摘要:所謂共享電池組方案就是指兩臺或者多臺不間斷電源(UPS)主機(jī)同時利用一組或者多組電池的解決方案。市電正常時,各不間斷電源(UPS)同時給電池組充電,市電異?;蛘咧袛鄷r,各不間斷電源(UPS)又同時利用電池組的能量逆變成交流電供給負(fù)載。
一、引言
為了提高系統(tǒng)可靠度,現(xiàn)在的機(jī)房多采用N+X并聯(lián)冗余或者雙母線的不間斷電源(UPS)配置方案。以往的方案中不間斷電源(UPS)主機(jī)的數(shù)量多了,而電池的數(shù)量也往往跟著成比例的增加,從而使花于電池的金錢、空間、承重、維護(hù)等各方面的投資加大,有時甚至是不間斷電源(UPS)主機(jī)的幾倍。那么有沒有一種方案在系統(tǒng)后備時間不受或者少受影響的情況下少配電池呢?有沒有一種方案在不間斷電源(UPS)主機(jī)冗余的情況下而不要求電池組一定跟著冗余呢? 有,共享電池組就是一個很好的解決方案。
二、共享電池組方案的理論基礎(chǔ)及其優(yōu)越性
所謂共享電池組方案就是指兩臺或者多臺不間斷電源(UPS)主機(jī)同時利用一組或者多組電池的解決方案。市電正常時,各不間斷電源(UPS)同時給電池組充電,市電異?;蛘咧袛鄷r,各不間斷電源(UPS)又同時利用電池組的能量逆變成交流電供給負(fù)載。
共享電池組方案的系統(tǒng)架構(gòu)在N+X并聯(lián)冗余或者雙母線的配置系統(tǒng)中,不間斷電源(UPS)主機(jī)一定有冗余,如:2+1并聯(lián)系統(tǒng)中,冗余量占總?cè)萘康?/span>33%,1+1并聯(lián)系統(tǒng)中,冗余量占總?cè)萘康?/span>50%,1+2并聯(lián)系統(tǒng)中,冗余量占總?cè)萘康?/span>67%,在雙母線系統(tǒng)中冗余量至少占總?cè)萘康?/span>50%等等。按照常規(guī)的電池配置方法,每臺不間斷電源(UPS)主機(jī)配帶各自的電池組,如果不間斷電源(UPS)主機(jī)因故不能逆變,它所配帶的電池組也就跟著作廢了,盡管電池沒有故障。所以不間斷電源(UPS)主機(jī)冗余,電池也要跟著冗余,主機(jī)冗余量占不間斷電源(UPS)總?cè)萘康陌俜种畮?,電池冗余量也要跟著占電池總?cè)萘康陌俜种畮祝挥羞@樣才能使系統(tǒng)后備時間不受影響,達(dá)到真正冗余的效果。換個思路考慮,當(dāng)某臺不間斷電源(UPS)主機(jī)發(fā)生故障時,如果將它所配帶的電池轉(zhuǎn)移給其它正常的不間斷電源(UPS)使用,那么系統(tǒng)配置的電池不就沒必要冗余了嗎?整個系統(tǒng)的后備時間不是同樣不受影響嗎?這正是共享電池組方案的理論基礎(chǔ)。
共享電池組方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.節(jié)省購買電池的資金投資
系統(tǒng)冗余量占系統(tǒng)總?cè)萘康陌俜种畮?,就能?jié)省電池總投資的百分之幾。在電池價格飛漲的今天,能夠節(jié)省的這筆費(fèi)用是相當(dāng)可觀的。同時,電池數(shù)量減少了,相應(yīng)的搬運(yùn)、安裝等投資也會跟著減少。
2.節(jié)省安裝空間投資
大批量的電池所占用的安裝空間也是很大的,減少了電池數(shù)量,也就成比例地減少了安裝空間方面的投資。同時也就減少了房租、裝修費(fèi)、空調(diào)配置等方面的投資。
3.節(jié)省承重方面的投資
電池組是很重的,為了解決樓層承重問題,一般會擴(kuò)大電池的放置面積或者制做承重支架。如果減少了電池數(shù)量,這方面的投資就會相應(yīng)地省去。
4.節(jié)省運(yùn)營成本投資
電池數(shù)量少了,系統(tǒng)本身以及房間空調(diào)所消耗的電能也就少了,需要投入的維護(hù)成本也少了,同時還會更加環(huán)保。
5.系統(tǒng)擴(kuò)容比較方便
對于共享電池組的不間斷電源(UPS)系統(tǒng),日后擴(kuò)容時可以不增加電池,如果現(xiàn)有電池組的后備時間還夠用,直接增加不間斷電源(UPS)主機(jī)就行了。擴(kuò)容會變得非常簡單、方便、節(jié)省資金。
6.發(fā)揮電池的最大效能,提高電池利用率
電池是需要維護(hù)的,如果長期不放電就會失去活性。對于傳統(tǒng)的電池配置方案,由于電池數(shù)量較多,停電后電池會小電流放電,電池容量可能還沒有放掉多少市電就已經(jīng)恢復(fù)。這種小電流的淺度放電對電池是沒有好處的,久而久之電池性能就會下降,一旦某臺不間斷電源(UPS)壞掉,其它不間斷電源(UPS)電池的后備時間就會達(dá)不到要求。而對于共享電池組方案,由于電池數(shù)量相對較少,停電后電池的放電電流就會比較大,電池容量也可以放的比較多,這樣有利于提高電池的活性,延長電池壽命。一旦某臺不間斷電源(UPS)壞掉,系統(tǒng)的后備時間也不會受到影響,因?yàn)殡姵夭粫婚g斷電源(UPS)實(shí)效而失效。從上面的分析可以看出共享電池組方案具有很多的優(yōu)點(diǎn),尤其是在投資、承重、安裝空間等條件受到限制時,這一方案更顯示出它的優(yōu)越性。
三、共享電池組方案需要解決的幾個問題
既然共享電池組方案具有諸多的優(yōu)點(diǎn),為什么還沒有被普遍的應(yīng)用呢?為什么很多廠商平時宣揚(yáng)自己的不間斷電源(UPS)具有共享電池組功能,而實(shí)際應(yīng)用時卻又不敢建議客戶使用呢?這是因?yàn)椴⒉皇敲恳豢畈婚g斷電源(UPS)都可以共享電池組,共享電池組需要一定的技術(shù)支持。
對于共享電池組方案,大家比較關(guān)心的問題主要有以下幾個:
1.直流母排直接相連,各臺不間斷電源(UPS)的整流器會不會受影響?直流母排的電壓穩(wěn)定度能否保證?直流母排的電壓漣波是否夠小?
2.各臺不間斷電源(UPS)對電池的均浮充是如何處理的?
3.共享電池組時“電池在線測試”功能是否還能使用?
4.若其中1臺不間斷電源(UPS)的整流器故障,各臺不間斷電源(UPS)將如何動作?
5.若其中1臺不間斷電源(UPS)的逆變器故障,各臺不間斷電源(UPS)將如何動作?
6.如果共享的電池組部分出現(xiàn)故障,例如短路時,各臺不間斷電源(UPS)如何自我保護(hù)?
這些問題直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性,非常重要,不同的廠家處理方式也不一樣,所以選擇共享電池組方案時一定要選擇技術(shù)實(shí)力雄厚,制造經(jīng)驗(yàn)豐富的不間斷電源(UPS)廠商臺達(dá)NT系列不間斷電源(UPS)的共享電池組解決方案。臺達(dá)NT系列不間斷電源(UPS)可以多機(jī)共享電池組,在串聯(lián)、并聯(lián)、雙母線架構(gòu)下都可以采用。目前,在上海鐵路局調(diào)度控制中心有兩臺30KVA的不間斷電源(UPS)共享電池組在正常運(yùn)行;在九江電信有兩臺320KVA的不間斷電源(UPS)共享電池組在正常運(yùn)行;在山東省委機(jī)要局有兩臺40KVA的不間斷電源(UPS)共享電池組在正常運(yùn)行;在山東電視臺有兩臺30KVA的不間斷電源(UPS)共享電池組在正常運(yùn)行;在鷹潭電信有三臺40KVA的不間斷電源(UPS)共享電池組在正常運(yùn)行等等,這些案例從來沒有因?yàn)楣蚕黼姵亟M而發(fā)生過故障。在臺達(dá)的不間斷電源(UPS)生產(chǎn)線上也都是采用共享電池組方式測試并聯(lián)機(jī)器的。所以說臺達(dá)不間斷電源(UPS)在共享電池組方面的技術(shù)還是相當(dāng)可靠的,經(jīng)驗(yàn)還是非常豐富的。
四、臺達(dá)NT系列不間斷電源(UPS)主要是這樣處理以上幾個問題的:
對于問題1:各臺不間斷電源(UPS)的直流母排相連后,整流器的工作其實(shí)是基本不受影響的,因?yàn)楦髡髌鞯?/span>SCR開度受各自驅(qū)動信號的控制,跟直流母排是否相連沒有關(guān)系,只要直流電壓的反饋信號準(zhǔn)確及時,驅(qū)動信號正確無誤,SCR的工作也就不會受到影響。所以,12脈沖整流器、18脈沖整流器都能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行,甚至開關(guān)電源的幾十個整流模塊都可以直接并聯(lián)起來安全運(yùn)行。
更深一步去看,如果控制的好,整流器并聯(lián)后不但沒有壞處而且還有好處,因?yàn)樗鼈兛梢韵嗷サ窒恍┑痛沃C波,使直流電壓漣波更小,直流電壓更加穩(wěn)定。
臺達(dá)NT系列不間斷電源(UPS)的整流器每臺都由一片專門的CPU來控制,采集信號準(zhǔn)確及時,驅(qū)動信號正確無誤,抗*能力強(qiáng)。不間斷電源(UPS)還具有自動均流功能,不但能保證每臺不間斷電源(UPS)的三相輸入電流一致,而且還能調(diào)控各并聯(lián)不間斷電源(UPS)的整流器之間的電流相差不能太大,否則電流大的不間斷電源(UPS)就會限流保護(hù),以提高整個系統(tǒng)的安全性。臺達(dá)NT系列不間斷電源(UPS)不論單機(jī)運(yùn)行還是共享電池組,其直流電壓穩(wěn)定度都能達(dá)到<±1%。
對于問題2:臺達(dá)NT系列不間斷電源(UPS)可以根據(jù)電池容量大小和負(fù)載需要在操作面板上設(shè)定電池容量、均/浮充電壓、充電電流、電池低電壓告警點(diǎn)、電池截止電壓點(diǎn)等參數(shù)。如果共用電池組,則將操作面板上的“共用電池組”設(shè)定為“YES”,同時電池容量和充電電流兩個參數(shù)設(shè)定為電池需要數(shù)值的1/N(N為主機(jī)數(shù)量)。
市電停電后,各臺不間斷電源(UPS)開始放電,再來電時,如果電池電壓低于均充電壓點(diǎn),則各臺不間斷電源(UPS)同時啟動均充功能,當(dāng)達(dá)到截止電壓點(diǎn)或者截止時間時,各臺不間斷電源(UPS)同時轉(zhuǎn)為浮充。在正常運(yùn)行時,如果人為啟動單臺不間斷電源(UPS)的均充功能,則該臺不間斷電源(UPS)最大以設(shè)定的充電電流進(jìn)行均充,達(dá)到時間后自動轉(zhuǎn)為浮充,不會對系統(tǒng)造成影響。
對于問題3:臺達(dá)NT系列不間斷電源(UPS)共用電池組時,“電池在線測試”功能無效,因?yàn)榇藭r單臺檢測“電池”是沒有意義的。根據(jù)需要,也可以修改軟件,當(dāng)啟動其中一臺不間斷電源(UPS)的“電池在線測試”功能時,讓各臺不間斷電源(UPS)同時動作。對于問題4:在運(yùn)行過程中,如果一臺不間斷電源(UPS)的整流器故障了,則故障機(jī)會告警,并轉(zhuǎn)到電池工作狀態(tài),直到電池組電壓降到330V時,鎖機(jī)保護(hù)(正常不間斷電源(UPS)的電池保護(hù)鎖機(jī)電壓一般為300V)。其它的不間斷電源(UPS)會一直工作在正常工作狀態(tài),最大以設(shè)定的充電電流對電池進(jìn)行充電。如果整流器損壞嚴(yán)重,甚至短路,則故障機(jī)整流器跟直流母排之間相連的保險絲會迅速熔斷,不讓單個故障點(diǎn)影響整個系統(tǒng)。
對于問題5:在運(yùn)行過程中,如果一臺不間斷電源(UPS)的逆變器故障了,則故障機(jī)會告警,對于并聯(lián)系統(tǒng),故障不間斷電源(UPS)會鎖閉輸出,負(fù)載由另外的不間斷電源(UPS)承擔(dān)。如果另外的不間斷電源(UPS)超載,則所有的不間斷電源(UPS)同時轉(zhuǎn)到旁路工作狀態(tài),繼續(xù)給負(fù)載供電。對于串聯(lián)或者雙母線系統(tǒng),故障不間斷電源(UPS)會直接轉(zhuǎn)到旁路工作狀態(tài),繼續(xù)給負(fù)載供電。如果逆變器損壞嚴(yán)重,甚至短路,則故障機(jī)逆變器跟直流母排之間相連的保險絲會迅速熔斷,不讓單個故障點(diǎn)影響整個系統(tǒng)。
對于問題6:臺達(dá)NT系列不間斷電源(UPS)的電池組跟直流母排之間有電磁接觸器和保險絲保護(hù),當(dāng)不間斷電源(UPS)偵測到電池組漏液、電池極性接反、電池電壓過低等問題時,電磁接觸器將不吸合,當(dāng)電池組短路時,會有保險絲迅速熔斷,以保護(hù)整個系統(tǒng)。
五.實(shí)施共享電池組方案需要注意的問題
采用共享電池組方案時需要注意以下兩點(diǎn):1.盡量避免只共用一組電池。因?yàn)檫@樣存在單點(diǎn)故障,一旦這一組電池發(fā)生故障,則所有不間斷電源(UPS)都沒有電池可用,如果此時市電停電,整個系統(tǒng)就會停掉。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),最好是選用2-5組電池共享,因?yàn)檫@樣既可以避免電池組單點(diǎn)故障,又可以對電池組均勻充電,延長電池壽命。
2.每臺不間斷電源(UPS)和每組電池都必須有自己獨(dú)立的控制開關(guān),這樣不論哪臺不間斷電源(UPS)或者哪個電池組故障,都能夠安全脫離系統(tǒng)進(jìn)行維修、更換,不會影響整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行,否則就會為以后的維護(hù)動作留下一個大難題。所以在這一點(diǎn)上是絕對不能省的。
六.結(jié)論
多機(jī)共享電池組方案具有很多的好處,符合節(jié)能、降耗、環(huán)保的時代主流,必將引起人們的普遍重視。關(guān)鍵是要選擇安全可靠的不間斷電源(UPS)和合理的安裝方案。分布式直流電源
網(wǎng)站地圖 |設(shè)為首頁 | 加入收藏 | 聯(lián)系我們 佛山中穩(wěn)電氣有限公司 Copyright © 20011-2020 粵公網(wǎng)安備 44060502002067號 ICP備案號:粵ICP備09218651號 ;中穩(wěn)重科|分布式直流電源|110VUPS電源 |UPS電源 |直流電源| 微型直流操作電源|UPS電源廠家 |蓄電池|佛山UPS電源|逆變器|UP5直流電源|山特UPS電源|廣州UPS電源|上海UPS電源|移動電源廠家 |UPS不間斷電源| UP5直流電源 |佛山硬盤恢復(fù) |UP5-500|UPS不間斷電源|汽車應(yīng)急啟動電源|耐壓測試儀 |壁掛式直流電源 |佛山UPS電源|醫(yī)療UPS電源