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　　通信后備蓄電池質(zhì)量是通信網(wǎng)絡供電不間斷的重要保障，是整個通信電源設備供電保障，保證通信網(wǎng)絡正常運行的最后一道防線。根據(jù)蓄電池特性和維護要求，蓄電池放電容量測試工作是必不可少的。本文論述了當前兩種蓄電池放電容量測試技術(shù)的利弊，提供了一種創(chuàng)新性的全在線蓄電池放電安全節(jié)能技術(shù)，為解決業(yè)界幾十年來蓄電池放電測試的安全隱患問題進行有益的探索。

　　1、當前電池放電技術(shù)分析

　　1.1離線式放電法技術(shù)分析

　　(1)將其中一組電池脫離系統(tǒng)后，一旦市電中斷，系統(tǒng)備用電池供電時間明顯縮短，何況此時尚不清楚另一組在線電池是否存在質(zhì)量問題，此放電方式事故風險性高。如要用此方式放電，建議提前啟用發(fā)動機組，并確保發(fā)電機組、開關(guān)電源等設備能正常運行，保證安全;

　　(2)離線放電結(jié)束后的電池組與在線電池組間存在較大電壓差，若操作不當將引起開關(guān)電源和在線電池組對離線放電后的電池組進行大電流充電，產(chǎn)生巨大火花，易發(fā)生安全事故。用此方式放電，需要配備一臺整組智能充電機，對該離線電池組先充電恢復后再并聯(lián)回系統(tǒng)，以解決打火花問題，這樣將使系統(tǒng)更長時間處于單組供電狀態(tài)，事故風險高。另通過調(diào)整整流器輸出與被放電的電池組電壓相等后進行恢復連接。上述操作一定要謹慎操作;

　　(3)此放電方式操作時既要脫離電池組的正極，又要脫離電池組的負極，尤其是脫離電池組負極時需要特別小心，操作不當引起負極短路，將造成系統(tǒng)供電中斷，導致通信事故的發(fā)生;

　　(4)此方式是將電池通過假負載以熱量形式消耗，浪費電能，影響機房設備運行環(huán)境，需要維護人員時刻守護以免高溫引發(fā)事故。

　　1.2在線評估式放電法技術(shù)分析

　　(1)調(diào)整整流器輸出電壓至保護低壓值(如46V)，使所有后備電池組直接對實際負荷進行放電至整流器輸出電壓保護設置值。由于現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)設備絕大多數(shù)電池配置后備供電時間為1～4h，放電電流大，應考慮電池組至設備供電回路壓降及設備低壓工作門限，以及保證系統(tǒng)供電安全，在線評估式放電其調(diào)整整流器輸出電壓不允許過低(如46V)，放電深度有限，對實際負載的放電時間掌握比較困難，評估電池容量難以準確，對電池性能測試有不確定因素存在，從而對保持電池組活性這一放電測試目的難以達到維護預期工作效果;

　　(2)如果兩組電池都有失容或欠容、落后等質(zhì)量問題，當其放電至整流器輸出保護值的時間，不易被維護人員及時發(fā)現(xiàn)，此時可能后備電池容量所剩無幾，存在高風險。在此情況下，此放電方式比離線放電方式安全性更低;

　　(3)由于放電深度有限，對保持電池組的活性這一放電測試的目的無法達到，更為關(guān)鍵的是在全容量放電的實踐中我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有些電池組在放電前期表現(xiàn)正常，但到中后期，有些落后電池才開始逐步暴露出來。這一部分落后單體，于此放電方式的深度不夠而沒有被發(fā)現(xiàn)。所以我們稱此放電方式為在線評估式，它只能大致評估電池組性能，或檢測此電池組可以放電至此保護電壓的時間長短，而無法進一步檢查除此時間外究竟還能放電多長時間;

　　(4)組間電池放電電流不均衡。各組電池將根據(jù)自身情況自然分攤系統(tǒng)的負荷電流來放電，落后電池組，內(nèi)阻大，分攤電流小，而健康電池組，內(nèi)阻低，分攤電流大，造成某些落后電池因放電電流不夠大而無法暴露出來的現(xiàn)象，達不到我們進行放電性能質(zhì)量檢測目的。

　　綜上所述，在中心機房蓄電池必須定期進行容量測試的需求下，目前兩種容量測試方法，各有特點又各有弊端，離線放電方法雖然可以達到蓄電池容量測試的目的，但是工作量太大，系統(tǒng)安全性偏低，而在線評估式放電方法雖然工作量比較小，但是系統(tǒng)安全性低，達不到蓄電池容量測試的目的，潛在的安全隱患大。因此，當前的蓄電池容量測試方法必須改革，現(xiàn)將引入一種全新的、科學的容量測試技術(shù)——全在線放電技術(shù)，以使電池放電容量測試達到預期維護質(zhì)量檢測效果，電池放電維護操作簡便安全，提高了維護工作效率易得到有效的落實。

　　2、全在線放電技術(shù)分析

　　全在線放電技術(shù)指被測電池組通過串接電池組全在線放電測試設備提升在線供電電壓，以自動穩(wěn)流或恒功率控制輸出，使被測電池組對在線負載設備進行供電，實現(xiàn)被測電池組恒電流放電測試或恒功率放電測試，達到安全節(jié)能維護效果。

　　被測電池組的全在線放電原理分析：在被測電池組的正極串聯(lián)電池組全在線放電設備，使被測組電池所在支路的電壓略高出整流器輸出或另一組電池的電壓，這樣就能使該組電池對實際負荷進行放電，在其放電過程被測電池組電壓隨著放電時間的變化(延長)而變化(逐漸下降)，通過全在線放電設備進行自動電壓補償調(diào)整，保證被測電池組始終保持恒定的電流或恒定的功率進行放電，當電池組放電終止電壓、容量、時間和單體電壓達到我們預期所設置的放電門限值時，完成放電測試。實現(xiàn)該電池組在線放電測試目的和預期維護效果。一、 引言

　　隨著科學技術(shù)的進步，計算機網(wǎng)絡、通信業(yè)的快速發(fā)展，使用者對電源供應系統(tǒng)的要求越來越高。而公共電力系統(tǒng)中存在許多不穩(wěn)定因素，如電壓幅值、頻率不穩(wěn)定、浪涌、尖峰信號、線路噪音及各種*，這些不穩(wěn)定因素有時會影響負載的正常工作甚至損壞負載，這些情況下，采用適合現(xiàn)場使用工況的UPS，都能發(fā)揮很好的作用。但在選用UPS系統(tǒng)供電時，不但要滿足實用、可靠，還要考慮各種結(jié)構(gòu)UPS的局限性和不足之處。

　　Uninterruptable Power System，意為不間斷電源，顧名思義，就是當停電時能夠接替市電持續(xù)供應電力的設備。

　　二、UPS技術(shù)指標

　　隨著UPS產(chǎn)品的技術(shù)不斷發(fā)展與完善，現(xiàn)在UPS產(chǎn)品已日趨成熟�，F(xiàn)代UPS可以達到的優(yōu)越技術(shù)指標，使得在市電的任何惡劣條件下，都能保證用電設備對電源質(zhì)量的要求。這些技術(shù)要求主要包括：

　　(1)市電寬幅的電壓波動對其影響;

　　(2)市電電壓波形失真對其影響;

　　(3)市電的三相不平衡對其影響;

　　(4)UPS輸出電壓穩(wěn)定精度;

　　(5)UPS輸出電壓波形失真度;

　　(6)UPS輸出頻率穩(wěn)定度;

　　(7)UPS輸出電壓平衡度;

　　(8)UPS輸入功率因素;

　　(9)UPS電流輸入諧波成分;

　　(10)UPS在市電掉電后切換時間;

　　(11)UPS整機運行效率;

　　(12)UPS輸出的過載能力;

　　(13)UPS輸出電流的THD系數(shù);

　　(14)市電掉電后的UPS維持工作時間;

　　(15)UPS是否具有網(wǎng)絡管理、網(wǎng)絡通訊以及基于該基礎上的信息通信;

　　三、UPS電源的分類

　　UPS電源從運作方式上可分為動態(tài)式和靜態(tài)式兩種。動態(tài)式UPS由整流器、電池、直流電動機、柴(汽)油機、飛輪和發(fā)電機組構(gòu)成，是UPS的較早形式，具有穩(wěn)定可靠，維護技術(shù)比較簡單的優(yōu)點。但設備龐大笨重，效率低，噪聲大，目前已應用不多。通常人們所指的UPS大都指靜態(tài)式UPS，靜態(tài)式UPS采用了大功率逆變技術(shù)和強電流電子開關(guān)，實現(xiàn)大功率的電能轉(zhuǎn)換，更能適應于當今IT行業(yè)、自動化控制和精密儀器等的普遍應用。

　　靜態(tài)UPS可以以內(nèi)部結(jié)構(gòu)、輸出波形、容量、后備時間來分類，其中按照內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為后備式、雙逆變在線式及在線互動式。以內(nèi)部結(jié)構(gòu)分類是現(xiàn)行最被接受的，并以此來判定不同品牌的UPS的優(yōu)劣，本文主要以該種方式來描述。

　　1.后備式

　　當市電正常供電時，直接供應給負載使用，同時有一回路經(jīng)充電回路對電池組充電。若市電的電壓不穩(wěn)定或市電發(fā)生異常.則由UPS的變流器提供穩(wěn)定的電力給負載使用。多數(shù)此類產(chǎn)品的輸出波形皆為方波或階梯波。

　　后備式結(jié)構(gòu)其內(nèi)部電路設計上相當簡單，而且在實際上運作的過程中，交流輸入電源直接輸出至電源輸出端，幾乎沒有電力損耗，輸出效率可達98%以上。但在執(zhí)行一般性的電源輸出入動作時，當外部所提供的輸入電源品質(zhì)不佳(電壓不穩(wěn)、頻率變動、雜波、扭曲等因素)，在輸出端也會以同樣狀態(tài)來輸出電源。所以往往在交流旁路上配置了交流穩(wěn)壓電路和濾波電路加以改善，提高了UPS雙向抗*功能。其主要特點是：當UPS發(fā)現(xiàn)外部發(fā)生停電情形，切換至內(nèi)部電池輸出電力的所需時間一般為4ms——10ms，對一般的計算機設備的工作不會造成影響。由于輸出有轉(zhuǎn)換開關(guān)，受切換電流能力和動作時間的限制，UPS工作時輸出波形大都為方波，供電質(zhì)量相對較差。UPS輸出功率做大有一定困難，只適用于要求不高的場合，并且功率一般都較小，多在2kVA以下。但后備式UPS產(chǎn)品有著價格優(yōu)勢，比較便宜。

　　2.雙逆變在線式

　　在線式UPS電源一般采用雙變換模式。即使在電網(wǎng)電壓正常供電時，UPS的輸出，也是將外來電壓經(jīng)過本身的加工轉(zhuǎn)換后再供給負載，也就是說，當市電正常供電時.市電經(jīng)濾波回路及突波吸收回路后，分為兩個回路同時動作，其一是經(jīng)由充電回路對電池組充電，另一個則是經(jīng)整流回路，作為變流器的輸入，再經(jīng)過變流器的轉(zhuǎn)換提供凈化過的交流電力給負載使用;此時若市電發(fā)生異常.變流器的輸入則改由電池組來供應，變流器持續(xù)提供電力，達到完全不斷電。

　　由此可知，不論市電電力質(zhì)量如何，其輸出均是穩(wěn)定且純凈的正弦波電源。雙逆變在線式UPS電源的供電質(zhì)量明顯優(yōu)于后備式UPS電源，因為它從根本上消除了來自電網(wǎng)的電壓波動和*對負載的影響，真正實現(xiàn)了對負載的無*、穩(wěn)壓、穩(wěn)頻以及零轉(zhuǎn)換時間。雙逆變在線式UPS的這種特點。使它比較適合于用外加電池或加裝優(yōu)質(zhì)發(fā)電機的方法，改裝成長時間不間斷供電系統(tǒng)，所以它多被用在供電質(zhì)量要求很高的場所。但是無論市電有無，全部負載功率都由逆變器供出，UPS的功率余量有限，輸出能力不理想，所以對負載提出限制條件，例如輸出電流峰值系數(shù)(一般只達到3：1)，過載能力、輸出功率因數(shù)(一般為0.8)、輸出有功功率小于標定的功率數(shù)，應付沖擊性負載的能力等;同時整流器多為整流電路，對電網(wǎng)形成電流諧波*，輸入功率因數(shù)低，經(jīng)濾波后，最小的諧波電流成分在10%左右，而輸入功率因數(shù)只有O.8左右，如果在整流器中使用功率因數(shù)校正技術(shù)，則可把輸入功率因數(shù)提高到接近1，輸入電流諧波成分也會大幅度降低;還有在市電存在時，由于兩個逆變器都承擔100%的負載功率，所以整機效率低，10kVA以下的UPS為80%左右，50kVA的可達85%～90%，l00kVA以上的可達90%～92%。

　　3.在線互動式

　　介于后備式和在線式工作方式之間的UPS設備，當市電電源在約l50V～264V的范圍內(nèi)，它向用戶提供經(jīng)鐵磁諧振穩(wěn)壓器或經(jīng)變壓器抽頭調(diào)壓處理的一般市電電源對于這種UPS來說，僅僅當市電電源電壓低于150V或高于264V左右時，它才有可能向用戶提供真正的“UPS逆變器高質(zhì)量的正弦波”電源。

　　在線互動式集中了后備式UPS效率較高和在線式UPS供電質(zhì)量高的優(yōu)點。其原理與后備式不斷電系統(tǒng)相去不遠，主要不同在于此類產(chǎn)品將充電回路與變流器整合為雙向轉(zhuǎn)換回路，采用了鐵磁諧波變壓器，可自動監(jiān)測輸入電壓是否符合于正常范圍內(nèi)，如有偏差可由穩(wěn)壓電路升壓或降壓，提供較穩(wěn)定之輸出電壓因此在線互動式UPS也有轉(zhuǎn)換時間，比后備式UPS短。同后備式UPS相比，在線互動UPS的保護功能較強，逆變器輸出電壓波形較好，一般為正弦波，逆變器與輸出直接接在一起，沒有轉(zhuǎn)換開關(guān)的限制，所以輸出功率可提高到5kVA～10kVA，而其最大的優(yōu)點是具有較強的軟件功能�？紤]到與充電逆變器共用一個模塊，在給電池充電時，由逆變器產(chǎn)生的高頻成分很難濾掉，充電效果不是非常令人滿意，故不適合作長延時的UPS。在線互動式UPS價格遠遠低于在線式UPS，只比后備式UPS價格稍高，也是一種適合小型辦公或家庭使用的UPS，為了進一步改善在線互動式的功能，可在輸入開關(guān)和智能調(diào)壓之間串接一個電感，串聯(lián)電感對逆變輸出反饋到電網(wǎng)的電流有很強的抑制作用。避免了輸入開關(guān)未斷開時短路逆變器輸出的危險，當市電掉電時，逆變器可立即向負載供電，也可以使在線互動式的轉(zhuǎn)換時間減小到零，使其完全具備雙逆變在線式的轉(zhuǎn)換功能，同時還增加了整個UPS的抗*能力。但是，這樣做卻帶來了降低UPS輸入功率的不良后果。

　　4.雙逆變電壓補償在線式

　　雙逆變電壓補償技術(shù)也稱為Delta技術(shù)，是目前國際上最領(lǐng)先的技術(shù)。它成功地將交流穩(wěn)壓技術(shù)中的電壓補償原理運用到UPS的主電路中，當市電存在時，兩組逆變器只對輸入電壓與輸出電壓的差值進行調(diào)整和補償，逆變器承擔的最大功率僅為輸出功率的20%。這就增強了UPS的輸出能力和過載能力，不再對負載電流波峰系數(shù)予以限制，可從容地對付沖擊性負載，輸出有功功率可以等于標定的功率值�？偠�言之，Delta技術(shù)的運用，不僅彌補了原來在線式的不足，還使得許多主要指標有了新的突破。

　　逆變電壓補償在線式同樣是雙逆變電路結(jié)構(gòu)和在線工作，當市電存在時。整流器和變流器只對輸入電壓與輸出電壓的差值進行調(diào)整和補償，逆變器負擔的最大功率(當輸入電壓處于上限和下限時)僅為輸出功率的20%(相當于輸入電壓變化范圍)，所以功率強度很小(1/5)，功率余量大，這就大大增強了UPS的輸出能力，提高了整機效率(很大的功率范圍內(nèi)都可達到96%)，乃至元器件、整機的壽命和可靠性;與雙逆變在線式相比，過載能力增強(200%，lmin)。整流器同時完成了對輸入端的功率因數(shù)校正功能，使輸入功率因數(shù)等于l，輸入諧波電流降到3%以下。

　　四、UPS運行方式

　　UPS有四種操作運行模式：正常操作模式、停電模式(電池供電)、備用電源模式和維護旁路模式。

　　1、 正常操作模式：在正常交流電源供應下，整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電源后，供電給逆變器并同時對電池充電。在將交流電整流為直流電時，整流器能將市電中所產(chǎn)生的異常波形、噪聲及頻率不穩(wěn)定等問題消除，使逆變器提供更穩(wěn)定的電源給負載。

　　2、 停電模式：當交流電源發(fā)生異�；蛘�流器、電抗器故障時，電池組提供電能給逆變器，使交流輸出不會有中斷現(xiàn)象，進而達到保護輸出負載的作用。

　　3、 備用電源模式：當逆變器發(fā)生異常狀況如逆變器保險絲熔斷、元件溫度過高、短路等故障時，逆變器會自動切斷以防止損壞，若此時旁路交流電源正常時，靜態(tài)開關(guān)會將電源供應轉(zhuǎn)為由旁路備用電源輸出給負載使用。

　　4、 維護旁路模式：當UPS要進行維修或更換電池而且負載供電又不能中斷時，可以先切斷逆變器開關(guān)然后激活旁路開關(guān)，再將整流器和備用電源開關(guān)切斷。在手動維護旁路轉(zhuǎn)換的過程中，交流電源經(jīng)由維護旁路開關(guān)繼續(xù)供應電源給負載，此時，維護人員可以安全地對UPS進行維護。

　　在UPS的使用過程中尤其不能忽視的是維護檢修工作，再好的設備也有壽命，也會出現(xiàn)各種故障，不能因為其高智能、免維護或者是進口設備而忽略了本應進行的維護工作，預防在任何時候都是安全運行的重要保障。

　　五、結(jié)束語

　　不間斷電源UPS及以它為核心的供電系統(tǒng)被設置在市電電網(wǎng)與負載設備之間，目的是改善對負載的供電質(zhì)量，在市電故障時，保證負載設備的正常運行，升通過智能管理、智能監(jiān)控和網(wǎng)絡通信實現(xiàn)對整體電力基礎設施的保護，成為一個有強大管理功能的信息技術(shù)設備，已經(jīng)完全融于企業(yè)信息系統(tǒng)，并成為其中不可缺少的一部分。