湯淺蓄電池(廣東)技術有限公司

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擴容方面的區別：

模塊UPS為供電系統構建與IT設備機架的增加同步進行創造了條件，使供電系統設備的功率容量始終與已運的IT設備的實際負載量保持在一個適當的比例，特別是當發生系統方案設計需要修改，甚至項目啟動失敗或場地要搬遷時，能夠經濟而靈活的變更或退出。

而對已運行的傳統UPS系統為了擴容而改造時，很難保證不需要短時間停機操作，或者在系統運行中進行改造操作而很容易誘發系統意外故障而宕機。

五、維護性方面的區別：

傳統UPS系統在日常維護、設備維修期間均需采取轉旁路的工作方式，負載因此不受UPS保護，此時如果發生交流電源中斷、過載等故障，勢必造成負載電源供應中斷或設備損壞。同時設備維修還需要經過一系列煩瑣的程序：系統管理員通知廠商＋廠商趕至維修現場＋停電維修。

為了解決類似的可靠性瓶頸，新型模塊UPS采用了先進的UPS模塊熱插拔技術，單體模塊可任意在線投入或退出并聯單元，無需停電操作，實現了并聯系統的在線維護，同時該操作無需專門的儀器和技術即可進行。

通過熱插拔技術使單體功率模塊可任意在線投入或退出，解決了傳統UPS轉旁路維修的技術難題，使維護超常簡便，同時實現了UPS隨意擴展和冗余兩大性能，充分滿足用戶實際需求。

六、安裝地的區別：

傳統UPS體積大，效率低，一般與用電設備尤其是服務器等信息設備分開安裝設置，距離較遠而容易使得用電設備零–地電位差偏大，從而影響設備的正常運行。

而模塊化UPS由于采用高頻化技術，整機體積小，運行效率高，可以直接就近安裝在設備附近，從而可避免這一問題的產生。

七、并機故障退出機制的差別：

常見的冗余式供電方式有由二臺或多臺UPS電源逆變器模塊經系統控制柜并聯后再向外供電的主從供電體系，以及將并機功能直接設計在各個UPS電源單元模塊中的分散邏輯供電方案。不管采用那種方式，在正常工作時每個UPS電源模塊都要平均分配負載電流。在運行中，如果遇到其中一臺UPS電源模塊出故障時，并聯系統自動將有故障的UPS電源模塊同負載脫機。此時，全部負載由剩下的UPS電源模塊按照比例平均分擔。通過這種方式，UPS電源可以保證一直向用戶提供無幅度大小擾動和無供電時間中斷的高質量電源。顯然，采用這樣的供電系統，大大增強了UPS電源供電系統的可靠性。

但對于不同的并機方式，其故障機的退出和修復后的切入，對系統的影響還是有較大差別的。

對于“1＋1”系統，當單機故障退出時，其原所帶負載將全部轉由另一臺正常工作的機器承擔，該機器的階躍負載近50％左右。

按輸入輸出相數分：單進單出、三進單出和三進三出。

按功率等級分：微型（＜3KVA）、小型（3KVA～10KVA）、中型（10KVA～100KVA）和大型（＞100KVA）。

按電路結構形式分：有后備式、在線互動式、在線式等。

按輸出波形的不同分：有方波和正弦波兩種。

現按電路結構形式分類，分別敘述如下：

2．1后備式（OFF－LINE或STAND－BY）

1）原理：

① 市電正常時則市電經穩壓后直接輸出負載，同時經整流器將交流電轉化為直流電給電池充電，此時逆變器不工作。

② 當市電故障時，由電池提供電力，經逆變器輸出負載。此切換時間約4－10ms之間。

2）特點：

功率范圍： 300～2000VA

工作特點：對市電進行簡單的升降壓及濾波處理后直接供給負載，當輸入電源不符合要求時才由電池供電。在絕大多數時間內負載使用的是市電。

優 點：結構簡單、價格便宜、體積小、噪聲低、效率高。

缺 點：市電／電池供電轉換時間4～10ms，輸出低、輸出波形差、輸出波形為方波。

主要應用對象：單臺計算機系統的斷電保護

2．2在線交互式（HYBIRD）

在線交互式又稱混合式或三端口式。

1）原理：

① 市電正常時，市電經穩壓后，由轉換開關輸出負載，同時經整流器將交流電轉化為直流電給電池充電，此時逆變器已經激活，但未輸出。

② 當市電故障，由電池提供電力，經逆變器輸出負載。

2）特點：

功率范圍： 1～800KVA

工作特點：市電經過整流轉換為直流，由逆變器調制出穩定的正弦波。

優 點：負載端與市電輸入端處于優良的”電隔離“狀態之中、輸出波形好、輸出電壓質量高、無論負載突變或負載穩定時均呈現優異的帶載特性。

缺 點：效率低、成本高

主要應用對象：計算機及網絡系統、精密儀器儀表、工業系統的斷電保護。

2．3在線式（ON－LINE）：

1）原理：

①當市電正常時，市電經整流器將交流電轉變為直流電給電池充電，同時輸出到逆變器將直流電轉化為正弦交流電，經轉換開關輸出到負載。

②當市電輸入不正常時，由電池經逆變器輸出到負載。

③ 當逆變器發生故障或輸出功率不足（由于過載、過熱等原因）時，轉換開關將自動切換至靜態旁路由市電繼續供電。若旁通是由于過載引起的，UPS將在負載低于100％時，跳回逆變器正常輸出。若旁通是由于過熱引起的，UPS將在溫度低于報警點時跳回正常輸出。

2）特點：

無論是市電供電正常時，還是市電中斷由電池逆變供電期間，逆變器始終處于工作狀態，這就從根本上消除了來自電網的電壓波動和干擾對負載的影響。

由于平時逆變器與市電以同步方式進行運轉，所以逆變器與市電之間經由轉換開關自動相互切換的時間均應小于2ms，故其可靠度高，適合電源品質要求較高的場所。

從原理上來說，UPS不間斷電源是一種集數字和模擬電路，自動控制逆變器與免維護貯能裝置于一體的電力電子設備；

從功能上來說，UPS不間斷電源可以在市電出現異常時，有效地凈化市電；還可以在市電突然中斷時持續一定時間給電腦等設備供電，使你能有充裕的時間應付；

從用途上來說，隨著信息化社會的來臨，UPS不間斷電源廣泛地應用于從信息采集、傳送、處理、儲存到應用的各個環節，其重要性是隨著信息應用重要性的日益提高而增加的。

UPS不間斷電源按照工作原理可以分為在線式，后備式和在線互動式三類。

1． 后備式UPS：在市電正常時直接由市電向負載供電，當市電超出其工作范圍或停電時，通過轉換開關轉為電池逆變供電。其特點是：結構簡單，體積小，成本低，但輸入電壓范圍窄，輸出電壓穩定差，有切換時間，且輸出波形一般為方波

2． 在線互動式UPS：在市電正常時直接由市電向負載供電，當市電偏低或偏高時，通過UPS內部穩壓線路穩壓后輸出，當市電異?；蛲ｋ姇r，通過轉換開關轉為電池逆變供電。其特點是：有較寬的輸入電壓范圍，噪音低，體積小等特點，但同樣存在切換時間

3． 在線式UPS在市電正常時，由市電進行整流提供直流電壓給逆變器工作，由逆變器向負載提供交流電，在市電異常時，逆變器由電池提供能量，逆變器始終處于工作狀態，保證無間斷輸出。其特點是，有極寬的輸入電壓范圍，無切換時間且輸出電壓穩定高，特別適合對電源要求較高的場合，但是成本較高。目前，功率大于3KVA的UPS幾乎都是在線式UPS 。

分析①：鉛酸蓄電池失水的主要原因

鉛酸電池中的電解質與人體內的血液一樣有價值。一旦電解液消失，就意味著電池報廢。電解液由稀硫酸和水組成。充電過程中，很難避免失水，充電方式不一樣，失水量也不一樣。普通的三段式充電模式，充電過程中的水損失是智能脈沖模式的兩倍以上！除了電池的自然壽命還有一個損失的生命：單個電池超過90克的水分損失，電池報廢。在室溫（25℃）下，普通充電器失水量約為0．25克，智能充電脈沖為0．12克。在高溫（35℃）下，通用充電器損失0．5克水，智能充電脈沖為0．23克。點擊這里計算，普通充電器經過250次水充電干燥循環后，600次循環后水循環中新的三相脈沖將充電干燥。因此，智能脈沖可以延長電池壽命一倍以上。

鉛酸電池在充電過程中是的問題。

根據美國科學家（J．A．Mas）對鉛酸蓄電池充電過程中氣體釋放的原因和規律的研究，鉛酸蓄電池可接受的充電電流如下，以達到的氣體釋放速率：

臨界沖氣曲線公式為：I ＝ I0e－at％h ＾ 2

在充電過程中，充電電流超過臨界放氣曲線的部分只能使電池與水發生反應產生氣體并升溫，不能增加電池的容量

①恒流充電階段，充電電流保持恒定，充滿功率快速增加，電壓升高；

②恒壓充電階段，充電電壓保持恒定，充電電力繼續增加，充電電流減小；

③電池充滿，電流低于浮充轉換電流，充電電壓降至浮充電壓；

④浮充電階段，充電電壓保持浮充電壓；

普通三相充電的階段是恒流充電，主要是考慮到電路設計更方便，而不是的電池性能設計。

根據鉛酸蓄電池充入氣體的演變過程，三相充電過程中一般的氣體釋放過程如下：恒流充電的一個周期和恒壓充電的預充電，電流超過臨界氣體的演變范圍，導致電池的氣體放出，導致壽命下降。

超過臨界釋放范圍的電流只會導致電池產生氣體和溫度升高，而不會轉化為電池能量，從而降低了充電效率。

①解決方：脈沖解決失水問題

智能脈沖恒定速度的階段比普通充電器的恒流＋恒壓階段縮短近一個小時，而這一個小時的高壓充電是水分分配的關鍵時刻。智能脈沖在打開電壓參數的基礎上，把光線轉換成智能脈沖是非常準確的，而普通的充電器以電流參數為轉向燈，一旦電池硫化，內阻增大，充電電流也增大，很難轉燈電流，很容易造成高壓段長時間充電，加速水解。

（2）分析②：鉛酸電池固化的原因

長期電池潴留，充電過程中長期過度充電和充電不足，使用大電流放電，極易導致電池固化。它的外觀是：一個燈，一個充滿電，我們稱之為電池“假貨損壞”。硫酸鹽硫酸鹽附著在板上，減少了電解質和板的反應區域，電池容量迅速下降。失水會增加電池的固化；硫化會增加電池的失水量，容易形成惡性循環。

解決方案②：智能脈沖溶液固化

智能脈沖使用智能脈沖尖峰可以打破硫酸鉛的晶核，使其難以形成硫酸鹽。

智能脈沖充電器：①恒功率，②智能脈沖，③滴灌

普通三級：①恒流，②恒壓，③浮充

（3）分析③：鉛酸電池不平衡

一個電池由三到四個。由于制造過程中，每個電池的平衡無法實現。普通充電器的平均電流先用小容量單電池充電，形成過充電。當電池放電時，小容量電池首先被放電完畢，并形成過放電。長期的惡性循環，讓整個電池出現單一的落后，讓整個電池報廢。三級充電器浮充級，小電流500mA，其作用是補償充電，使電池充滿。但是它也帶來了兩個副作用：1，充滿電，過量電流不斷，電能轉化為熱量，水分解，加速水分的分配； 2，小電流充電，造成大電流分叉，容易造成電池組不平衡。

解決方案③：智能脈沖解決電池不平衡程序

智能脈動失水量是普通充電器的三分之一，水分損失少，電池電壓差會?。涣硪环矫嫠畵p失大，則電池電壓差。隨著失水量的增加，硫化會增加，而一般充電器不會消除硫化功能，所以電池組不平衡。智能脈沖充電，水分損失少，電池電壓差小，當電池固化后，可將脈沖去除，使整組電池趨于平衡。智能脈沖恒功率級大電流，作用是：1，快速充電，節省充電時間； 2，啟動電池板消除電池鈍化現象，恢復電池容量，使整組電池容量趨于平衡。放電階段，為消除電流分叉的影響，電池充滿充電不足，充滿后自動關閉，減少水分解，保持電池平衡。

（4）分析④：鉛酸電池熱失控問題

電池變形不是一個突然，往往是一個過程。當電池充電到容量的80％時，進入高壓充電區。此時，氧氣首先在正極板上沉淀，氧氣通過隔膜上的孔達到負極板。氧氣復蘇反應在負極板上進行：2Pb ＋ O2（氧氣）＝ 2PbO ＋ Q（加熱）； PbO ＋ H 2 SO 4 ＝ PbSO 4 ＋ H 2 O ＋ Q（熱量）。當反應達到90％時，氧氣產生速率增加，陽極開始產生氫氣。大量氣體的增加導致電池的內部壓力超過閥門壓力，安全閥打開，氣體逸出，終失去水分。 2H2O ＝ 2H2↑＋ O2↑。隨著電池循環次數的增加，水逐漸減少

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