UPS是針對中國電網(wǎng)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò )監控和網(wǎng)絡(luò )系統、醫療系統等對電源的可靠性要求,克服中、大型計算機網(wǎng)絡(luò )系統集中供電所造成的供電電網(wǎng)環(huán)境日益惡劣的問(wèn)題,以全新的數字技術(shù)研制出的第三代工頻純在線(xiàn)式智能型UPS。直流電源,是維持電路中形成穩恒電流的裝置。[2]如干電池、蓄電池、直流發(fā)電機等。
UPS的中文意思為“不間斷電源”,是英語(yǔ)“Uninterruptible Power Supply”的縮寫(xiě),它可以保障計算機系統在停電之后繼續工作一段時(shí)間以使用戶(hù)能夠緊急存盤(pán),使用戶(hù)不致因停電而影響工作或丟失數據。
1、總控站(后臺)
由監控站、工程維護站、系統接口等構成,運用管理分析軟件處理接收的數據并通過(guò)Web發(fā)布。工程維護人員登錄服務(wù)器可查看全廠(chǎng)所有在線(xiàn)設備的運行狀態(tài)以及完善的歷史、實(shí)時(shí)數據分析統計。
2、現場(chǎng)設備控制站(ES)
根據現場(chǎng)設備需要,可選擇監控功能儀或設備運行狀態(tài)信息采集儀(EII)。EII通過(guò)RS-232/485端口與電能表、電池采集模塊、直流屏、UPS等智能設備通信,將監測數據轉換為符合通信協(xié)議的數據包,接入局域網(wǎng),傳送至主控室服務(wù)器。獨立完整的ES包括以下部分。
2.1、系統主機。由下行串口通道、數據處理器、顯示器、上行串口通道組成。下行串口通道通過(guò)RS-485總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)電池電壓采集模塊,采集數據,管理電壓采集模塊,數據處理器完成數據解壓、數據計算、存儲管理,將處理后的數據一部分送往顯示器,另一部分由上行串口通道發(fā)送至協(xié)議處理器,或傳給上一層管理系統。
2.2、數據采集模塊組??筛鶕脩?hù)需要確定采集數據要求及配置相應采集儀器,一般由電池電壓采集模塊、電流、溫度、功率等組成,模塊間隔離良好、絕緣性強,可靠性、安全性高。數據采集可分組,每個(gè)模塊可對一定數量電池進(jìn)行電壓采集,可配備電流、溫度傳感器,模塊間與系統主機一般采用RS-485連接。
2.3、協(xié)議處理器。具有協(xié)議處理程序的接口板,處理各種通信協(xié)議??蓪?shí)現:①將主機發(fā)送的電池電壓、電流、溫度等信息按約定協(xié)議編碼、打包、發(fā)送至遠程服務(wù)器;②將遠程服務(wù)器發(fā)出的遙控、遙調指令經(jīng)過(guò)解碼發(fā)給主機,實(shí)時(shí)控制。
2.4、放電模塊??煽焖贉y出電池直流內阻,瞬間測試電池性能,大功率放電模塊可提供瞬間大電流沖擊負荷。
2.5、遠程服務(wù)器。實(shí)現局域網(wǎng)內計算機數據通信,通過(guò)局域崗遠程訪(fǎng)問(wèn)現場(chǎng)的蓄電池監測系統,接收、分析數據,通過(guò)Web服務(wù)器發(fā)布數據。
3、通信網(wǎng)絡(luò )
聯(lián)網(wǎng)現場(chǎng)設備各分站(采集監控站),采用光纖作為數據通信主干線(xiàn),組成全廠(chǎng)UPS和直流電源在線(xiàn)監控的局域網(wǎng)。
UPS電源系統由五部分組成:主路、旁路、電池等電源輸入電路,進(jìn)行AC/DC變換的整流器(REC),進(jìn)行DC/AC變換的逆變器(INV),逆變和旁路輸出切換電路以及蓄能電池。其系統的穩壓功能通常是由整流器完成的,整流器件采用可控硅或高頻開(kāi)關(guān)整流器,本身具有可根據外電的變化控制輸出幅度的功能,從而當外電發(fā)生變化時(shí)(該變化應滿(mǎn)足系統要求),輸出幅度基本不變的整流電壓。凈化功能由儲能電池來(lái)完成,由于整流器對瞬時(shí)脈沖干擾不能消除,整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲能電池除可存儲直流直能的功能外,對整流器來(lái)說(shuō)就像接了一只大容量電容器,其等效電容量的大小,與儲能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不能突變的,即利用了電容器對脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾,起到了凈化功能,也稱(chēng)對干擾的屏蔽。頻率的穩定則由變換器來(lái)完成,頻率穩定度取決于變換器的振蕩頻率的穩定程度。為方便UPS電源系統的日常操作與維護,設計了系統工作開(kāi)關(guān),主機自檢
在電網(wǎng)電壓工作正常時(shí),給負載供電如圖所示,而且,同時(shí)給儲能電池充電;當突發(fā)停電時(shí),UPS電源開(kāi)始工作,由儲能電池供給負載所需電源,維持正常的生產(chǎn)(如粗黑→所示);當由于生產(chǎn)需要,負載嚴重過(guò)載時(shí),由電網(wǎng)電壓經(jīng)整流直接給負載供電(如虛線(xiàn)所示)。
2013年9月,在高端UPS市場(chǎng)取得巨大成功的國際品牌艾默生,經(jīng)久投入研發(fā)成功的GXE小機產(chǎn)品重磅推出上市,搶灘小功率市場(chǎng)。一場(chǎng)改變UPS市場(chǎng)競爭格局的硝煙之戰即將在2013年下半年打響。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2013-2017年中國不間斷電源(UPS)行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰略規劃分析報告》分析認為,2013年,UPS市場(chǎng)注定是不平凡的一年,國內國際廠(chǎng)商原有的既定格局有可能在這一年被打破。
2013年9月,在高端UPS市場(chǎng)取得巨大成功的國際品牌艾默生,經(jīng)久投入研發(fā)成功的GXE小機產(chǎn)品重磅推出上市,搶灘小功率市場(chǎng)。一場(chǎng)改變UPS市場(chǎng)競爭格局的硝煙之戰即將在2013年下半年打響。
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國不間斷電源(UPS)行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰略規劃分析報告前瞻》分析認為,2013年,UPS市場(chǎng)注定是不平凡的一年,國內國際廠(chǎng)商原有的既定格局有可能在這一年被打破。從產(chǎn)品本身來(lái)說(shuō),低功率市場(chǎng)的產(chǎn)品同質(zhì)化日趨嚴重,一些國內廠(chǎng)商將研發(fā)重點(diǎn)轉向大功率UPS,以實(shí)現差異化競爭。從市場(chǎng)需求來(lái)說(shuō),由單一UPS向整體解決方案轉型已迫在眉睫,既不再單純依靠UPS,而是為客戶(hù)提供包括制冷、機柜、布線(xiàn)、PDU、軟件管理等一體化的解決方案。
從目前國內市場(chǎng)上銷(xiāo)售的品牌和廠(chǎng)家來(lái)看,銷(xiāo)售排名前列的UPS制造商主要有國際品牌施耐德、艾默生、山特、伊頓,大陸本土品牌科華恒盛、冠軍、科士達以及臺商品牌中達電通。而銷(xiāo)售前三名分別是伊頓、施耐德和艾默生,這三家的市場(chǎng)份額超過(guò)60%,市場(chǎng)集中度高。雖然本土UPS廠(chǎng)家科華恒盛、科士達等不斷采取調整產(chǎn)品結構等策略,并且華為于2012年進(jìn)入UPS行業(yè),但是三大國際品牌在中國市場(chǎng)上的份額短期內很難打破。
UPS不間斷電源的基本參數:
(1)負載
負載可分三類(lèi),10kV·A以下為小負載,10~60kV·A為中負載,60kV·A以上為大負載;
(2)輸出電壓的諧波含量(失真)
諧波電壓對電路中的參考電壓及低電壓工作的邏輯電路會(huì )造成噪聲;
(3)階躍負載
當一部分負載接通或斷開(kāi)時(shí),都會(huì )使負載產(chǎn)生階躍變化。由于UPS不能瞬時(shí)更正這種突然變化的電流9輸出電壓就會(huì )產(chǎn)生相應的變化。小負載由于只接很少的設各,有時(shí)會(huì )出現100%的階躍負載。中等負載出現的階躍不超過(guò)50%。而大負載只有在不正常的運行狀態(tài)下才可能出現超過(guò)z5%的階躍負載。一般的逆變器設計都能滿(mǎn)足小于25%的階躍負載;
(4)非線(xiàn)性負載
指電感性負載或電容性負載。在計算機系統中,非線(xiàn)性負載主要是主機、打印機(特別是激光打印機)和顯示終端等;線(xiàn)性負載主要是磁盤(pán)和磁帶設備。一般小負載是非線(xiàn)性負載;中負載是線(xiàn)性與非線(xiàn)性負載相近或其中一種稍大;而大負載一般是線(xiàn)性負載,因為大負載由多臺設備構成,運行中此起彼伏,宏觀(guān)看起來(lái)總負載比較穩定;
(5)效率
對于一個(gè)大系統來(lái)說(shuō),效率必須足夠高。比如一個(gè)125kV·A的UPS,若只有85%的效率,那么每年多消耗的費用相當于初始投資的30%;
(6)體積
中小型UPS要求體積要盡可能??;
(7)噪聲
UPS不間斷電源的噪聲水平不應超過(guò)它所在環(huán)境要求的噪聲水平。
當市電正常380Vac時(shí),直流主回路有直流電壓,供給DC-AC交流逆變器,輸
(1)安時(shí)數(AH)
反映電池容量大小的指標之一,其定義是按規定的電流進(jìn)行放電的時(shí)間。相同電壓的電池,安時(shí)數大的容量大;相同安時(shí)數的電池,電壓高的容量大。通常以電壓和安時(shí)數共同表示電池的容量,如12V/7AH、12V24AH、12V/65AH、12V/100AH。
(2)避雷器
用來(lái)吸收雷擊波的器件,工作原理是,雷擊產(chǎn)生瞬間高電壓進(jìn)入電路,引起避雷器導通吸收雷擊電流,將電路電壓箝位在安全范圍之內??勺鰹楸芾灼骷脑卸喾N,如壓敏電阻、放電管等。 注:雷擊電壓是大氣與大地之間的高壓放電,因此,避雷器要有良好的接地才能起作用。
(3)保險絲
一種過(guò)熱熔斷型的小型器件,超載或負載短路時(shí)引起電流過(guò)大會(huì )燒斷保險絲,保護電子設備不受過(guò)電流的傷害,也可避免電子設備因內部故障所引起的嚴重傷害。因此,每個(gè)保險絲上皆有額定規格,當電流超過(guò)額定規格時(shí)保險絲將會(huì )熔斷。
注:如使用的不是原廠(chǎng)所規定的同規格保險絲有可能造成機器故障,或是引起線(xiàn)路起火,危害自身的安全。最好是使用原廠(chǎng)所規定的同規格保險絲,既可保護設備也可保護確保人身安全。
(4)變壓器
利用電磁感應原理,由鐵芯和線(xiàn)圈構成,可分為一次側線(xiàn)圈與二次側線(xiàn)圈兩個(gè)部分,一次側輸入電壓,二次側就有感應電壓輸出,從而進(jìn)行電能傳遞。二次側可提供多種電壓輸出,有升壓,降壓功能,因此變壓器在電路中可以滿(mǎn)足多種不同電壓的電力需求。
(5)穩壓精度
指輸出端電壓的相對變化量,為一百分數,越小越好。當輸入電壓或負載發(fā)生變化時(shí),UPS的輸出電壓也會(huì )升高或降低,變化越小說(shuō)明穩壓精度越高。
(6)不間斷電源
UPS[Uninterruptible Power System (or Supply)]:是由電池組、逆變器和其他電路組成,能在電網(wǎng)停電時(shí)提供交流電力的電源設備。
使用不間斷電源是為了應對電網(wǎng)可能出現的以下情況:
停電(電網(wǎng)停止工作,無(wú)電壓輸出)
壓降(亦稱(chēng)下陷,電壓1
持續欠壓
持續過(guò)壓
線(xiàn)噪(因線(xiàn)路屏蔽差而引入的射頻或電磁干擾)
頻率漂移(發(fā)電機不穩定造成的電網(wǎng)頻率偏差)
開(kāi)關(guān)瞬態(tài)(亦稱(chēng)暫態(tài),由電氣設備開(kāi)關(guān)或放電造成的電壓偏差,有時(shí)可高達20000伏,但是持續時(shí)間極短,僅數納秒)
諧波(電網(wǎng)中由非線(xiàn)性特性的電氣設備產(chǎn)生的對交流電正弦波形的干擾)
針對以上各種電力問(wèn)題,有幾種不同解決方式,見(jiàn)下表
| 后備式 | 在線(xiàn)互動(dòng)式 | 純在線(xiàn)式 | |
| 電涌 | × | ×/△ | ○ |
| 高壓突波 | × | ×/△ | ○ |
| 暫態(tài)過(guò)電壓 | × | ×/△ | ○ |
| 電壓下陷 | × | ×/△ | ○ |
| 噪聲干擾 | × | ×/△ | ○ |
| 頻率飄移 | × | ×/△ | ○ |
| 諧波 | × | ×/△ | ○ |
| 電壓過(guò)低 | × | ×/△ | ○ |
| 市電中斷 | ○ | ○ | ○ |
| ○代表有較佳保護△代表有限或視狀況保護 ×代表沒(méi)有保護 | |||
在使用電池的時(shí)代之前,不間斷電源曾經(jīng)使用飛輪和內燃機為負載提供電能供應,這種不間斷電源被稱(chēng)為飛輪式或旋轉式不間斷電源。飛輪式不間斷電源由整流器、直流電動(dòng)機、飛輪、柴油機(或汽油機)及發(fā)電機等組成。在電網(wǎng)供電的情況下,由整流器提供的直流電驅動(dòng)電動(dòng)機
由于飛輪式不間斷電源使用內燃機提供電力,會(huì )產(chǎn)生較大的噪音同時(shí)體積也較大,因此目前一般僅被用于應急情況和一些自然狀況惡劣的場(chǎng)合,通常情況下不間斷電源會(huì )使用蓄電池來(lái)提供電力。
UPS按工作原理分成后備式、在線(xiàn)式與在線(xiàn)互動(dòng)式三大類(lèi)
其中,我們最常用的是后備式UPS,如四通HO系列與SD系列,它具備了自動(dòng)穩壓、斷電保護等UPS最基礎也最重要的功能,雖然一般有10ms左右的轉換時(shí)間,
逆變輸出的交流電是方波而非正弦波,但由于結構簡(jiǎn)單而具有價(jià)格便宜,可靠性高等優(yōu)點(diǎn),因此廣泛應用于微機、外設、POS機等領(lǐng)域
在線(xiàn)式UPS結構較復雜,但性能完善,能解決所有電源問(wèn)題,如四通PS系列,其顯著(zhù)特點(diǎn)是能夠持續零中斷地輸出純凈正弦波交流電,能夠解決尖峰、浪涌、頻率漂移等全部的電源問(wèn)題;由于需要較大的投資,通常應用在關(guān)鍵設備與網(wǎng)絡(luò )中心等對電力要求苛刻的環(huán)境中
另外四通、APC等廠(chǎng)商還提供在線(xiàn)互動(dòng)式UPS,同后備式相比較,在線(xiàn)互動(dòng)式具有濾波功能,抗市電干擾能力很強,轉換時(shí)間小于4ms,逆變輸出為模擬正弦波,所以能配備服務(wù)器、路由器等網(wǎng)絡(luò )設備,或者用在電力環(huán)境較惡劣的地區。
不間斷電源現已廣泛應用于:礦山、航天、工業(yè)、通訊、國防、醫院、計算機業(yè)務(wù)終端、網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò )設備、數據存儲設備等領(lǐng)域。
UPS( Uninterruptible Power System ),即不間斷電源,是一種含有儲能裝置
根據設備的情況、用電環(huán)境以及想達到的電源保護目的,可以選擇適合的UPS;例如對
首先要確定您的設備是多大功率的,一般來(lái)講普通PC機或工控機的功率在200W左右,蘋(píng)果機在300W左右,服務(wù)器在300W與600W之間,其他設備的功率數值可以參考該設備的說(shuō)明書(shū)。
其次應了解UPS的額定功率有兩種表示方法:視在功率(單位VA)與實(shí)際輸出功率(單位W),由于無(wú)功功率的存在所以造成了這種差別,兩者的換算關(guān)系為:視在功率*功率因數=實(shí)際輸出功率
后備式、在線(xiàn)互動(dòng)式的功率因數在0.5與0.7之間,在線(xiàn)式的功率因數一般是0.8。
給設備配UPS時(shí)應以UPS的實(shí)際輸出功率為匹配的依據,有些經(jīng)銷(xiāo)商有意或無(wú)意會(huì )混淆(VA)與(W)的區別,這點(diǎn)要提請用戶(hù)注意。
根據使用環(huán)境選擇可以分為工業(yè)級UPS和商業(yè)級UPS,工業(yè)級UPS適應于環(huán)境比較惡劣的的地方,商業(yè)級UPS對環(huán)境的要求比較高。
UPS通常分為工頻機和高頻機兩種。工頻機由可控硅SCR整流器,IGBT逆變器,旁路和工頻升壓隔離變壓器組成。因其整流器和變壓器工作頻率均為工頻50Hz,顧名思義叫工頻UPS。
高頻機通常由IGBT高頻整流器,電池變換器,逆變器和旁路組成,IGBT可以通過(guò)控制加在其門(mén)極的驅動(dòng)來(lái)控制IGBT的開(kāi)通與關(guān)斷,IGBT整流器開(kāi)關(guān)頻率通常在幾K到幾十KHz,甚至高達上百KHz,相對于50Hz工頻, 稱(chēng)之為高頻UPS。
隨著(zhù)電力電子技術(shù)的發(fā)展和高頻功率器件不斷問(wèn)世。中小功率段的UPS產(chǎn)品正逐步高頻化,高頻UPS有功率密度大、體積小、重量輕的特點(diǎn)。但在高頻UPS功率段向中大功率過(guò)渡推進(jìn)的過(guò)程中。高頻拓撲UPS在使用過(guò)程中暴露出一些固有缺點(diǎn),并影響到UPS的安全使用和運行。
| 高頻機 | 工頻機 | |
|---|---|---|
| 1 | 采用IGBT整流技術(shù),根據統計數據,IGBT整流故障率遠高于可控制硅整流 | 采用可控硅整流技術(shù),系統可靠性高 |
| 2 | 輸出有高次諧波,高頻諧波耦合在零線(xiàn)上,可能抬升零地電壓。很難滿(mǎn)足IBM,HP等服務(wù)器廠(chǎng)家對零地電壓小于1V的場(chǎng)地需求 | 輸出配置隔離變壓器,零地電壓增量為零,更可靠保證負載運行 |
| 3 | 逆變器直接掛接負載,抗負載沖擊能力弱,降低逆變器的可靠性 | 輸出隔離變壓器自身短路阻抗的作用及高頻衰減隔離特性,使得工頻機具有很好的抗負載沖擊能力,降低負載突變和短路對UPS的影響 |
| 4 | 逆變器直接帶載,帶不平衡負載能力弱 | 通過(guò)變壓器的負載重新分配,提高了UPS帶不平衡負載的能力。 |
| 5 | 負載直掛,帶非線(xiàn)性負載的能力弱 | 輸出變壓器具有3N次諧波電流的隔離能力,帶非線(xiàn)性負載的能力強; |
| 6 | 無(wú)輸出隔離變壓器,在UPS故障的情況下存在輸出直流電壓損壞負載的風(fēng)險 | 即使在UPS故障的情況下也不存在輸出直流電壓的風(fēng)險,負載更加安全可靠; |
| 7 | 主路旁路N線(xiàn)必須相同,因此無(wú)法實(shí)現主旁路不同源配置 | 可以實(shí)現主旁路不同輸入源的配置方案,滿(mǎn)足高可靠性場(chǎng)地的配電要求; |
| 8 | 某些廠(chǎng)家的高頻機輸入零線(xiàn)中斷時(shí),UPS無(wú)法正常工作,當市電和柴油發(fā)電機切換時(shí),因零線(xiàn)短時(shí)“缺失”可能出現“零偏”故障,造成輸出閃斷,負載掉電的重大故障 | 隔離變壓器重新生成中心點(diǎn),UPS輸入零線(xiàn)中斷時(shí)可正常工作。 |
| 9 | 采用專(zhuān)用充電器,充電能力弱。只能滿(mǎn)足短時(shí)間(5-10分鐘)后備電池的充電能力,長(cháng)延時(shí)配置時(shí)電池充電能力不足,電池壽命嚴重縮短 | 電池直接掛接母線(xiàn),在負載不足滿(mǎn)載時(shí)可將剩余的整流器容量用于充電,特別適應中國客戶(hù)長(cháng)延時(shí)配置后備電池的需求 |
| 10 | 電池與逆變器之間增加了電壓變換電路,降低了電池放電時(shí)系統效率,同等負載時(shí)需配置更多的電池。且系統可靠性降低 | 電池直接掛接母線(xiàn),逆變效率高,節省電池的配置容量 |
隨著(zhù)社會(huì )工業(yè)化、信息化程度的不斷加深,國際市場(chǎng) UPS需求保持快速增長(cháng)的態(tài)勢,UPS產(chǎn)品也從最初主要應用于電力、石油化工等工業(yè)市場(chǎng)逐步擴展到更加廣闊的領(lǐng)域,如信息產(chǎn)業(yè)、金融行業(yè)等。
國內的UPS市場(chǎng)在過(guò)去幾年經(jīng)歷了快速發(fā)展,根據UPS電源協(xié)會(huì )的數據,國內UPS市場(chǎng)從2008年的65.5億元增加到2011年的百億元市場(chǎng),復合增長(cháng)率超過(guò)15%。然而,行業(yè)需求在2012年略有下滑,影響了行業(yè)內主要企業(yè)的業(yè)績(jì)增長(cháng)。
2013年以來(lái),作為UPS第一大市場(chǎng)的通信行業(yè),投資增速明顯提高,尤其4G建設將大規模推進(jìn);2012年底國家發(fā)改委密集審批了總投資額達8000億的軌道交通項目,鐵路投資也重新啟動(dòng)。在這兩大行業(yè)投資的帶動(dòng)下,UPS市場(chǎng)需求在2013年將重返增長(cháng)軌道。
1)UPS的使用環(huán)境應注意通風(fēng)良好,利于散熱,并保持環(huán)境的清潔。
2)切勿帶感性負載,如點(diǎn)鈔機、日光燈、空調等,以免造成損
3)UPS的輸出負載控制在60%左右為最佳,可靠性最高。
4)UPS帶載過(guò)輕(如1000VA的UPS帶100VA負載)有可能造成電池的深度放電,會(huì )降低電池的使用壽命,應盡量避免。
5)適當的放電,有助于電池的激活,如長(cháng)期不停市電,每隔三個(gè)月應人為斷掉市電用UPS帶負載放電一次,這樣可以延長(cháng)電池的使用壽命。
6)對于多數小型UPS,上班再開(kāi)UPS,開(kāi)機時(shí)要避免帶載啟動(dòng),下班時(shí)應關(guān)閉UPS;對于網(wǎng)絡(luò )機房的UPS,由于多數網(wǎng)絡(luò )是24小時(shí)工作的,所以UPS也必須全天候運行。
7)UPS放電后應及時(shí)充電,避免電池因過(guò)度自放電而損壞。
不間斷電源-如何延長(cháng)UPS的供電時(shí)間?
延長(cháng)不間斷電源系統的供電時(shí)間有兩種方法:
1.外接大容量電池組:可根據所需供電時(shí)間外接相應容量的電池組,但須注意此種方法會(huì )造成電池組充電時(shí)間的相對增加,另外也會(huì )增加占地面積與維護成本,故需認真評估。
2.選購容量較大的不間斷電源系統:此方法不僅可減少維護成本,若遇到負載設備擴充,較大容量的不斷電系統仍可立即運作。
UPS電源系統開(kāi)、關(guān)機
第一次開(kāi)機
(1)按以下順序合閘:儲能電池開(kāi)關(guān)→自動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)→輸出 關(guān)機 先將電腦或其它儀器關(guān)閉,讓UPS空載運行10分鐘,待機內熱量排出后,再按面板“關(guān)”鍵。
一、保持適宜的環(huán)境溫度。影響蓄電池壽命的重要因素是環(huán)境溫度,一般電池生產(chǎn)廠(chǎng)家要求的最佳環(huán)境溫度是在20-25℃之間。雖然溫度的升高對電池放電能力有所提高,但付出的代價(jià)卻是電池的壽命大大縮短。據試驗測定,環(huán)境溫度一旦超過(guò)25℃,每升高10℃,電池的壽命就要縮短一半。目前UPS所用的蓄電池一般都是免維護的密封鉛酸蓄電池,設計壽命普遍是3年,這在電池生產(chǎn)廠(chǎng)家要求的環(huán)境下才能達到。達不到規定的環(huán)境要求,其壽命的長(cháng)短就有很大的差異。另外,環(huán)境溫度的提高,會(huì )導致電池內部化學(xué)活性增強,從而產(chǎn)生大量的熱能,又會(huì )反過(guò)來(lái)促使周?chē)h(huán)境溫度升高,這種惡性循環(huán),會(huì )加速縮短電池的壽命。
二、定期充電放電。UPS電源中的浮充電壓和放電電壓,在出廠(chǎng)時(shí)均已調試到額定值,而放電電流的大小是隨著(zhù)負載的增大而增加的,使用中應合理調節負載,比如控制微機等電子設備的使用臺數。一般情況下,負載不宜超過(guò)UPS額定負載的60%。在這個(gè)范圍內,電池的放電電流就不會(huì )出現過(guò)度放電。
UPS因長(cháng)期與市電相連,在供電質(zhì)量高、很少發(fā)生市電停電的使用環(huán)境中,蓄電池會(huì )長(cháng)期處于浮充電狀態(tài),日久就會(huì )導致電池化學(xué)能與電能相互轉化的活性降低,加速老化而縮短使用壽命。因此,一般每隔2-3個(gè)月應完全放電一次,放電時(shí)間可根據蓄電池的容量和負載大小確定。一次全負荷放電完畢后,按規定再充電8小時(shí)以上。
三、利用通訊功能。目前,絕大多數大、中型UPS都具備與微機通訊和程序控制等可操作性能。在微機上安裝相應的軟件,通過(guò)串/并口連接UPS,運行該程序,就可以利用微機與UPS進(jìn)行通訊。一般具有信息查詢(xún)、參數設置、定時(shí)設定、自動(dòng)關(guān)機和報警等功能。通過(guò)信息查詢(xún),可以獲取市電輸入電壓、UPS輸出電壓、負載利用率、電池容量利用率、機內溫度和市電頻率等信息;通過(guò)參數設置,可以設定UPS基本特性、電池可維持時(shí)間和電池用完告警等。通過(guò)這些智能化的操作,大大方便了UPS電源及其蓄電池的使用管理。
四、及時(shí)更換廢/壞電池。目前大中型UPS電源配備的蓄電池數量,從3只到80只不等,甚至更多。這些單個(gè)的電池通過(guò)電路連接構成電池組,以滿(mǎn)足UPS直流供電的需要。在UPS連續不斷的運行使用中,因性能和質(zhì)量上的差別,個(gè)別電池性能下降、儲電容量達不到要求而損壞是難免的。當電池組中某個(gè)/些電池出現損壞時(shí),維護人員應當對每只電池進(jìn)行檢查測試,排除損壞的電池。更換新的電池時(shí),應該力求購買(mǎi)同廠(chǎng)家同型號的電池,禁止防酸電池和密封電池、不同規格的電池混合使用。
在使用不間斷電源系統的過(guò)程中,人們往往片面地認為蓄電池是免維護的而不加重視。然而有資料顯示,因蓄電池故障而引起UPS主機故障或工作不正常的比例大約為1/3。由此可見(jiàn),加強對66UPS電池的正確使用與維護,對延長(cháng)蓄電池的使用壽命,降低UPS系統故障率,有著(zhù)越來(lái)越重要的意義。除了選配正規品牌蓄電池以外,應從以下幾個(gè)方面入手正確地使用與維護蓄電池:
(1)UPS電源在正常使用情況下,主機的維護工作很少,主要是防塵和定期除塵。特別是氣候干燥的地區,空氣中的灰粒較多,機內的風(fēng)機會(huì )將灰塵帶入機內沉積、當遇空氣潮濕時(shí)會(huì )引起主機控制紊亂造成主機工作失常,并發(fā)生不準確告警,大量灰塵也會(huì )造成器件散熱不好。一般每季度應徹底清潔一次。其次就是在除塵時(shí),檢查各連接件和插接件有無(wú)松動(dòng)和接觸不牢的情況?!?/p>
(2)雖說(shuō)儲能電池組目前都采用了免維護電池,但這只是免除了以往的測比、配比、定時(shí)添加蒸餾水的工作。但外因工作狀態(tài)對電池的影響并沒(méi)有改變,不正常工作狀態(tài)對電池造成的影響沒(méi)有變,這部分的維護檢修工作仍是非常重要的,UPS電源系統的大量維修檢修工作主要在電池部分。
a.儲能電池的工作全部是在浮充狀態(tài),在這種情況下至少應每年進(jìn)行一次放電。放電前應先對電池組進(jìn)行均衡充電,以達全組電池的均衡。要清楚放電前電池組已存在的落后電池。放電過(guò)程中如有一只達到放電終止電壓時(shí),應停止放電,繼續放電先消除落后電池后再放。
b.核對性放電,不是首先追求放出容量的百分之多少,而是要關(guān)注發(fā)現和處理落后電池,經(jīng)對落后電池處理后再作核對性放電實(shí)驗。這樣可防止事故,以免放電中落后電池惡化為反極電池。
c.平時(shí)每組電池至少應有8只電池作標示電池,作為了解全電池組工作情況的參考,對標示電池應定期測量并做好記錄。
d.日常維護中需經(jīng)常檢查的項目有:清潔并檢測電池兩端電壓、溫度;連接處有無(wú)松動(dòng),腐蝕現象、檢測連接條壓降;電池外觀(guān)是否完好,有無(wú)殼變形和滲漏;極柱、安全閥周?chē)欠裼兴犰F逸出;主機設備是否正常。
e.免維護電池要維護,不是什么無(wú)稽之談,應從廣義的維護立場(chǎng)出發(fā),做到運行、日常管理的周到、細致和規范性,保證設備(包括主機設備)保持良好的運行狀況,從而延長(cháng)使用年限;保證直流母線(xiàn)經(jīng)常保持合格的電壓和電池的放電容量;保證電池運行和人員的安全可靠。這就是電池維護的目的,也是電池運行規程中包括的內容和進(jìn)行規則。
(3)當UPS電池系統出現故障時(shí),應先查明原因,分清是負載還是UPS電源系統;是主機還是電池組。雖說(shuō)UPS主機有故障自檢功能,但它對面而不對點(diǎn),對更換配件很方便,但要維修故障點(diǎn),仍需做大量的分析、檢測工作。另外如自檢部分發(fā)生故障,顯示的故障內容則可能有誤?!?/p>
(4)對主機出現擊穿,斷保險或燒毀器件的故障,一定要查明原因并排除故障后才能重新啟動(dòng),否則會(huì )接連發(fā)生相同的故障。
(5)當電池組中發(fā)現電壓反極、壓降大、壓差大和酸霧泄漏現象的電池時(shí),應及時(shí)采用相應的方法恢復和修復,對不能恢復和修復的要更換,但不能把不同容量、不同性能、不同廠(chǎng)家的電池聯(lián)在一起,否則可能會(huì )對整組電池帶來(lái)不利影響。對壽命已過(guò)期的電池組要及時(shí)更換,以免影響到主機。
UPS作為保護性的電源設備,它的性能參數具有重要意義,應是我們選購時(shí)的考慮重點(diǎn)。市電電壓輸入范圍寬,則表明對市電的利用能力強(減少電池放電)。輸出電壓、頻率范圍小,則表明對市電調整能力強,輸出穩定。波形畸變率用以衡量輸出電壓波形的穩定性,而電壓穩定度則說(shuō)明當UPS突然由零負載加到滿(mǎn)負載時(shí),輸出電壓的穩定性。
還有UPS效率、功率因數、轉換時(shí)間等都是表征UPS性能的重要參數,決定了對負載的保護能力和對市電的利用率。性能越好,保護能力也越強,總的來(lái)說(shuō),離線(xiàn)式UPS對負載的保護最差,在線(xiàn)互動(dòng)式略?xún)?yōu)之,在線(xiàn)式則幾乎可以解決所有的常見(jiàn)電力問(wèn)題。當然成本也隨著(zhù)性能的增強而上升。因此用戶(hù)在選購UPS時(shí),應根據負載對電力的要求程度及負載的重要性不同,而選取不同類(lèi)型的UPS。
UPS購買(mǎi)須知的信息
在購買(mǎi)電池后備系統時(shí),需要知道這些設備的以下信息:
UPS電池供電的時(shí)間長(cháng)短
UPS在使用待機電源時(shí)是否向服務(wù)器提供警告系統
UPS是否包含可以消除輸入的瞬態(tài)噪聲的電源調節功能
電池的壽命和它的性能如何隨時(shí)間而降低
在電池不再能夠提供后備功率時(shí)設備是否發(fā)出警告
何時(shí)需要替換電池
一般情況下還需要了解要掛接UPS的設備的電源要求。對服務(wù)器裝置而言,這可能包括CPU(和其他附加的設備)、監視器、外部路由器、集中器單元和布線(xiàn)中心,設備的背面提供了有關(guān)這些設備的電源要求,設備上的標牌列出了各單元使用的功率。UPS具有一個(gè)VA (伏安)額定值,即線(xiàn)路電壓與電流(安培)的乘積。用戶(hù)首先需要將要掛接到UPS上的設備的各個(gè)功率要求加起來(lái),再去購買(mǎi)可以處理這么大負荷的UPS。先從要掛接的每種設備背面了解電流額定值,并將它與電壓(通常為120/220V)相乘;然后,將所有設備的值加起來(lái),再去選擇一個(gè)處理能力比該負荷高出20%的UPS。
掛接到文件服務(wù)器的UPS通常需要一個(gè)附加電纜,用于在UPS使用后備電源時(shí)警告文件服務(wù)器,服務(wù)器于是將進(jìn)行關(guān)機程序。請記住查問(wèn)UPS供應商,確保用戶(hù)的操作系統可以使用此功能。
某些供應商已經(jīng)為他們的電源保護設備開(kāi)發(fā)出某些高級功能。American Power Conversion的Smart-UPS系列通過(guò)一種稱(chēng)為PowerChute的軟件控制程序為網(wǎng)絡(luò )管理員提供診斷信息。該軟件安裝在服務(wù)器上并通過(guò)電纜與UPS通信,這樣,管理員可以跟蹤電源質(zhì)量、UPS工作溫度、線(xiàn)路頻率、UPS輸出電壓、最大和最小線(xiàn)路功率、電池功率強度、線(xiàn)路電壓和UPS負荷。
UPS為何要同交流穩壓電源搭配使用?
因為中國電網(wǎng)存在的問(wèn)題是:電網(wǎng)突然停電或來(lái)電時(shí)電壓不穩,忽高忽低,高電壓涌流,瞬態(tài)脈沖電壓過(guò)高頻率誤差太大,單用UPS只能解決掉電,而影響存盤(pán)使資料丟失,而無(wú)法對電波的雜質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾。
針對以上,常用解決的方法是:對電壓忽高忽低,電流增加或減弱,相位不正確及電網(wǎng)中的雜質(zhì)只能用凈化穩壓電源來(lái)解決。由于電網(wǎng)突然掉電或瞬態(tài)干擾和頻率誤差較大將影響系統信息的傳導和重要資料被刪除,需要UPS來(lái)解決。因而UPS電源要同凈化穩壓器一起搭配使用,才能解決電源的質(zhì)量問(wèn)題,才能符合計算機的要求。
美國聯(lián)合包裹服務(wù)公司(United Parcel Service Inc., UPS)上調了其8.1%的股息。這是該快遞公司連續第三年以每股五美分的幅度上調其季度派息。
新的股息將達到每年每股2.68美元,這將給該公司帶來(lái)每年1.86億美元的額外支出。自從最近一次未提高股息的2009年以來(lái),該公司每年提高股息的幅度相當一致。UPS 表示,2000年以來(lái)其股息已經(jīng)翻了三倍多。
在這次提高股息之前,由于圣誕節假日期間問(wèn)題頻發(fā)的快遞遞送服務(wù),UPS上月公布的第四季度業(yè)績(jì)令人十分失望。為了避免遭受圣誕節期間的潰敗,UPS付出了極大的努力,包括計劃投資擴建一些樞紐來(lái)處理更多的包裹。
在盤(pán)后交易中,該公司股價(jià)下跌了0.5%,至每股96.07美元。[1]
大型數據中心的基礎設施系統主要分電源、環(huán)境控制和機房監控管理系統。由于大型數據中心承載企業(yè)、集團、機構的核心業(yè)務(wù),重要性高,不允許業(yè)務(wù)中斷。因而大型數據中心一般根據TIA942標準的Tier4標準建設,可靠性要求99.99999%以上,以保證異常故障和正常維護情況下,數據中心正常工作,核心業(yè)務(wù)不受影響。
1、電源系統,通常選用多路市電源互為備份,并且機房設有專(zhuān)用柴油發(fā)電機系統作為備用電源系統,市電電源間、市電電源和柴油發(fā)電機間通過(guò)ATS(自動(dòng)切換開(kāi)關(guān))進(jìn)行切換,為數據中心內UPS(不間斷供電電源)、機房空調、照明等設備供電。由于大型數據中心業(yè)務(wù)重要性,通常采用雙母線(xiàn)的供電方案供電,滿(mǎn)足大型數據中心服務(wù)器等IT設備高可靠性用電要求。雙母線(xiàn)供電系統,有兩套獨立UPS供電系統(包含UPS配電系統),在任一套供電母線(xiàn)(供電系統)需要維護或故障等無(wú)法正常供電的情況下,另一套供電母線(xiàn)仍能承擔所有負載,保證機房業(yè)務(wù)供電,確保數據中心業(yè)務(wù)不受影響。在UPS輸出到服務(wù)器等IT設備輸入間,選用SPM(服務(wù)器電源管理器)進(jìn)行電源分配和供電管理,實(shí)現對每臺機柜用電監控管理,提高供電系統的可靠性和易管理性。對于雙路電源的服務(wù)器等IT設備,直接從雙母線(xiàn)供電系統的兩套母線(xiàn)引人電源,即可保證其用電高可靠性。對于單路電源的服務(wù)器等IT設備,通常選用STS(靜態(tài)切換開(kāi)關(guān))為其選擇切換一套供電母線(xiàn)供電。在供電母線(xiàn)無(wú)法正常供電時(shí),STS將自動(dòng)快速切換到另一套供電正常的母線(xiàn)供電,確保服務(wù)器等IT設備的可靠用電。
2、環(huán)境控制系統,通常選用機房精密空調對數據中心的環(huán)境調節,確保服務(wù)器等IT設備的運行環(huán)境。對于發(fā)熱量大的服務(wù)器等IT設備,通常選用高通孔率(一般大于70%)網(wǎng)孔門(mén)的機柜,提高機柜進(jìn)出風(fēng)量;將機柜面對面、背對背布置,在機房?jì)刃纬衫錈岣綦x的風(fēng)道,提高制冷效率;空調采用下送風(fēng)方式,確保機房送風(fēng)均勻,提高制冷效率。
在某些功率密度特別高場(chǎng)合(發(fā)熱量超過(guò)5kw/機柜),往往容易產(chǎn)生局部熱點(diǎn),形成故障隱患。為消除局部熱點(diǎn),需要采用相應的高熱密度解決方案,如開(kāi)放式方案即為在局部熱點(diǎn)發(fā)生處加裝制冷終端XD,加強局部制冷能力,以消除局部熱點(diǎn);封閉式方案即為高功率密度設備放置在封閉機柜內,通過(guò)機柜內制冷循環(huán),高效率制冷散熱。
3、機房監控管理系統,大型數據中心需要對電源、空調等設備運行狀態(tài)進(jìn)行管理,同時(shí)還需要對機房?jì)拳h(huán)境,如溫濕度、漏水、煙感等參量進(jìn)行監控,確保數據中心工作在一個(gè)正常的范圍之內。并對數據中心設備運行參數和環(huán)境量實(shí)時(shí)監控和管理,同時(shí)遠程監控和管理,實(shí)現機房無(wú)人值守。
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