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2024-04-27 02:33:01 1832次浏览

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2KVA以下的在线互动式UPS,其输出电压有一个较宽的变化范围,有的超过了±10%,而在线式UPS则为±2%,这就造成了一些用户对前者的忧虑,认为前者输出电压不稳定,电脑无法使用。难道在线互动式UPS不能作成稳压的吗?不是——并非无此技术,而是没有必要。大家知道,小容量的UPS负载绝大多数是电脑,而电脑对交流输入电压的变化范围要求不高。事实上,在计算机电源电路内存在着自动调节电压不变的能力,输入交流电压变动±20V甚至±30V都在电脑正常工作范围之内,为了保险起见,一般限制在±20V以下也就足够了,不必强求±2%的稳定度。

因此,在线互动式小功率UPS省去了过细的稳压环节,提高了可靠性。不过,APC对3KVA以上的在线互动式UPS都增加了稳压环节,将输出电压稳定在±5%以内,这是因为考虑到容量较大的UPS负载不仅仅有电脑和服务器,而且还有其它设备之故。在线互动式和传统在线式UPS的频率稳定度由于在线互动式UPS当市电正常时不启动逆变器,而是经过加工的输入市电负载供电,乍看起来,这种UPS的输出频率随市电频率而变,即负载接受的就是市电频率,这就产生出在线互动式UPS不稳频的感觉,实际上也有一定道理。而传统在线式UPS的说明书则表明输出电压频率稳定度为±1%甚至0.5%以下,实际情况是否如此呢?不论是在线互动式还是传统在线式UPS,一般对输入电压频率稳定的要求大都是50Hz±5。如果市频率变化超过这个值,此两种UPS都改变电池供电状态,这时输出电压的频率稳定度都很高,这一点是不容辩驳的。当然,在线互动式UPS输出电压频率在50Hz±5%内变化,而传统在线式UPS的输出电压频率同样在50Hz±5%范围内随市电变化。因为一般传统在线式UPS都有锁相环节,在市电频率50Hz±5%范围中,UPS输出电压的频率不但与市电同频率而且相同位。换言之,传统在式UPS的输出频率在市电正常时也是随市电而变的。而在其说明书中所标明的比如±1%或±0.5%等那是在电池供电时的情况,这一点和在线互动式也是等同的。

因此,由以上的几点讨论可以看出,在供电质量上在线互动式和传统在线式两种UPS有着同等的供电效果。当然在某些具有特殊要求的负载情况下也应作不同的选择。不过由于在线互动式UPS效率很高,故可将工作温度扩展为0～45℃,而传统在线式UPS的工作温度一般都在0～40℃。

蓄电池是UPS 系统中的一个重要组成部分，它的优劣直接关系到整个UPS 系统的可靠程度。同时，它的价格比较高，一般占UPS 系统成本的1／4—1／3。实践证明，蓄电池的故障占UPS系统总体故障的40％以上，它是整个UPS 系统中平均无故障时间(MrIBF)短的器件之一。因此，UPS 电池的选择和充电模式的研究，不仅关系到经济成本问题，还直接影响UPS 电源的不间断供电。

UPS电池的种类和工作原理

UPS要求所选用的蓄电池必须具有在短时间内输出大电流的特性。目前，在线运行的蓄电池基本上有两种，它们都属于铅酸蓄电池。

1． 防酸隔爆铅酸蓄电池

这种电池在早期的UPS系统中使用较多，只要维护得当，会有较长的使用寿命，但由于在运行中存在大量的电解液水分散失，需经常性地测量电解液的温度、密度，往电池内部添加蒸馏水，维护工作量极大，现在的UPS系统中已很少配用。

电池化学反应式如下：

PbO2+2H2SO4+Pb = PbSO4+2 H2O+PbSO4

由此化学反应式得知，铅酸蓄电池在放电之后，电解液因与正负极板生成PbSO而耗用硫酸，其结果电解液比重下降。反之充电时，正负极板之硫酸铅中之硫酸渐渐被释出，电解液硫酸浓度逐渐加大而比重上升。通常一般铅酸电池于充电末期，正负极板都已还原成二氧化铅及海绵状铅，此后之充电几乎是在电解电解液之水而生成氧气(阳极)及氢气(阴极)逸出，其结果电解液减少，此所以为一般液式铅酸电池需要经常补水之原因。

2． 阀控式密封铅酸蓄电池(VIqLA)

因其体积较小，密封性能好、绝少维护而被广泛应用于各类UPS电源中。VRLA防止电池内部电解液流动有两种技术方法：一种技术是将硫酸电解液与SiO：胶体混合后充满电池内部，制成胶体电池(简称GEL)。这类产品产量较低，约占VRLA电池总量的15％ ；另一种技术是利用超细玻璃棉将电解液不饱和地吸附住，制成吸液式电池或贫液式电池(简称AGM)。由于后者具有较好的大电流放电性能，在UPS系统中较多采用，国内厂家也大多生产AGM 蓄电池。

一般阀控式密封铅酸蓄电池工作过程中阳极产生氧气，而阴极尚未变成海绵状铅，亦即尚未充电完成，所以并未产生氢气，此时阳极产生之氧气迅速与阴极作用还原成水，是故水份不损耗，此即阀调式铅酸电池免保养理由。

恒压充电

恒压充电是指每只单格蓄电池均以一恒定电压(一般取单格电池数乘以2．5v)进行充电。特点是：初始充电电流相当大，蓄电池电动势和电解液体相对密度上升较快，随着充电的延续，充电电流逐渐减小，在充电终期只有很小的电流通过；充电时间短、能耗低，一般充电4～5h蓄电池即可获得本身容量的90％ ～95％ ；如果充电电压选择得当，8h即可完成整个充电过程，且整个充电过程不需人照看，这种充电方式广泛用于补充充电。由于初始充电初电流过大，对放电深度过大的蓄电池充电时，会引起初始充电电流急骤上升，易造成被充蓄电池过流或充电设备损坏。充电过程中由于不能调整充电电流，因此不适用于蓄电池的初充电和去硫充电。充电过程中对蓄电池电压的变化很难补偿，所以对容量恢复较慢的蓄电池完全充电很难完成。

在充电之前应正确选择充电电压(表2)。若充电电压过高，会引起充电初始充电电流过大，严重时会引起极板弯曲变形、活性物质大量脱落以及蓄电池温升过高等；过低则会使蓄电池充电不足，导致容量降低、寿命缩短。