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韩国UNION蓄电池MX122000 12V200AH售后服务
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传统UPS供电系统的能源架构的形成谈到不停电供电系统,最重要的条件是必须具备两种能源:
①主供电能源:通常是市电电网;
②备用能源:通常包括交流备用能源—发电机和直流过渡备用能源—蓄电池。
任何供电方案的形成,从根本上讲是由两种能源的特性和配置方法决定的。因此,在我们讨论一个方案的优劣和探讨可能的变革时,也必须从能源类型的选择和配置方法入手。
(1)对传统UPS供电系统进行改革的思考
谈到传统UPS的技术进步和变革,通常是指设备功能和电路技术的进步、系统方案设计的进步、新设备的应用和系统方案的改革。
但是,以下四个问题是传统UPS系统难以解决的固有问题,使任何技术进步和改革都会遇到不可逾越的障碍:
①UPS供电系统可靠性差的主要原因是UPS设备可靠性差,前面讲的所有提高系统可靠性措施主要是针对UPS设备的,UPS的AC/DC和DC/AC变换是整个供电系统中可靠性最薄弱的环节;
②AC/DC和DC/AC双转换结构形式形成对提高系统效率改革的制约,AC/DC和DC/AC变换运行效率难以再提高。提高可用性需要冗余并机系统,使供电系统设备容量利用率低于40%。设备容量利用率在20%～30%情况下,整个系统运行效率会降到80%以下;
③AC/DC和DC/AC双转换结构形式形成对提高可靠性改革的制约,AC/DC和DC/AC变换决定了UPS设备和系统的复杂性,已经采用过的各种技术措施在降低复杂性方面都没有明显的成效,甚至技术越进步,系统越复杂,进而可靠性越差;
④提高功率半导体器件性能的局限性对提高UPS设备的容量形成制约。提高单台设备容量可降低系统的复杂性,但是当前的IGBT功率器件的输出能力和电气性能决定了单台UPS输出能力在400kVA左右,模块化UPS可拔插的最大功率模块限制在40kVA。
鉴于以上原因,我们对改革传统UPS系统的设想是,从根本上去掉传统的AC/DC和DC/AC变换结构,这可能是对传统UPS供电系统进行彻底改革的唯一出路。
为此要做到两点:
①去掉或转移UPS对供电质量进行补偿调控的功能;
②改变过渡储能器件(蓄电池)在系统中的位置,或者采用新的储能器件代替蓄电池。
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UPS电源是为安防监控系统提供动力的核心部分，是为安防监控系统提供持续、稳定、不间断电力供应的重要外部设备。目前，市场上供应的UPS电源设备种类繁多，输出功率也有所不同。UPS电源按工作模式可分为后备式、在线式两大类。按其输出波形又分为方波输出和正弦波输出两种。以下主要介绍了UPS电源的工作原理，以及如何配置安防监控系统的UPS电源。
备用电源是安防监控系统基本要素之一。缺少备用电源的系统则暗藏致命缺陷，不能投入实际应用当中，因为极可能在关键时刻贻误战机，抛锚停摆，整系统瘫痪，造成无可挽回的损失。
安防监控系统正常情况使用220伏市电，而在断电和市电被破坏的特殊情况下，还应正常工作一段时间，这就需要启用备用电源来维持这段时间监控系统的正常工作。备用电源有双路或多路供电、蓄电池组供电、发电机供电、UPS供电等等。但通常采用UPS不间断电源作为安防监控系统备用电源。
一、UPS(不间断电源)的工作原理
UPS电源由蓄电池、逆变器、充电器、稳压稳频器、转换开关组成。当市电正常输入时，UPS就将市电稳压后供给负载使用，同时对内置电池组充电，把能量储存在电池中;当市电中断(事故停电)或输入故障时，UPS立即将内置电池的能量转换，瞬间以220伏交流电继续供负载使用，使负载维持正常工作并保护负载软硬件不受损坏。UPS电源分为后备式、在线式、在线互动式三大类：
1、后备式UPS电源
在市电正常供电时，市电通过交流旁路通道经转换开关直接向负载提供电源，UPS电源内的逆变器处于停止工作状态，这时的UPS电源实质上相当于一台性能单一的市电稳压器。它除了对市电电压的幅度波动有所改善外，对电压的频率不稳、波形畸变以及从电网侵入的*等不良影响基本上没有任何改善。只有当市电供电中断或低于170伏时，蓄电池才立刻对逆变器供电，向负载提供稳压、稳频的方波交流电源。
2、在线式UPS电源
在市电正常供电时，它首先将市电交流电源经整流变成直流电源，然后进行脉宽调制、滤波、并将直流电源经逆变器重新转换成正弦波交流电源向负载供电，一旦市电中断，立即改由蓄电池提供的直流经逆变器、电脉宽调制、滤波，向负载提供正弦波交流电源。
因此，对在线式UPS而言，在正常情况下，无论有无市电，它都是由UPS电源的逆变器对负载供电，这样就避免了所有由市电电网电压波动及*而带来的影响。
显而易见，在线式UPS电源的供电质量明显优于后备式UPS电源，因为它可以实现对负载的稳频、稳压供电。而且在由市电转换到蓄电池供电时，其转换时间基本为零，真正给用户提供高质量稳压、稳频的纯净正弦波电源，从而提供符合安防监控系统需要的电源保护。
在线互动式UPS电源结合了后备式UPS和在线式UPS的许多优点，也是一种很不错的变换形式，但是由于它使用的是工频变压器，有笨重、体积大的问题存在。
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UPS供电系统的改革(1) 已具备的改革条件
随着数据中心不停电供电系统的技术进步,以下两点变化为我们提供了对传统UPS系统做进一步改革的必要条件:
①柴油发电机成为系统必备的可连续运行的主备用能源
随着数据中心技术进步和规模的扩大,一个显着的特点是单机架功率密度的提高,在一个平均机架功率密度为3kW的数据中心中,最高机架功率密度可能达到6～8kW。实际测试表明,一个普通平均机架功率密度小于2kW的机房,市电掉电制冷设备停止运行后,经60s,机房温度就上升到机房允许最高温度25℃,3.5min后,就上升到IT设备允许最高进风温度32℃;一个17个3kW机柜总发热量51kW的机房,空调停运后,大约35～40s后,机柜进风口温度达到32℃;一个17个6kW机柜总发热量102kW的机房,空调停运后,大约15s后,机柜进风口温度达到32℃。严峻的热量管理要求,使数据中心连续运行的条件,由连续供电变成既要连续供电又要连续制冷。连续供电由备用能源(电池)通过UPS完成,而连续制冷则必须由可连续运行的备用交流能源(发电机)担当,且发电机必须在机房最高功率密度机架允许的时间内启动并完成转换。也就是说,发电机已经成为数据中心必备的并可及时投入运行的核心设备。
②备用电池的功能变化
电池不能保证系统不停电供电功能。虽然规划设计时,电池容量和后备时间可选择得足够大,但是系统运行后,电池容量是一个固定量,电池备用时间是固定不变的,而市电故障停电的时间是不确定的,当市电故障时间大于电池备用时间时,系统最终还是要中断的。
于是,蓄电池的功能定义就发生了变化:
蓄电池由不停电供电的主要备用能源变为用于市电故障后备用发电机启动和切换时间内维持向负载供电的过渡备用能源。
蓄电池的备用时间要求同样也发生了变化:
?由越大越好变为可以量化:
?最短时间要大于发电机启动和与市电完成转换的时间;
?最大可用时间为制冷设备停机后,机房中最高功率密度机架中的IT设备能继续运行的时间。
(2) 改革思路的切入点
既然发电机已经成为数据中心必备的并可及时投入运行的核心设备,过渡备用能源的储能就可以很少,这就自然想到:如果不采用蓄电池作为不停电供电的过渡备用能源,或者,虽然还采用蓄电池作为不停电供电的过渡备用能源,但不把蓄电池放在交流系统中,这两种情况都可去掉系统中最薄弱的环节,即AC/DC(充电)和DC/AC(电池输出)环节,这相当于从根本上去掉了传统的UPS双转换系统。
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