(shù)進(jìn)步和變革,通常是指設(shè)備功能和電路技術(shù)的進(jìn)步、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的進(jìn)步、新設(shè)備的應(yīng)用和系統(tǒng)方案的改革。
但是,以下四個(gè)問(wèn)題是傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)難以解決的固有問(wèn)題,使任何技術(shù)進(jìn)步和改革都會(huì)遇到不可逾越的障礙:
①UPS供電系統(tǒng)可靠性差的主要原因是UPS設(shè)備可靠性差,前面講的所有提高系統(tǒng)可靠性措施主要是針對(duì)UPS設(shè)備的,UPS的AC/DC和DC/AC變換是整個(gè)供電系統(tǒng)中可靠性最薄弱的環(huán)節(jié);
②AC/DC和DC/AC雙轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式形成對(duì)提高系統(tǒng)效率改革的制約,AC/DC和DC/AC變換運(yùn)行效率難以再提高。提高可用性需要冗余并機(jī)系統(tǒng),使供電系統(tǒng)設(shè)備容量利用率低于40%。設(shè)備容量利用率在20%～30%情況下,整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行效率會(huì)降到80%以下;
③AC/DC和DC/AC雙轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式形成對(duì)提高可靠性改革的制約,AC/DC和DC/AC變換決定了UPS設(shè)備和系統(tǒng)的復(fù)雜性,已經(jīng)采用過(guò)的各種技術(shù)措施在降低復(fù)雜性方面都沒(méi)有明顯的成效,甚至技術(shù)越進(jìn)步,系統(tǒng)越復(fù)雜,進(jìn)而可靠性越差;
④提高功率半導(dǎo)體器件性能的局限性對(duì)提高UPS設(shè)備的容量形成制約。提高單臺(tái)設(shè)備容量可降低系統(tǒng)的復(fù)雜性,但是當(dāng)前的IGBT功率器件的輸出能力和電氣性能決定了單臺(tái)UPS輸出能力在400kVA左右,模塊化UPS可拔插的最大功率模塊限制在40kVA。
鑒于以上原因,我們對(duì)改革傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)的設(shè)想是,從根本上去掉傳統(tǒng)的AC/DC和DC/AC變換結(jié)構(gòu),這可能是對(duì)傳統(tǒng)UPS供電系統(tǒng)進(jìn)行徹底改革的唯一出路。
為此要做到兩點(diǎn):
①去掉或轉(zhuǎn)移UPS對(duì)供電質(zhì)量進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)控的功能;
②改變過(guò)渡儲(chǔ)能器件(蓄電池)在系統(tǒng)中的位置,或者采用新的儲(chǔ)能器件代替蓄電池。
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UPS電源是為安防監(jiān)控系統(tǒng)提供動(dòng)力的核心部分，是為安防監(jiān)控系統(tǒng)提供持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷電力供應(yīng)的重要外部設(shè)備。目前，市場(chǎng)上供應(yīng)的UPS電源設(shè)備種類(lèi)繁多，輸出功率也有所不同。UPS電源按工作模式可分為后備式、在線式兩大類(lèi)。按其輸出波形又分為方波輸出和正弦波輸出兩種。以下主要介紹了UPS電源的工作原理，以及如何配置安防監(jiān)控系統(tǒng)的UPS電源。
備用電源是安防監(jiān)控系統(tǒng)基本要素之一。缺少備用電源的系統(tǒng)則暗藏致命缺陷，不能投入實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，因?yàn)闃O可能在關(guān)鍵時(shí)刻貽誤戰(zhàn)機(jī)，拋錨停擺，整系統(tǒng)癱瘓，造成無(wú)可挽回的損失。
安防監(jiān)控系統(tǒng)正常情況使用220伏市電，而在斷電和市電被破壞的特殊情況下，還應(yīng)正常工作一段時(shí)間，這就需要啟用備用電源來(lái)維持這段時(shí)間監(jiān)控系統(tǒng)的正常工作。備用電源有雙路或多路供電、蓄電池組供電、發(fā)電機(jī)供電、UPS供電等等。但通常采用UPS不間斷電源作為安防監(jiān)控系統(tǒng)備用電源。
一、UPS(不間斷電源)的工作原理
UPS電源由蓄電池、逆變器、充電器、穩(wěn)壓穩(wěn)頻器、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)組成。當(dāng)市電正常輸入時(shí)，UPS就將市電穩(wěn)壓后供給負(fù)載使用，同時(shí)對(duì)內(nèi)置電池組充電，把能量?jī)?chǔ)存在電池中;當(dāng)市電中斷(事故停電)或輸入故障時(shí)，UPS立即將內(nèi)置電池的能量轉(zhuǎn)換，瞬間以220伏交流電繼續(xù)供負(fù)載使用，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟硬件不受損壞。UPS電源分為后備式、在線式、在線互動(dòng)式三大類(lèi)：
1、后備式UPS電源
在市電正常供電時(shí)，市電通過(guò)交流旁路通道經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)直接向負(fù)載提供電源，UPS電源內(nèi)的逆變器處于停止工作狀態(tài)，這時(shí)的UPS電源實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一臺(tái)性能單一的市電穩(wěn)壓器。它除了對(duì)市電電壓的幅度波動(dòng)有所改善外，對(duì)電壓的頻率不穩(wěn)、波形畸變以及從電網(wǎng)侵入的*等不良影響基本上沒(méi)有任何改善。只有當(dāng)市電供電中斷或低于170伏時(shí)，蓄電池才立刻對(duì)逆變器供電，向負(fù)載提供穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的方波交流電源。
2、在線式UPS電源
在市電正常供電時(shí)，它首先將市電交流電源經(jīng)整流變成直流電源，然后進(jìn)行脈寬調(diào)制、濾波、并將直流電源經(jīng)逆變器重新轉(zhuǎn)換成正弦波交流電源向負(fù)載供電，一旦市電中斷，立即改由蓄電池提供的直流經(jīng)逆變器、電脈寬調(diào)制、濾波，向負(fù)載提供正弦波交流電源。
因此，對(duì)在線式UPS而言，在正常情況下，無(wú)論有無(wú)市電，它都是由UPS電源的逆變器對(duì)負(fù)載供電，這樣就避免了所有由市電電網(wǎng)電壓波動(dòng)及*而帶來(lái)的影響。
顯而易見(jiàn)，在線式UPS電源的供電質(zhì)量明顯優(yōu)于后備式UPS電源，因?yàn)樗梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的穩(wěn)頻、穩(wěn)壓供電。而且在由市電轉(zhuǎn)換到蓄電池供電時(shí)，其轉(zhuǎn)換時(shí)間基本為零，真正給用戶提供高質(zhì)量穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的純凈正弦波電源，從而提供符合安防監(jiān)控系統(tǒng)需要的電源保護(hù)。
在線互動(dòng)式UPS電源結(jié)合了后備式UPS和在線式UPS的許多優(yōu)點(diǎn)，也是一種很不錯(cuò)的變換形式，但是由于它使用的是工頻變壓器，有笨重、體積大的問(wèn)題存在。
防漏液,免維護(hù)
全球首家采用獨(dú)特綠色外觀，環(huán)保產(chǎn)品。
特殊添加劑使電池具有優(yōu)越大電流放電性能。
統(tǒng)計(jì)技術(shù)大量應(yīng)用與生產(chǎn)中，電池一致性好。
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高密度鉛膏，高溫高濕固化工藝，長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)。
友聯(lián)蓄電池ABS塑料高強(qiáng)度外殼。
獨(dú)特結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)完全密封，配合高效率氧氣重組技術(shù)，完成水分再生， 從而達(dá)到不需要加水及免維護(hù)之效果。
高效能,持久耐用 復(fù)印無(wú)效，只用于天元集團(tuán)安裝地板備案使用
電池放電率十分低,室溫下（25℃）每月放電低于3%。內(nèi)阻極低，具有優(yōu)越的高率放電性能，提供強(qiáng)勁電力。正常浮充狀態(tài)下， 電池壽命可達(dá)12年以上（2V系列）， 或 6-8年（6V/12V系列）。
UPS供電系統(tǒng)的改革(1) 已具備的改革條件
隨著數(shù)據(jù)中心不停電供電系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步,以下兩點(diǎn)變化為我們提供了對(duì)傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)做進(jìn)一步改革的必要條件:
①柴油發(fā)電機(jī)成為系統(tǒng)必備的可連續(xù)運(yùn)行的主備用能源
隨著數(shù)據(jù)中心技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模的擴(kuò)大,一個(gè)顯著的特點(diǎn)是單機(jī)架功率密度的提高,在一個(gè)平均機(jī)架功率密度為3kW的數(shù)據(jù)中心中,最高機(jī)架功率密度可能達(dá)到6～8kW。實(shí)際測(cè)試表明,一個(gè)普通平均機(jī)架功率密度小于2kW的機(jī)房,市電掉電制冷設(shè)備停止運(yùn)行后,經(jīng)60s,機(jī)房溫度就上升到機(jī)房允許最高溫度25℃,3.5min后,就上升到IT設(shè)備允許最高進(jìn)風(fēng)溫度32℃;一個(gè)17個(gè)3kW機(jī)柜總發(fā)熱量51kW的機(jī)房,空調(diào)停運(yùn)后,大約35～40s后,機(jī)柜進(jìn)風(fēng)口溫度達(dá)到32℃;一個(gè)17個(gè)6kW機(jī)柜總發(fā)熱量102kW的機(jī)房,空調(diào)停運(yùn)后,大約15s后,機(jī)柜進(jìn)風(fēng)口溫度達(dá)到32℃。嚴(yán)峻的熱量管理要求,使數(shù)據(jù)中心連續(xù)運(yùn)行的條件,由連續(xù)供電變成既要連續(xù)供電又要連續(xù)制冷。連續(xù)供電由備用能源(電池)通過(guò)UPS完成,而連續(xù)制冷則必須由可連續(xù)運(yùn)行的備用交流能源(發(fā)電機(jī))擔(dān)當(dāng),且發(fā)電機(jī)必須在機(jī)房最高功率密度機(jī)架允許的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)并完成轉(zhuǎn)換。也就是說(shuō),發(fā)電機(jī)已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心必備的并可及時(shí)投入運(yùn)行的核心設(shè)備。
②備用電池的功能變化
電池不能保證系統(tǒng)不停電供電功能。雖然規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),電池容量和后備時(shí)間可選擇得足夠大,但是系統(tǒng)運(yùn)行后,電池容量是一個(gè)固定量,電池備用時(shí)間是固定不變的,而市電故障停電的時(shí)間是不確定的,當(dāng)市電故障時(shí)間大于電池備用時(shí)間時(shí),系統(tǒng)最終還是要中斷的。
于是,蓄電池的功能定義就發(fā)生了變化:
蓄電池由不停電供電的主要備用能源變?yōu)橛糜谑须姽收虾髠溆冒l(fā)電機(jī)啟動(dòng)和切換時(shí)間內(nèi)維持向負(fù)載供電的過(guò)渡備用能源。
蓄電池的備用時(shí)間要求同樣也發(fā)生了變化:
?由越大越好變?yōu)榭梢粤炕?
?最短時(shí)間要大于發(fā)電機(jī)啟動(dòng)和與市電完成轉(zhuǎn)換的時(shí)間;
?最大可用時(shí)間為制冷設(shè)備停機(jī)后,機(jī)房中最高功率密度機(jī)架中的IT設(shè)備能繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)間。
(2) 改革思路的切入點(diǎn)
既然發(fā)電機(jī)已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心必備的并可及時(shí)投入運(yùn)行的核心設(shè)備,過(guò)渡備用能源的儲(chǔ)能就可以很少,這就自然想到:如果不采用蓄電池作為不停電供電的過(guò)渡備用能源,或者,雖然還采用蓄電池作為不停電供電的過(guò)渡備用能源,但不把蓄電池放在交流系統(tǒng)中,這兩種情況都可去掉系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié),即AC/DC(充電)和DC/AC(電池輸出)環(huán)節(jié),這相當(dāng)于從根本上去掉了傳統(tǒng)的UPS雙轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
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