及时更换废/坏电池。目前大中型山特网站UPS电源配备的蓄电池数量,从3只到80只不等,甚至更多。这些单个的电池通过电路连接构成电池组,以满足山特网站UPS直流供电的需要。在山特网站UPS连续不断的运行使用中,因性能和质量上的差别,个别电池性能下降、储电容量达不到要求而损坏是难免的。当电池组中某个/些电池出现损坏时,维护人员应当对每只电池进行检查测试,排除损坏的电池。更换新的电池时,应该力求购买同厂家同型号的电池,禁止防酸电池和密封电池、不同规格的电池混合使用。
在线式(Online)山特UPS电源供电系统:其单机输出功率从0.7~1500kVA。对于这样的机型,当用户在采用多机"冗余"配置方案时,可将6~9台具有相同功率输出和相同型号的山特UPS电源电源直接并机而形成7000~8000kVA的大型山特UPS电源供电系统。对于在线式输出山特UPS电源来说,它向用户所提供的交流电源是高质量的正弦波电源。在线互动式(Interactive)山特UPS电源电源:其单机输出功率从0.7~20kVA左右。对于这种山特UPS电源来说,当市电电源在约150~264V的范围内,它向用户提供经铁磁谐振稳压器或经变压器抽头调压处理的一般市电电源(这就意味着,来自一般市电电网的频率波动、由"谐波污染"而形成的高波形畸变度及从电网串入的*等因素依然存在,其实就是用户所实际使用的交流电源)。对于这种山特UPS电源来说,仅仅当市电电源电压低于150V或高于264V左右时,它才有可能向用户提供真正的"山特UPS电源逆变器高质量的正弦波"电源。因此,有的厂家常将它称为"准在线式山特UPS电源"或"三端口山特UPS电源。当市电供电正常时,这种山特UPS电源中的身兼逆变器/充电器两种功能的变换器承担起电池充电器的功能。
主机LCD显示,智能性数字面板输入,设定查询更加快捷,操作更为方便。山特UPS电源/EPS电池巡检仪
我们在接触山特UPS电源电源的时候,通常都会知道常用的后备式山特UPS电源和在线式山特UPS电源,以下是按照山特UPS电源的设计工作原理进行分类:
根据现场设备需要,可选择监控功能仪或设备运行状态信息彩集仪(EII)。EII通过RS-232/485端口与电能表、电池采集模块、直流屏、山特UPS电源网站等智能设备通信,将监测数据转换为符合通信协议的数据包,接入局域网,传送至主控室服务器。独立完整的ES包括以下部分。
我国原信息产业部发布的UPS标准“通信用不间断电源—UPS”YD/1095-2008,属于通信行业标准,“通信用”三个字,更明确一点就是“通信机用”(而不是指“通信局站”应用UPS的全部范围),强调出适用的“行业”和技术上的“专业”性。当前发展得很快的是绿色数据中心,采用的是信息和通信技术(ICT),含有大量的服务器、联网和通信设备,以微电子、计算机技术为核心,普遍采用低压直流电源,即由交流电源经整流器来供电;所以“通信用”UPS要满足通信用整流器的输入特性的要求,通信用UPS的标准中两类典型的负载:非线性负载(非线性的等效阻性负载)和阻性负载(线性的阻性负载),对应于以下说明的两类常用的整流器的输入特性(不考虑用于其他类型的性能差别甚大的非线性、线性负载,如:非线性感性负载、线性感性负载等),具体说明如下:
1.1 电容滤波的单相整流器(无功率因数校正)
其典型电路是单相桥式二极管整流,直流输出侧由直流电容滤波。此类整流器的输入特性在通信用UPS标准中称为非线性负载(必须注意:不是指其他的非线性负载):
(1)输入电流波形的时间范围(波形宽度)
稳定运行时,输入的正弦波电压瞬时值增大到其峰值电压附近时,二极管才通过正向电流向电容器充电,二极管每一次的导通时间通常约占半周期的1/3(约60°)。
(2)输入电流的峰值
在较短的时间内,要使电容器充入足够的电荷,需要相对很大的电流瞬时值,例如,约为输入电流有效值的3倍。
(3)输入电流的相位
由于电流出现在电压的峰值附近,所以此电流的基波基本上与电压同相位。
(4)整流器输入侧的功率因数
由于以上分析的电流波形,可用频谱分析,含有基波、3次、5次、7次等谐波,总电流的有效值明显大于基波电流的有效值,两者数值之比的临界值取为1:0.7,这两个电流分别乘以同一个正弦电压有效值,就可得到视在功率和有功功率,相对应的功率因数也为0.7。这是通信用UPS标准中选定的临界值。实际上,较高电压(如220V)输入的整流器,其等效串联内阻明显相对较小,电流的峰值相对较大,功率因数明显较小(<0.7)。
2 有源功率因数校正的整流器
(1)市电供电系统在现有供电设备额定容量(额定视在功率)的条件下,为了输出尽可能大的有功功率,要求负载(用户)有较高的功率因数。
由于大功率半导体器件和电子电路的发展,通信用整流器的设计生产单位,设计和制造出有源功率因数校正的单相整流器。其输入电流接近于正弦波,基波相位与电源电压近于同相位。谐波含量很小,使输入功率因数很高,很接近于极限值1,如:0.98、0.99、大于0.99等。此特性非常接近于(线性的)阻性负载。
(2)谐波含量很小,对输入电压波形畸变的不良影响极小。
(3)输出直流电压标称值为48V、24V的(有源功率因数校正的)通信用(单相)整流器,在通信系统生产中可靠运行,技术成熟。其产品可直接选用,其技术便于推广到各种规格的产品。
2 通信用UPS输出端适应的负载功率因数范围与额定输出功率
电源设备与负载是相辅相成的。交流电源提供稳定的交流电压有效值、频率和波形,而电流和功率因数与负载阻抗相关。但电源设备要对其所能承担的各参数的变化范围作出规定,UPS输出端与功率因数有关的特性,对负载的工作范围至关重要。若负载在运行时的相应参数超出电源设备规定的范围,而进入不安全区域时,电源设备应有相应措施,如:告警、限流、转旁路、停机等,以保护电源设备自身的安全。各种UPS输出端口的参数范围关系到它的使用范围和经济性。
2.1 功率因数有其复杂性
(1)针对UPS输出端与负载的不同,例如:普通(无输入功率因数校正)输出侧电容滤波的整流器的功率因数以0.7为分界线,也就是说,UPS输出额定容量时,若某UPS设计在输出端能承受功率因数为0.7的负载。实际的UPS不但要能承受功率因数为0.7和<0.7的负载,若UPS输出端承受的功率因数的能力能高一些,即≥0.7,则会安全些。
负载的视在功率增大到UPS的额定容量时,功率因数应不超过0.7,负载的功率因数若低一些,即≤0.7,是安全的。
只有同时满足上述两方面的条件下,才能保证UPS中逆变器的功率半导体开关器件的功率损耗、发热、温升不进入危险状态。
(2)此UPS能否向高功率因数的负载供电呢?
此UPS能否向功率因数=1(或近于1)的负载供电呢?1远大于0.7,是不好办了吗?退一步讲,负载功率因数若是0.9、0.8又如何呢?实际上,无论功率因数多大,只要将对应于该功率因数时的允许电流值作相应的调整(例如:相应减小),都能找到安全的工作范围。因此,要用许多数据(如用表格、曲线等方式)来表示,才能表达清楚。
2.2 额定输出功率
(1)额定输出功率作为技术指标,甚为直观
对于通信用UPS来说,目前标准中采用额定输出功率作为技术指标。这就是,不论功率因数大小,只要在运行时同时注意:视在功率不超出该UPS的额定容量,输出的有功功率不超出该型号的通信用UPS所规定的额定输出功率,就可以了。
(2)额定输出功率的确定
额定输出功率应在输出有功功率规定的范围内确定:在通信用UPS标准中,具有输出有功功率指标,也可用不等式表示为
输出有功功率≥额定容量×0.7(kW/kVA)
此式若改变形式,将“额定容量”移到不等式的左下方,得到(输出有功功率/额定容量)≥0.7(kW/kVA)
可见,不等式的左边就是功率因数的计算关系(其中:输出有功功率含有其单位kW,额定容量含有其单位kVA),不等式的右边就是功率因数的小值和功率因数的单位(即输出有功功率的单位kW与额定容量的单位kVA之比)。
1,先要了解在放电之前UPS电源大概能够后备多长的时间,这样在作放电的时候,就有个准备了,防止放电到了后备时间,都不知,造成负载的宕机。造成设备的损坏。
2,如果可以看到ups电池的情况下,先目测电池是否有明显的变形和漏夜现象。
3,如果UPS不间断电源本身具备自动放电功能设置时间,建议让UPS不间断电源自己先进行一下放电,这样可以初步判断电池是否具备放电的能力。
4,在人为放电时,请时刻观察UPS的电池电压的下降情况,以便随时恢复市电输入。
5,对UPS进行放电处理不必完全把电池的容量完全放光,这里只是放到额定容量的3分之2就OK,放电只要起到激活电池的作用。 延长ups电池的使用时间。
6,如果是中大功率的UPS电源,一般整流器和旁路输入开关独立设计,建议OFF整流器开关就可以,而不必OFF用户的市电输入开关,防止万一电池放电出现以外,UPS可以立即转到旁路模式工作。
1,先要了解在放电之前UPS电源大概能够后备多长的时间,这样在作放电的时候,就有个准备了,防止放电到了后备时间,都不知,造成负载的宕机。造成设备的损坏。
2,如果可以看到ups电池的情况下,先目测美美蓄电池是否有明显的变形和漏夜现象。
3,如果UPS不间断电源本身具备自动放电功能设置时间,建议让UPS不间断电源自己先进行一下放电,这样可以初步判断电池是否具备放电的能力。
4,在人为放电时,请时刻观察UPS的电池电压的下降情况,以便随时恢复市电输入。
5,对UPS进行放电处理不必完全把电池的容量完全放光,这里只是放到额定容量的3分之2就OK,放电只要起到激活电池的作用。 延长ups电池的使用时间。
6,如果是中大功率的UPS电源,一般整流器和旁路输入开关独立设计,建议OFF整流器开关就可以,而不必OFF用户的市电输入开关,防止万一电池放电出现以外,UPS可以立即转到旁路模式工作。
使用时间过久或导致活性下降、内阻过大,表明该需要更换!
随UPS电源使用时间的延长,总有部分BB蓄电池的充放电特性会逐渐变坏,端电压明显下降,这种电池的性能不可能再依靠UPS电源内部的充电电路来解决,继续使用会存在隐患,应及时更换。
对于内阻增大,用正常的充电电压对电池进行充电已不能使蓄电池恢复其充电特性的电池应及时更换。电池的内阻一般在10~30mΩ,如电池的内阻超过200mΩ上,将不足以维持UPS的正常运行,对内阻偏大的电池必须更换。
UPS蓄电池应控制运行温度范围
UPS蓄电池的额定运行温度范围是10℃~30℃(最佳温度25℃±5℃),过高温度将会严重缩短UPS蓄电池寿命。所有技术数据都是在额定温度为20或25℃的条件下测出的。过低的温度将会降低UPS蓄电池的可用容量。环境温度的绝对上限是55℃,UPS蓄电池在使用过程中不能超过45℃。
对UPS蓄电池,在15~35℃范围内,充电电压不必随温度的变化进行调整;如果环境温度偏离这个范围,充电电压需要随着温度的变换而作出相应的调整。
UPS电源蓄电池长期放置后电量减少是正常的,UPS电源蓄电池每日电能的流失量为1-3%,充电电池应即充即用。长期存放应预先“唤醒”UPS蓄电池。
在充电过程中轻微发热属正常现象,当UPS蓄电池发热严重,应立即停止,否则将造成UPS蓄电池损坏。UPS蓄电池的过度发热一般属充电器问题,此类充电器应调置慢充电状态。若无慢充电功能此充电器不可使用。
冠军在线式UPS:这种UPS一直使其逆变器处于工作状态,它首先通过电路将外部交流电转变为直流电,再通过高质量的逆变器将直流电转换为高质量的正弦波交流电输出给计算机。在线式UPS在供电状况下的主要功能是稳压及防止电波干扰;在停电时则使用备用直流电源(蓄电池组)给逆变器供电。由于逆变器一直在工作,因此不存在切换时间问题,适用于对电源有严格要求的场合。在线式UPS不同于后备式的一大优点是供电持续长,一般为几个小时,也有大到十几个小时的,它的主要功能是可以让您在停电的情况可像平常一样工作,显然,由于其功能的特殊,价格也明显要贵一大截。这种在线式UPS比较适用于计算机、交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业,因为这些领域的电脑一般不允许出现停电现象。
冠军在线互动式UPS:这是一种智能化的UPS,所谓在线互动式UPS,是指在输入市电正常时,UPS的逆变器处于反向工作(即整流工作状态),给电池组充电;在市电异常时逆变器立刻转为逆变工作状态,将电池组电能转换为交流电输出,因此在线互动式UPS也有转换时间。同后备式UPS相比,在线互动式UPS的保护功能较强,逆变器输出电压波形较好,一般为正弦波,而其最大的优点是具有较强的软件功能,可以方便地上网,进行UPS的远程控制和智能化管理。可自动侦测外部输入电压是否处于正常范围之内,如有偏差可由稳压电路升压或降压,提供比较稳定的正弦波输出电压。而且它与计算机之间可以通过数据接口(如RS-232串口)进行数据通讯,通过监控软件,用户可直接从电脑屏幕上监控电源及UPS状况,简化、方便管理工作,并可提高计算机系统的可靠性。这种UPS集中了后备式UPS效率高和在线式UPS供电质量高的优点,但其稳频特性能不是十分理想,不适合做常延时的UPS电源。
冠军后备式UPS:平时处于蓄电池充电状态,在停电时逆变器紧急切换到工作状态,将电池提供的直流电转变为稳定的交流电输出,因此后备式UPS也被称为离线式UPS。后备式UPS电源的优点是:运行效率高、噪音低、价格相对便宜,主要适用于市电波动不大,对供电质量要求不高的场合,比较适合家庭使用。然而这种UPS存在一个切换时间问题,因此不适合用在关键性的供电不能中断的场所。不过实际上这个切换时间很短,一般介于2至10毫秒,而计算机本身的交换式电源供应器在断电时应可维持10毫秒左右,所以个人计算机系统一般不会因为这个切换时间而出现问题。后备式UPS一般只能持续供电几分钟到几十分钟,主要是让您有时间备份数据,并尽快结束手头工作,其价格也较低。对不是太关键的电脑应用,比如个人家庭用户,就可配小功率的后备式UPS。
如今,我们赖以生活的每一款数码产品都离不开电池,尤其是智能手机和笔记本电脑,但电池又恰恰是整个生态系统中最薄弱的一环。即便如此,今天数码设备及电动汽车所使用的各种电池,依然是索尼1991年上市的锂离子电池的的变种。自1991年全球第一只商业化锂离子电池由日本索尼推向市场以来,锂离子电池产业发展已走到其第25个年头。经过20多年的发展,锂离子电池市场规模从无到有,先后超越镍镉电池、镍氢电池等其他二次电池,而且将发展超越铅酸电池,成为第一大二次电池产品。迄今为止,还没有一款全新的性能更好的电池来取代锂离子电池。在没有比锂离子电池更好的电池新技术应用前,它将继续影响许多行业的未来方向。
目前,我国的锂离子电池技术水平落后于韩国、日本,领先于欧洲和美国,过去主要占据中、低端市场,但随着我国锂离子电池企业投入的不断增加,正在向高端市场前进,中国锂离子电池技术有望取得突破。
一、锂离子电池产业链
一般大家熟悉的锂电池,实际是锂离子电池。它靠着锂离子在正、负极中的嵌入与脱出来实现电能与化学能的相互转化,从而实现充放电过程。
锂离子电池产业链,包括上游的原材料、中游的电极材料及电芯、下游的应用领域。
二、锂离子电池优缺点
优点:
1. 输出电压高。
单体电池工作电压高达3.7伏,是镍氢电池、镍镉电池的3倍,铅酸电池的2倍,这也是锂离子电池比能量高的一个重要原因。
2. 自放电小,循环次数多。循环次数可达1000次;自放电率低,每月不到5%
3. 重量轻,能量密度大。能量密度高达150Wh/Kg, 是镍氢电池的2倍,铅酸电池的4倍,因此同能量锂离子电池重量是铅酸电池的3分之一或4分之一。
4.无记忆效应,可快速充放电。可以随时随地进行充电。电池充放电深度,对电池的寿命影响不大,可全充全放。
5. 无有毒有害物质。无污染,不含有毒有害物质,是绿色电池。
缺点:
1. 温度影响电池容量
2. 安全性能不好。由于锂离子电池比能量高,材料稳定性较差,容易出现安全问题。
3. 需要保护电路控制
三、中国锂离子电池市场现状
2014年中国锂离子电池产品销售收入715亿元,同比2013年的590亿元增长21.1%。其中,IT市场用锂离子电池销售收入增长6%,包括日韩等外资企业在中国的生产量,全国规模为580亿元,占锂离子电池市场的81.1%。新能源汽车和电动自行车用动力锂离子电池总需求约120亿元,同比增长200%,占锂离子电池市场的16.8%,锂电电动自行车产量接近300万辆,锂离子电池需求约20亿元,新能源汽车销量达到7.48万辆,车用动力电池需求约100亿元。通信和新能源储能用锂离子电池需求为15亿元,占锂离子电池市场的2.1%。2014年锂离子电池出口量13.22亿只,2013年出口量11.32亿只,同比增长16.8%。2014年出口额54.75亿美元,2013年出口额48亿美元,同比增长14.1%。
未来几年,锂离子电池市场规模增长的最大动力确定无疑将来自电动汽车市场。2011年电动汽车对锂电池需求量为 176.7万kWh,占整个锂离子电池市场需求比重仅为6.6%,2014年已经增长到1110.2万kWh,4年增长了6倍多,预计到2016年就将以 2071万kWh的需求量和22%的市场份额将超越智能手机成为锂离子电池最大细分市场,到2020年将以31.4%的市场份额超越整个消费类电子产品市场,届时需求总量将超过6200万kWh。
锂离子电池之所以能在市场上攻城掠地,主要得益于它快速下滑的价格。就性能而言,锂离子电池明显优于铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池等主要竞争对手。通过性能的优势,锂离子电池逐渐扩大了市场规模,而需求的增长直接导致产能扩张、制造成本下降,这又反过来刺激市场需求进一步增长。锂离子电池产业就这样走上了一条良性循环的发展道路。相对应的是,其他二次电池则在“市场需求下降→越来越不具规模效益→成本上升→市场需求进一步下降”的恶性循环道路上渐行渐远。