功率因素:0.95(加装滤波器)/相数:单相+GND/三楿+N+GND/波形失真度:线性负载<3%,非线性负载<5%/功率因数:0.8/直流电压:192VDC/浮充电压:220VDC/控制方式:SPWM脉宽调制/过载能力:过载125%维持10min后转旁路,过载150%维持1min后转旁路/整机效率:>90%/LCD显礻:输入输出电压,频率,电池电压,负载功率,机内温度,工作状态/LED指示:市电,逆变,旁路,电池,过载,异常/软件功能:电池状态分析,定时开关UPS系统,监看UPS工作状態,信息报警以及发送手机信息,自动存档历史记录/突波保护:符合IEEE527标准/电池兼容:符合Class B标准

目前,数据中心UPS配置的蓄电池主要是阀控式密封铅酸蓄電池文中对铅酸蓄电池的选用原则、各类铅酸蓄电池的对比、主要技术指标、使用寿命以及蓄电池的保护、安装环境要求等做了简单介紹,并以实例介绍了电池容量的计算方法。最后,简述了UPS电池开关的设计和选型

1 UPS配套蓄电池概述
UPS设备以及以它为核心的整个供电系统,是满足數据中心供电质量的最核心部分,而蓄电池又是整个系统中最重要的组成之一,是整个供电系统的“最后一道屏障”。特别值得注意的是,在UPS系統的故障中,与蓄电池有关的原因占30%以上,因此对蓄电池设计、选配、维护等进行规范化有着重要的意义

对蓄电池的基本原理、特性、选配原则、设计计算、安装、维护等相关事宜给出指导性原则和规范,对延长蓄电池的使用寿命和确保数据机房UPS设备的安全稳定运行具有重大意義,最终保障UPS系统不停电功能的实现。

目前数据中心UPS配置的蓄电池主要是阀控式密封铅酸电池(VRLA),但随着电池技术的发展和完善,锂电池和燃料电池也逐渐成为用户的在未来的选择之一

数据中心UPS蓄电池的选择和设计必须充分考虑到现代数据中心的特点和发展趋势,并符合下述原则:

(1)短時间恒功率输出特性卓越

卓越的短时间(通常≤30min)恒功率输出特性,意味着在满足相同负载后备时间要求下可减小电池的容量,从而降低蓄电池成夲;或采用相同容量的电池配置,可增加UPS系统总后备时间。

选配合适的电池类型和容量、设计合理的组装结构,最优化的利用机房空间,提高蓄电池组的整体能量密度,有利于降低机房面积和成本

蓄电池在有效寿命期间内,应有较低的故障率,尽量避免因个别蓄电池的故障或突然失效而慥成的维修或更换,这对整个蓄电池系统的后期安全稳定具有重大意义。

数据中心的UPS电池外壳塑料材质应满足V0级阻燃标准,电池端子、连接件忣输出母线端子所有裸露金属部分应全部做绝缘保护处理,电池架需接地

数据中心UPS电池组的各单体的容量、开路电压、浮充电压等指标的┅致性应符合相关标准。

数据中心UPS电池组架设计满足抗8级烈度要求,电池之间连接建议采用软连接

蓄电池的模块化结构设计及专用安装工具的提供,可降低整体安装成本。电池组摆放位置和电池组架的设计应预留后期扩容的位置需求

电池组摆放及维护通道的距离,应满足日常維护及电池更换的要求。

数据中心UPS电池应有合理的使用寿命要求,过短的使用寿命将增加UPS系统的不稳定性及成本

3 蓄电池主要技术指标及使用壽命
(1)蓄电池主要技术指标

蓄电池贮存温度:5～+40℃;

可满足立式或卧式安装条件。

蓄电池抗震加固应符合YD《通信用电源设备抗地震性能检测规范》的要求;

③蓄电池组按照“YD/T799-2010”规定的相关方法试验,10h率容量第一次循环不低于0.95C10,在第三次循环应达到C10,3h和1h率的容量应分别在第四次和第五次以前達到,放电终止电压应符合表3的规定;

蓄电池在工作环境温度为0℃时的容量应不低于该电池实际容量(25℃时的C10)的80%;

蓄电池静置28天后其容量保存率不低于96%;

蓄电池密封反应效率应不低于97%;

⑦蓄电池端电压的均衡性

单体蓄电池和由若干个单体组成一体的组合蓄电池,其各电池间的开路电压最高與最低差值不大于20mV(2V)、100mV(12V)蓄电池组进入浮充状态24h后,各蓄电池之间的端电压差值不大于90mV(2V)、480mV(12V);

蓄电池按1h率电流放电,在两只电池极柱根部测量的电池の间的连接条电压降≤10mV;

蓄电池在正常浮充工作过程中应无酸雾逸出;

蓄电池在充电过程中遇有明火,内部应不引燃、不引爆;

蓄电池壳、盖应符匼GB/T中的第8.3.2FH-1(水平级)和第9.3.2FV-0(垂直级)的要求。电池连接线或电池连接片护套应选择阻燃性材料;

蓄电池应能承受50kPa的正压或负压而不破裂、不开胶,压力釋放后壳体无残余变形;安全阀要求蓄电池安全阀应具有自动开启和自动关闭的功能,其开阀压应是10～35kPa,闭阀压应是3～15kPa

蓄电池外观不得有变形、漏液、裂纹及污迹,标志要清晰;

以C10电流放电至接近0V,短接24h,再用2.35V/单体恒压限流C10充48h然后进行C10容量检测,连续进行五次循环后蓄电池实放容量应不小於0.90C10实际容量(25℃时C10)。

在电池的实际使用过程中,当电池的实际放电容量低于额定容量的80%,即认为该电池失效或寿命终止

几种典型的失效模式如丅:

蓄电池正极板栅在浮充使用时会产生腐蚀,当腐蚀深度达到极板厚度的50%时,蓄电池寿命终止。同时在腐蚀过程中,正极板栅会产生变形和伸长,稱为正极板栅增长,导致板栅筋条断裂,容量将完全丧失;

②负极板极耳和连接条(汇流条)腐蚀负极板极耳和连接条(汇流条)表面会因为氧气再化合反应和电解液中的硫酸盐杂质引起化学腐蚀同时在高电流密度下放电时,负极很容易发生钝化,使得电极表面变成孔隙小的致密层;

③失水干涸失水的原因有:

?过充电产生的气体析出;

?从电池壳体中渗出水;

其中过充电造成的气体析出是实际使用中电池失水干涸,造成电池容量下降嘚最主要原因。

若阀控铅酸蓄电池长时间处于环境温度过高或充电设备电压失控的状况下,会造成电池内部温度过高,此时电池内阻下降,充电電流又会进一步升高,内阻进一步降低,如此反复形成恶性循环

热失控会使电池壳体严重变形、涨裂。为杜绝热失控的发生,要采用相应的措施:

?充电设备应有温度补偿功能或限流功能;

?严格控制安全阀质量,以使电池内部气体正常排出;

?蓄电池要设置在通风良好的位置,并控制电池温度

当蓄电池经常处于放电后搁置造成的充电不足或过放电时,负极就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅,用常规方法充电很难使它转化為活性物质,从而减少了电池容量,甚至成为蓄电池寿命终止的原因,这种现象称为“不可逆硫酸盐化”。

恒功率法(查表法)是UPS蓄電池容量计算的最常用方法

蓄电池恒功率数据都来自于新电池试验数据,恒功率法(查表法)并没有考虑蓄电池的折旧以及温度的变化,故该方法适用于UPS蓄电池运行环境稳定,且UPS负荷长时间在额定容量80%以下运行时选用。

恒功率法是能量守恒定律的体现,蓄电池提供的功率等于或大于负荷消耗的功率,即

式中,P电池--电池实际试验的恒功率数据;

P 负荷--电池组提供的总功率,主要是负荷消耗的功率

η--逆变器转换效率。

每个电池单体需要提供的功率为(3)

式中,Pnc--每个单体需要提供的功率;

n--机器配置的电池数量;

N—每节电池的单体电池数如12V电池是由6个2V单体电池组成的,则N=6;

?UPS的逆变效率η;

?UPS单组电池只数n。

查恒功率放电数据表(表4),可得到如下的配置方案:

该方法是和电力公式和蓄电池容量概念的体现根据已经确定的UPS品牌及型号,可知蓄电池组最低电压Umin。

KCh—容量换算系数(1/h),根据蓄电池不同、放电时率不同,在放电终止电压下,电池的容量换算系数

在UPS系统中,多数情况负荷容量是保持不变的,而电池组的功率随着放电时间逐渐降低,根据P=UI可知,为提供恒定的负荷容量,电池组放电电流将逐渐增大。为了计算方便,我们选择蓄电池组的最大工作电流为我们的计算数据

Umin--电池组最低工作电压值。

从估算法的计算公式可以看出,由于采用了电池组最低工作电压值Umin,所以会导致要求的蓄电池组的安时容量偏大的情况这是因为当蓄电池在刚放电時所需的放电电流明显小于Imax的缘故。

按目前的使用经验,可以在计算出C10值的基础上再乘以0.75的校正系数;

将有关数据代入式(7)得

该方法是在所介绍嘚UPS后备蓄电池容量计算方法中唯一标准(通信电源设备安装工程设计规范YD/T)支持的方法该方法比估算法更全面考虑UPS电池在整个服役期间的电池状态,在电池运行环境温度变化较大时,更能准确计算出电池的容量。

K—电池保险系数,取值1.25;

T—电池放电时间(h);

H—电池放电系数(见表5);

T—电池所在地最低环境温度值,所在地有采暖设备时,按15℃考虑无采暖设备时,按5℃栲虑;

此方法比较全面地考虑环境因素以及蓄电池容量衰减,UPS满荷使用机率较大,以及重要使用场合选用此方法计算配置电池容量。

5 UPS与蓄电池的連接与物理保护

①连接线(连接板)截面积,要根据电池组最大放电电流进行配置如4(1)节中的例子,100kVAUPS,后备时间15min,采用恒功率計算方法配置蓄电池时,通过计算可知,蓄电池的最大电流为230A,连接线(连接板)的截面积要满足安全通过230A的电流;

②多组电池并联时要考虑单组电池供电的极端情况。如100kVAUPS,后备时间15min,如果采用一组配置,连接线(连接板)的截面积要满足安全通过230A的电流;若采用两组配置,则每组的连接线(连接板)的截媔积要满足安全通过230A的电流;若采用三组配置,考虑到其中一组电池需要检修退出系统时,其余两组的连接线(连接板)的截面积总和要满足安全通過230A的电流

(2)蓄电池内部连接的物理保护

①连接线(连接板)应用绝缘护套和防锈镀层,绝缘护套采用V0级阻燃材料,防锈镀层可以采用镀锌等防锈处悝方法;

②连接线(连接板)要求采用紫铜材料,紫铜材料的纯度不低于99.90%。

6 蓄电池的安装环境要求

蓄电池组的布置应符合下列要求:

立放蓄电池组之間的走道净宽不应小于单体电池宽度的1.5倍,最小不应小于0.8m;立放双层布置的蓄电池组,其上下两层之间的净空间距离为单体电池高度的1.2～1.5倍;

立放雙列布置的蓄电池组,一组电池的两列之间净宽应满足电池抗震架的结构要求;

立放蓄电池组侧面与墙之间的次要走道净宽不应小于0.8m;如为主要赱道时,其净宽不宜小于电池宽度的1.5倍,最小不应小于1m;立放单层双列布置的蓄电池组可沿墙设置,其侧面与墙之间的净宽一般为0.1m;

立放蓄电池组一端靠墙设置时,列端电池与墙之间的净宽一般不小于0.2m;

立放蓄电池组一端靠近机房出入口时,应留有主要走道,其净宽一般为1.2～1.5m,最小不应小于1m;

卧放閥控式蓄电池组的侧面之间的净宽不应小于0.2m;

卧放阀控式蓄电池组的正面与墙之间,或正面与侧面或背面之间的走道净宽不应小于电池总高度嘚1.5倍,最小不应小于1.2m;

卧放阀控式蓄电池组的正面与墙之间的走道净宽不应小于电池总高度的1.5倍,最小不应小于1m;

卧放阀控式蓄电池组可靠墙设置其背面与墙之间的净宽一般为0.1m,蓄电池组的侧面与墙之间的净宽不应小于0.2m。

①蓄电池安装地点应远离热源及可能产生火花的地方;

②电池组咹装距墙壁及其它设备的安全距离应遵照本章第(1)节的要求;

③蓄电池应安装在通风良好阴凉的房间内,避免阳光直射;

④尽量避免安装在空调出風口旁的位置;

⑤电池室应做通风设计,防止电池使用不当造成的易爆气体聚集;

⑥蓄电池安装地点不能有剧烈的震动源或碰撞冲击源

(3)蓄电池發热量计算

蓄电池在充、放电过程中,恒温是比较困难的,因为铅酸蓄电池在充电和放电时都伴随着热效应,一是产生焦耳热,另外是根据Gibbs-Helmholz方程式囿吸热或放热,为克服两极极化和电池内阻而损失的电压降将全部转化为热量。

充电过程中蓄电池的内部的状态一直处于变化中,所以发热量嘚计算非常复杂行业内各个电池厂家的共同研究测试,最终将蓄电池的发热量计算公式简化如下:

Q—蓄电池发热功率,单位:W;

I—充电电流,单位:A;

U—充电电压,单位:V;

蓄电池在浮充状态下,发热量很小,可以忽略不计。在放电状态下,由于是将蓄电池内的化学能转化为电能,这一过程是吸热过程,所鉯此时是不发热的(吸收的热量很小,可以忽略)蓄电池的均充状态又可以细分为两部分:在均充的初期,由于此时充入的电能绝大部分都转化为囮学能在蓄电池中储存起来,所以此时的发热量也很小,可以忽略;在均充的后期,电能转化为化学能的效率大大降低,此时会有较大的发热量。

(4)排氫气及排酸气量计算

蓄电池在工作过程中,会有少量氢气和酸气(主要是SO2气体)排出气体的排出量和环境温度有关,温度越高排出量就越大。蓄電池的排氢和排酸气的量,影响条件复杂,至今没有一个准确地计算方法

目前的测试是依据IEC的试验方法,在实验室条件下测量。测试结果为2mL/100Ah/h

UPS的电池开关需要依据UPS的电气参数及电池配置来选择,电池开关应选择直流断路器。不同品牌不同型号的UPS,其电池的配置節数通常是不一样的,所以需要依据具体的UPS参数来进行电池开关放电电流的计算,放电电流的通用计算公式为

上式中的1.75为假定的单体电池放电保护电压这一计算出来的I电池值是所有电池组的总放电电流。

但是,数据中心UPS系统通常都配置有至少两组以上的电池组并联为UPS供电,最为常見的是配置三组蓄电池此时,每一分组电池开关实际并不需要配置这么大,可以依据一组电池退出检修时,恰逢市电中断,余下的两组电池需要承担额定负载来选择电池开关,因此可依据每一组电池开关的最大放电电流为I电池/2来选择分组电池开关的容量,如总开关是1000A,则分开关可选择500A。

除了每组电池开关以外,为了操作方便,通常数据中心UPS的蓄电池系统都需要配置一个总开关,这一开关的容量选择可以依据I电池来选择电池的总開关由于1000A以下的直流开关一般都采用热磁脱扣原理来实现短路保护,所以如果总开关再选用断路器来保护,很难保证总开关与分组开关之间嘚保护选择性,而且由于分组开关已经选用了直流断路器,总开关选择断路器的短路保护功能基本没有意义。所以建议,UPS的总电池开关选用具有洎动跳闸功能的负荷开关来代替,不仅经济,也具有更可靠的短路保护选择性

为了保持UPS应急状态情况下能断开电池总开关和在直流母线电压沒有建立时禁止电池合闸,这一总开关需要配置脱扣线圈附件,常用的脱扣电压可选的为AC/DC24/48/110V,根据具体选择UPS的要求来定;同时应配置辅助触点信号,以便UPS能监控电池总开关的状态。

为了检修电池方便与操作维护安全,这一电池开关应独立成柜,并安装在电池架或柜的一侧

• UPS电源有哪些比较有名的品牌呢让我们看看时间常用的ups电源品牌：

  山特电子（深圳）有限公司，UPS不間断电源十大品牌广东省名牌，国家重点新产品深圳市高新技术企业，全球著名动力管理公司EATON旗下较早进入中国市场的知名UPS厂商之┅。

  施耐德电气（中国）有限公司APC，UPS不间断电源十大品牌服务器机柜十大品牌，创立于1981年美国全球行业领先品牌，网络关键物理基礎设施（NCPI）全线产品提供商全球较大的UPS供应商之一。

  艾默生电气（中国）投资有限公司UPS不间断电源十大品牌，始于1890年美国世界500强企業，全球技术解决方案的强势集团公司技术与工程领域的全球领袖，全美最受赞赏企业之一

  伊顿（中国）投资有限公司，十大UPS不间断電源品牌创立于1911年美国，美国财富500强全球领先的多元化工业产品制造商，电气控制、电力分配、不间断电源和工业自动化产品和服务嘚全球知名企业

  厦门科华恒盛股份有限公司，UPS不间断电源十大品牌福建省著名商标，福建名牌上市公司，高新技术企业中国本土較大的高端UPS制造商和提供商之一，以研究电力电子技术为核心致力于打造生态型能源互联网企业。

  深圳科士达科技股份有限公司UPS不间斷电源十大品牌，高新技术企业中国大陆本土规模较大的UPS研发生产企业之一，机房一体化系统集成制造商中国领先的新能源电力转换技术创新厂商。

  易事特集团（股票代码：300376）创立于1989年是国家火炬计划重点高新技术企业、能源网系统集成解决方案优秀上市公司，历经20哆年的艰苦创业和睿智经营致力于IDC数据中心（含UPS）、光伏发电站（含逆变器）和智能微网（含电力轨道交通、新能源车运营及充电桩）等产业，现已发展成为行业领域的龙头企业拥有全资或控股子公司近50家，在全球设立268个客户中心产业覆盖全球100多个国家和地区。

  台达電子工业股份有限公司在交换式电源供应器产品为世界第一的领导厂商并且在多项产品领域亦居世界级的领导地位，其中包括提供电源管理的整体解决方案、视讯显示器、工业自动化、网络通讯产品、与可再生能源相关产品台达集团于1971年创立，营运据点与制造工厂遍布囼湾、泰国、中国、墨西哥以及欧洲做为全球电力电子产业的领导者，台达集团致力于实践环境保护的承诺已在多年前实施绿色无铅淛程、回收再利用措施与废弃物管理计划。台达集团的经营使命是「环保

  广东志成冠军集团有限公司（简称志成冠军）位于毗邻深圳特区嘚东莞市塘厦镇是一家集科、工、贸、投资于一体的民营高科技企业，始创于1992年8月注册资金1亿元人民币，占地27万平方米自有资产逾6.5億元。

  溯高美索克曼电气（上海）有限公司十大UPS不间断电源品牌，始于1922年法国全球领先的电源设备集团之一，全欧洲UPS销量较大的销售廠商之一专业致力于电力电子产品的研发与生产的集团企业。

  • 本公司经销直流屏用蓄电池ups蓄电池供应商，专业提供德国阳光蓄电池Sonnenschiesh(德國阳光胶体系列）、日本松下蓄电池（Panasonic）、西恩迪-大力神蓄电池、艾博特蓄电池、冠军蓄电池、梅兰日兰蓄电池、索润森蓄电池、友联蓄電池、理士蓄电池、科士达蓄电池、太阳神蓄电池、汤浅蓄电池、圣阳蓄电池、美国GNB蓄电池（美国原装进口）、BB蓄电池、CSB蓄电池、美国山特蓄电池、美国博尔特蓄电池、OTO蓄电池等高质量的ups电池及ups电源、山特ups电源、山顿ups电源、艾默生ups电源、梅兰日兰ups电源、科士达ups电源、apc ups电源囼达ups电源，雷诺士ups电源美国山特ups电源等。我公司长期以来一贯坚持"一流产品一流工程、一流服务，一流信誉、一流企业"的发展理念憑所代理产品的卓越品质、所设计施工项目的优秀质量和对用户真诚周到的服务，深受广大用户赞誉公司将一如既往地把国际名牌产品介绍推荐给广大用户，把更完美的工程奉献给广大用户为广大用户提供更全面，更专业更优质的服务。

    做产品首先做好人品童叟无欺，是做产品的本质

    服务您的热线：（24小时）

    工作QQ：（由于网页资源有限，发布信息不全面如需获知更多信息，型号及报价欢迎致電或者加QQ索要更多资料！）

    我们真诚欢迎您的来电垂询，你的咨询就是对我们的支持您的建议就是我们的动力！

• 自公司2010年重新改组成立鉯来，公司引进国外先进的5S管理方案结合我国国情传统的人文精神，坚持"团结一致、相互协调、奋发向上、超越自我、勇于 进取、商道即人道"的企业精神致力于建设具有东方企业特色的人文精神。公司完善的服务体系和过硬的产品在UPS不间断电源界享有盛名公司在全国建立了 快速绿色服务通道，点对点跟踪服务公司将以"诚信方能大智慧，客户至上金牌品质，专业服务"为标准高品质的服务社会

  
  

安装UPS電源现场图片

• UPS电源租赁场景应用

  安装此UPS电源，此UPS具有高低保护及开机自检功能为用电设备提供高稳定性供电保障。

• 北京、上海、天津、廣州、深圳、偏远地方等承诺提供维修反应时间小于4小时，维修解决时间小于8小时 外地承诺反应时间小于24小时，维修解决时间小于48小時