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直流屏电源单机UPS系统在我厂的应用及问题对策
我厂从1993年随着DMT装置仪表改型为DCS系统时，配套引进了一台梅兰日兰公司的EPS2000型UPS开始，到目前为止共使用过梅兰日兰EPS200、GALAXY PW、SIEMENS S系列、POWERWARE 9315等10多台不同品牌和型号的UPS，主要给装置仪表、火警等重要工业负荷供电。在使用过程中也曾发生多次故障，进行过多次改进。

2）故障原因分析及对策：
从上表可以看出，电池故障是UPS故障的主要原因。由于其他几项都可以依靠UPS完善的报警系统和日常巡检来及时发现和处理。因此，电池一直是UPS维护的重点内容。
中小容量的UPS系统采用的电池大部分单体为12V铅酸免维护电池（大容量电池为2V），一套UPS系统按照机型由35—46块不等的单体电池串联组成，每一块电池的性能好坏将影响整组电池发挥作用。因此对整个电池组来说，随着运行时间的增加，容量最小电池将决定着整组电池的容量。
正常运行时对铅酸免维护电池应该做到以下几点：
！）即可能使电池处于环境温度保持在20℃--25℃。
！！）定期（3个月—半年）对电池进行活化治疗性放电，即用20时放电率放至10.8V，然后充足电再用。
因此，在电池使用方面应克服“免维护”就是不用维护的误区，运行期间也需要定期对电池放电维护。
3）单机UPS系统在我厂的应用改进。
单机系统UPS使用的关键在蓄电池维护上，维护的好就能在关键时刻发挥作用。多年来，我们都是通过每半年通过 “将UPS切到旁路电源供电后，利用假负载对电池进行测试和活化放电”的方法维护电池。以此，延长UPS可靠运行时间,保证在出现电网晃电时为装置DCS系统提供了可靠不间断供电保证。
4）单机UPS系统存在问题
在UPS放电维护期间，由于负荷是通过手动旁路（市电）电源供电，因此，存在以下问题：
！）负荷电压与旁路电源电压相同，不能保证指标合格。
！！）负荷不受保护。万一旁路电源波动或停电，负荷将受到重大影响，特别是DCS等重要负荷出现掉电，间接造成生产装置停车其经济损失巨大。
！！！）由于定期放电，特别是电池使用寿命末期，仍不能保证电池在关键时刻发挥作用。
根据以上问题，我们认为单机系统在大型工业装置中使用不是完备方案。
三、热备份冗余系统在我厂的应用
单机系统的缺点是我们改进的动力。我厂DMT装置有两台梅兰日兰的EPS2000机型的UPS分别做为“仪表DCS 电源（30KVA）”和 “同步机励磁电源（10KVA）”，并且均为单机系统。在1996年大修期间，我们根据DMT装置这两台单机系统在同一工作地点的特点，考虑到EPS2000不具备冗余并机的特点，经过技术经济分析，新上了一台梅兰日兰GALAXY PW 30KVA机器，实现了热备份冗余系统。其系统图如图2：

利用一台后备机的输出接于两台主机的旁路电源侧，保证主机的旁路电源也是通过备台UPS供电，经过改造后，在对每台机器的蓄电池维护时，只需将本台机器手动切换到维修旁路，就可以对退出运行的UPS进行维护。由于3台UPS有3组电池，不但提高了外部电源故障时的后备电池的供电时间，也减少了电池故障给负荷造成供电中断的概率。解决了单台UPS系统的缺点。经过改造，在这套装置因UPS问题造成装置停车的问题基本得到解决。
笔者认为：热备份冗余UPS系统是实现对重要负载提高供电电源可靠性改造的较好的方案之一，这种配置适用于强调电源高可靠性和高可用性负载。有关资料显示：如果单机的可用度为100%，热备份冗余UPS系统的可用度提高为284%，因此，是不同机型或不具备并机能力机型提高可靠性的最好的解决方案。在现有单机型基础上，实现只需购置一台设备，就能达到目的，能够降低采购费用，减少资金浪费，是较经济的方案。
热备份冗余UPS系统虽然是不同机型或不具备并机能力机型提高可靠性的最好的解决方案，但不是UPS应用最好的方案，它存在如下缺点：
！）正常运行状态，一台主UPS在工作，另一台备机UPS只提供主UPS旁路电压，不提供电流，所以备机设备能力不能充分发挥。
！！）负载侧短路或过负荷是不可避免的，一般情况下，旁路电源的过载能力比逆变器过载能力大。虽然，增加了一台UPS，但是，它接在主机的旁路电源侧，在负载短路或过负荷时，最终还会出现由主机逆变器侧到旁路侧再到备机旁路侧的自动切换，因此，增加一台UPS没能达到提高系统的过载的能力。
分流器FL用30A/75mv，外形见图2。

为了让读者能够更好的理解电源的工作原理，以上我们提供的是非常基本的图解，图中并未包含其他额外的电路，比如说短路保护、待机电路以及PG信号发生器等等。当然了，如果您还想了解一下更加详尽的图解，请看图5。如果看不懂也没关系，因为这张图本来就是为那些专业电源设计人员看的。

图5：典型的低端ATX电源设计图

你可能会问，图5设计图中为什么没有电压整流电路？事实上，PWM电路已经肩负起了电压整流的工作。输入电压在经过开关管之前将会再次校正，而且进入变压器的电压已经成为方形波。所以，变压器输出的波形也是方形波，而不是正弦波。由于此时波形已经是方形波，所以电压可以轻而易举的被变压器转换为DC直流电压。也就是说，当电压被变压器重新校正之后，输出电压已经变成了DC直流电压。这就是为什么很多时候开关电源经常会被称之为DC-DC转换器。

馈送PWM控制电路的回路负责所有需要的调节功能。如果输出电压错误时，PWM控制电路就会改变工作周期的控制信号以适应变压器，最终将输出电压校正过来。这种情况经常会发生在PC功耗升高的时，此时输出电压趋于下降，或者PC功耗下降的时，此时输出电压趋于上升。

在看下一页是，我们有必要了解一下以下信息：

★在变压器之前的所有电路及模块称为“primary”（一次侧），在变压器之后的所有电路及模块称为“secondary”（二次侧）；

★采用主动式PFC设计的电源不具备110 V/ 220 V转换器，同时也没有电压倍压器；

★对于没有PFC电路的电源而言，如果110 V / 220 V被设定为110 V时，电流在进入整流桥之前，电源本身将会利用电压倍压器将110 V提升至220 V左右；

★PC电源上的开关管由一对功率MOSFET管构成，当然也有其他的组合方式，之后我们将会详解；

★变压器所需波形为方形波，所以通过变压器后的电压波形都是方形波，而非正弦波；

★PWM控制电流往往都是集成电路，通常是通过一个小的变压器与一次侧隔离，而有时候也可能是通过耦合芯片（一种很小的带有LED和光电晶体管的IC芯片）和一次侧隔离；

★PWM控制电路是根据电源的输出负载情况来控制电源的开关管的闭合的。如果输出电压过高或者过低时，PWM控制电路将会改变电压的波形以适应开关管，从而达到校★正输出电压的目的；

下一页我们将通过图片来研究电源的每一个模块和电路，通过实物图形象的告诉你在电源中何处能找到它们。

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杭州直流屏电源电力行业由于业务具有极强的关键性，因此对支撑其业务运行的信息系统的安全性要求非常高，保障电力信息系统稳定可靠运行，是电力信息化的一项重要课题。而应用高可靠、高可用、高效节能的动力设备，打造安全稳定的动力基础设施，则成为电力部门关注的重点。日前，我国最大的电力企业国家电网公司在其新建的上海容灾中心机房里，通过应用Emerson所属业务品牌（纽约证券交易所股票代码：EMR）、“关键业务全保TM”的全球领导者艾默生网络能源旗下“超大容量UPS、精密空调和服务器机柜产品”，充分保障了机房供电及环境的可靠性，提高了机房运行环境的安全等级，成为电力行业大型数据中心动力平台建设的一个典范。

国家电网上海容灾中心，是国家电网公司为了最大程度降低运维成本、提高公司集团化管控能力而新建的大型数据中心，是国家电网公司一体化企业级信息系统安全、可靠、稳定运行的重要保障。如此重要的场所，其相应的动力基础平台，包括供配电、制冷、机柜等系统也必然要达到业界最高标准。为了寻找到一套具备国际一流水准并且符合上海容灾中心实际需求的技术方案，建设单位面向社会进行了公开招标，对国内外众多竞标厂商进行了严格考察。经过多方对比和评估，最终决定选用艾默生网络能源的“超大容量UPS、精密空调和服务器机柜产品”。

据悉，艾默生网络能源针对国家电网上海容灾中心提供的解决方案，包含了公司旗下数十套Hipulse-NXL系列超大功率UPS及旁路柜、上百套LiebertPEX精密空调，近七百套的服务器机柜。该方案具有以下优势：首先，这些产品是业界前沿技术和艾默生数十年工程经验的完美结合，在可靠性、稳定性、智能化等方面具有优异的表现；其次，方案集艾默生全球研发经验，工程设计，安装调试，售后服务于一身，有效解决了各系统之间的兼容和配合问题，提高了系统可用性和安全性，该方案整体可用性达到了业界最高的99.99999%（即平均20年时间内，供电系统故障的累计时间不大于1分钟）；在节能环保方面，由于机房能耗主要集中在制冷环节，方案采用的LiebertPEX机房专用空调应用了V型蒸发器、远红外加湿等业界领先技术，提升了系统运行效率，有效降低了机房整体能耗。

作为业界主流的动力设备和解决方案提供商，艾默生网络能源一直以来始终致力于为以创新的技术、可靠的产品、完善的解决方案及高效的服务，满足电力行业用户的网络能源应用需求。目前，艾默生网络能源在我国电力行业已经树立了良好的品牌形象，并建立了稳固的应用基础，诸多应用如东北电网有限公司电力信息中心机房项目、郑州电力计量中心电力电能机房项目等，均成为业界知名案例。此次艾默生网络能源携手上海市电力公司共同打造国家电网上海容灾中心，无疑是公司助力电力行业大型数据中心动力平台建设的又一个成功案例。

关于艾默生网络能源

艾默生网络能源是Emerson所属业务品牌(纽约证券交易所股票代码：EMR)，是“关键业务全保障TM”的全球领导者，为通信网络、数据中心、医疗保健和工业设施提供从网络到芯片全方位的保障。艾默生网络能源在交直流电源、精密制冷、嵌入式计算和电源、一体化机架和机柜、转换开关、动力和环境监控、连接、太阳能和风能等领域为客户提供不断创新的解决方案和专业技术。所有的解决方案在全球范围内均能得到本地的艾默生网络能源专业服务人员的全面支持。

功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数，样品的实测功率因素保持在0.95以上，说明产品的效率保持着一个较高的水平。

安规拆检

安规是电气产品最基本的要求，也是产品需要为使用者提供的最基本保障。从测试结果来看，样品符合产品使用的基本要求，能够保障使用者的基本人身安全。

当然，应急电源在某种程度上已经属于消防安全的范畴，但限于实验室的测试设备等原因，这一部分无法进行测试，只在照明范畴内的安规要求下进行测试。

供应直流屏蓄电池直流屏蓄电池安装直流屏蓄电池更换供应直流屏蓄电池直流屏蓄电池安装直流屏蓄电池更换直流屏蓄电池一般的蓄电池铅酸蓄电池是由正负极板、隔板、壳体、电解液和接线桩头等组成，其放电的化学反应是依靠正极板活性物质(二氧化铅和铅)和负极板活性物质 (海绵状纯铅)在电解液(稀硫酸溶液)的作用下进行，其中极板的栅架，传统蓄电池用铅锑合金制造，免维护蓄电池是用铅钙合金制造，前者用锑，后者用钙，这是两者的根本区别点。不同的材料就会产生不同的现象：传统蓄电池在使用过程中会发生减液现象，这是因为栅架上的锑会污染负极板上的海绵状纯铅，减弱了完全充电后蓄电池内的反电动势，造成水的过度分解，大量氧气和氢气分别从正负极板上逸出，使电解液减少。用钙代替锑，就可以改变完全充电后的蓄电池的反电动势，减少过充电流，液体气化速度减低，从而减低了电解液的损失。

由于免维护蓄电池采用铅钙合金栅架，充电时产生的水分解量少，水份蒸发量低，加上外壳采用密封结构，释放出来的硫酸气体也很少，所以它与传统蓄电池相比，具有不需添加任何液体，对接线桩头、电线腐蚀少，抗过充电能力强，起动电流大，电量储存时间长等优点。

免维护蓄电池因其在正常充电电压下，电解液仅产生少量的气体，极板有很强的抗过充电能力，而且具有内阻小、低温起动性能好、比常规蓄电池使用寿命长等特点，因而在整个使用期间不需添加蒸馏水，在充电系正常情况下，不需从拆下进行补充充电。但在保养时应对其电解液的比重进行检查。

大多数免维护蓄电池在盖上设有一个孔形液体(温度补偿型)比重计，它会根据电解液比重的变化而改变颜色。可以指示蓄电池的存放电状态和电解液液位的高度。当比重计的指示眼呈绿色时，表明充电已足，蓄电池正常；当指示眼绿点很少或为黑色，表明蓄电池需要充电；当指示眼显示淡黄色，表明蓄电池内部有故障，需要修理或进行更换。

免维护蓄电池也可以进行补充充电，充电方式与普通蓄电池的充电方法基本一样。充电时每单格电压应限制在2．3-2．4V间。注意使用常规充电方法充电会消耗较多的水，充电时充电电流应稍小些(5A以下)。不能进行快速充电，否则，蓄电池可能会发生爆炸，导致伤人。当免维护蓄电池的比重计，显示为淡黄色或红色时，说明该蓄电池已接近报废，即使再充电，使用寿命也不长。此时的充电只能做为救急的权宜之计。

有条件时，对免维护蓄电池可用具有电流-电压特性的充电设备进行充电。该设备即可保证充足电，又可避免过充电而消耗较多的水。

一般这类免维护电池从出厂到使用可以存放10个月，其电压与电容保持不变，质量差的在出厂后的3个月左右电压和电容就会下降。在购买时选离生产日期有3个月的，当场就可以检查电池的电压和电容是否达到说明书上的要求，若电压和电容都有下降的情况则说明它里面的材质不好，那么电池的质量肯定也不行，有可能是加水电池经过经销商充电后伪装而成的。

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松下蓄电池简介：

早在1957年，阳光公司就发明了胶状电解质的全密封阀控式铅酸蓄电池，并获得全球性技术专利，专利号为：1194015。目前阳光公司在世界胶体电池行业仍处于领先地位。胶体电池是目前世界上各项性能最优越的阀控式铅酸蓄电池!

编辑本段二、阳光电池优点：

1、凝胶电解质，无内部短路。热容量大，热消散能力强，能避 免一般蓄电池易产生的热失控现象，因而在高温操作时极为可靠，电池不会产生“干化”现象，工作温度范围。

2、由于电池为胶状固体，所以电解质浓度均匀，不存在酸分层现象。

3、酸浓度低，对极板腐蚀弱，并采用独特的管式极板，因此电池寿命长。

4、电池极板采用无锑合金，电池自放电极低。20°C下存放两年后，还有50%以上的容量，即两年内不需补充电。

5、超强的承受深放电及大电流放电能力，具有过充及过放电自我保护性能。

6、电池抗深放电能力强，100%放电后仍可继续接在负载上，在四星期内充电可恢复原容量。

7、采用高灵敏低压伞型气阀（德国阳光公司专利），使蓄电池使用更加安全可靠。

8、采用多层耐酸橡胶圈滑动式密封（德国阳光公司专利），保证了使用寿命后期极柱生长时的密封性能。胶体(dryfit)A600系列电池是把电解液固定于胶体中的密闭阀控式铅酸可充电电池。胶体技术由德国阳光公司发明并发展。 胶体(dryfit)A600系列电池可用于多种用途，诸如：通讯、发电、配电、遥控及交通工程、保安电力供应、数据工程系统、报警讯号及安全照明等。

YUASA NP系列电池是汤浅公司凭借八十多年的生产经验，加上不断的科研，配合市场的趋向而生产的电池，具有高性能、经济维护省力等特点，符合客户的要求。随着电子科技日新月异的发展，汤浅NP系列免维护阀控式铅酸蓄电池已被更广泛地使用，并得到广大用户的好评。

1.维护简单充电时，电池内部产生的氧气大部分被极板吸收还原成电解液，基本没有电解液减少。

2.持液性高电解液被吸收于特殊的隔板中，保持不流动状态，所以即使倒下也可使用。（倒下超过90度以上不能使用）

3.安全性能卓越由于极端过充电操作失误引起过多的气体可以放出，防止电池的破裂。

4.自放电极小用特殊铅酸合金生产板栅，把自放电控制在最小。

5.寿命长、经济性好电池的板栅采用耐腐蚀性好的特种铅钙合金，同时采用特殊隔板能保住电解液，再同时用强力压紧正板活性物质，防止脱落，所以是一种寿命长、经济的电池。

6.内阻小由于内阻小，大电流放电特性好。

7.深放电后有优良的恢复能力万一出现长期放电，只要充分充电，基本不出现容量降低，很快可以恢复。

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