HTSHTS12-38美洲豹蓄電池報價/技術參數HTS12-38美洲豹蓄電池報價/技術參數HTS12-38美洲豹蓄電池報價/技術參數咨詢熱線;15010955789
美洲豹蓄電池廠家是一家集科研、開發(fā)、生產、商貿、服務于一體的蓄電池專業(yè)廠家，成立于1994年，已有十七年的生產歷史。公司位于廣東省中山市衛(wèi)民高科技開發(fā)區(qū)，擁有固定資產3.5億人民幣，總占地面積305畝。于2006年成立航天電源（龍南）公司，位于江西龍南里仁工業(yè)區(qū)，占地面積225畝。公司擁有行業(yè)先進的生產、檢測、試驗等精良設備，嚴格遵循ISO9001管理體系，產品性能指標完全達到或超過國際GB5008.1-92、GB5008-91、TB/G4282-92、TB/T6457.2-92標準的要求
美洲豹蓄電池銷售熱線：15010955789
美洲豹蓄電池的型號：
美洲豹Battery Model Nominal Rated Capacity Overall Dimension (mm) Referance
Voltage (V) at 20 HR (AH) Weight (kg)
電壓 (1.75 Volts/Cell) Length Width Height Totall Height
容量 (+/-1) (+/-1) (+/-1) (+/-1)
HTS12-7 12 7 151 65 65 101 2.7
HTS12-12 12 12 151 99 94 100 4
HTS12-17 12 17 181 76 167 167 6.2
HTS12-24 12 24 166 175 126 126 9.1
HTS12-33 12 33 197 130 155 180 11
HTS12-38 12 38 197 165 170 170 14
HTS12-65 12 65 325 165 185 185 21
HTS12-70 12 70 325 168 185 185 23.5
HTS12-90 12 90 335 174 225 225 30
HTS12-100 12 100 365 175 210 235 34
HTS12-120 12 120 403 170 207 234 36.5
HTS12-150 12 150 480 170 240 240 42.5
HTS12-200 12 200 530 238 215
美洲豹(LEOPARD)蓄電池應用領域：（Applicationfield)
電話交換機
電器、醫(yī)療設備及儀器儀表
計算機不間斷電源（UPS）
輸變電站，開關控制和事故照明
消防、安全及報警監(jiān)測
交通及航標信號燈
電動車,工業(yè)用車
1：開放型液體鉛酸電池：此類電池按結構可分為8-10年，15-20年壽命兩種。由于此電池硫酸電解會產生腐蝕性氣體，此類電池必須安裝在通風并遠離精密電子設備的房間，且電池房應鋪設防腐蝕瓷磚。
由于蒸發(fā)的原因，開放電池需定期測量比重，加酸加水。此電池可忍受高溫高壓和深放電。電池房應禁煙并用開放型電池架。
此電池充電后不能運輸，因而必須在現場安裝后充電初充電一般需55-90小時。正常每節(jié)電壓為2v，初充電電壓為2.6-2.7v。
2：免維護電池：又名閥控式密封鉛酸蓄電池，在使用和維護中需遵循下列原則：
a：密封電池可允許的運行范圍為15度-50度 ，但5度-35度之內使用可延長電池壽命。在零下15度以下電池化學成分將發(fā)生變化而不能充電。在20度到25度范圍內使用將獲得高壽命.電池在低溫運行將獲得長壽命但較低容量，在高溫運行將獲得較高容量但短壽命。
b ：電池壽命和溫度的關系可參考如下規(guī)則，溫度超過攝氏25度后，每高8.3度電池壽命將減一半。
c：免維護電池的設計浮充電壓為2.3v /節(jié)。12v的電池為13.8v。csb公司建議每節(jié)2.25-2.3v。在120節(jié)電池串聯的情況下，溫度高于攝氏25度后，溫度每升高一度浮充電壓應下調3mv。同樣溫度每升高一度為避免充電不足電壓應上調3mv。放電終止電壓在滿負荷(<30分鐘)情況下為1.67v每節(jié)。在低放電率情況下(小電流長時間放電)要升高至1.7v-1.8v每節(jié)，apc symmetra可根據負載量調節(jié)充電電壓。
d:放電結束后電池若在72小時內沒有再次充電。硫酸鹽將附著在極板上絕緣充電，而損壞電池。
e：電池在浮充或均充時，電池內部產生的氣體在負極板電解成水，從而保持電池的容量且不必外加水。但電池極板的腐蝕將減低電池容量。
f：電池隔板壽命在環(huán)境溫度為30-40度時僅為5-6個月。長時間存放的電池每6個月必須充電一次。電池必須存放在干燥 涼爽的環(huán)境。在20度的環(huán)境下免維護電池的自放電率為3-4%每個月，并隨溫度變化。
g：免維護電池都配有安全閥，當電池內部氣壓升高到一定程度時安全閥可自動排除過剩氣體，在內部氣壓恢復時安全閥會自動恢復。
h：電池的周期壽命(充放電次數壽命)取決于放電率，放電深度，和恢復性充電的方式， 其中重要的因素是放電深度。在放電率和時間一定時，放電深度越淺，電池周期壽命越長。免維護電池在25度100%深放電情況下周期壽命約為200次。
i：電池在到達壽命時表現為容量衰減，內部短路，外殼變形，極板腐蝕，開路電壓降低。
j：ieee定義電池壽命結束為容量不足標稱容量ah的80%。標稱容量和實際后備時間非線性關系，容量減低20%相應后備時間會減低很多。一些ups 廠家定義電池的壽命終止為容量降至標稱容量的50-60%。
k：禁止不同容量和不同廠家的電池混用，否則會降低電池壽命。
l：若兩組電池并聯使用，應保證電池連線，匯流排阻抗相同。
m：免維護電池意味著可以不用加液，但定期檢查外殼有無裂縫，電解液有無滲漏等仍為必要的。
3：鎳鉻電池：此類電池不同于鉛酸電池，電解時產生氫和氧而不產生腐蝕性氣體，因而可安裝在電子設備的旁邊。且水的消耗很少，一般不需維護。正常壽命為20-25年。遠比前面提到的電池昂貴。初始安裝的費用約為鉛酸電池的三倍。并不會因環(huán)境溫度高而影響電池壽命，也不會因環(huán)境溫度低而影響電池容量。一般每節(jié)電壓為1.2v，ups因應用此類電池需設計較高的充電器電壓。
二、優(yōu)點和缺點：
1開放型鉛酸電池：
優(yōu)點：投資較少，壽命較免維護電池長，對溫度要求較低。
缺點：維護較復雜，需專門的電池間，有腐蝕性氣體排出，必須現場初充電50-90小時，需專人維護。
2：免維護電池：
優(yōu)點：不需加液等維護，可在滿充狀態(tài)下運輸，不需專人維護。
缺點：不及時恢復性充電會損害電池，對溫度較敏感，壽命較短，比鉛酸電池貴。
3：鎳鉻電池：
優(yōu)點：維護要求較低，壽命較長，對溫度不敏感，無有害氣體排放。
缺點：三種電池中貴。
三、ups常用電池
現計算機中心一般多數選用免維護電池，維護較方便，但也需進行下列工作：
1：每三到四個月要放電一次，以防極板氧化。
2：環(huán)境溫度要保持在20-25度。
3：連接不能過緊和過松，需經常檢查。
4：使用三年后需及時檢查更換。
在UPS應用中的電池共有三種：開放型液體鉛酸電池、免維護電池和鎳鉻電池?，FUPS廠家所配的電池一般為免維護電池，下面主要介紹免維護電池優(yōu)點、使用特點及維護：
免維護電池又名閥控式密封鉛酸蓄電池，與其它用于UPS的電池相比，其優(yōu)點為不需加液等維護，可在滿充狀態(tài)下運輸，不需專人維護，缺點是不及時恢復性充電會損害電池，對溫度較敏感，壽命較短，比開放型鉛酸電池貴。在使用免維護電池時需遵循下列原則：
1、密封電池可允許的運行范圍為15度-50度 ，但5度-35度之內使用可延長電池壽命。在零下15度以下電池化學成分將發(fā)生變化而不能充電。在20度到25度范圍內使用將獲得高壽命.電池在低溫運行將獲得長壽命但較低容量，在高溫運行將獲得較高容量但短壽命。電池壽命和溫度的關系可參考如下規(guī)則，溫度超過攝氏25度后，每高8.3度電池壽命將減一半。
2、免維護電池的設計浮充電壓為2.3V /節(jié),12V的電池為13.8V。在120節(jié)電池串聯的情況下，溫度高于攝氏25度后，溫度每升高一度浮充電壓應下調3MV。同樣溫度每升高一度為避免充電不足電壓應上調3MV。放電終止電壓在滿負荷（<30分鐘）情況下為1.67V每節(jié)。在低放電率情況下（小電流長時間放電）要升高至1.7V-1.8V每節(jié)，APC SYMMETRA可根據負載量調節(jié)充電電壓。
3、放電結束后電池若在72小時內沒有再次充電。硫酸鹽將附著在極板上絕緣充電，而損壞電池。
4、電池在浮充或均充時，電池內部產生的氣體在負極板電解成水，從而保持電池的容量且不必外加水。但電池極板的腐蝕將減低電池容量。
5、電池隔板壽命在環(huán)境溫度為30-40度時僅為5-6個月。長時間存放的電池每6個月必須充電一次。電池必須存放在干燥 涼爽的環(huán)境。在20度的環(huán)境下免維護電池的自放電率為3-4%每個月，并隨溫度變化。
6、免維護電池都配有安全閥，當電池內部氣壓升高到一定程度時安全閥可自動排除過剩氣體，在內部氣壓恢復時安全閥會自動恢復。
7、電池的周期壽命（充放電次數壽命）取決于放電率，放電深度，和恢復性充電的方式，其中重要的因素是放電深度。在放電率和時間一定時，放電深度越淺，電池周期壽命越長。免維護電池在25度100%深放電情況下周期壽命約為200次。
8、電池在到達壽命時表現為容量衰減，內部短路，外殼變形，極板腐蝕，開路電壓降低。
9、IEEE定義電池壽命結束為容量不足標稱容量AH的80%。標稱容量和實際后備時間非線性關系，容量減低20%相應后備時間會減低很多。一些UPS 廠家定義電池的壽命終止為容量降至標稱容量的50-60%。
10、禁止不同容量和不同廠家的電池混用，否則會降低電池壽命。
11、若兩組電池并聯使用，應保證電池連線，匯流排阻抗相同。
12、免維護電池意味著可以不用加液，但定期檢查外殼有無裂縫，電解液有無滲漏等仍為必要的。
UPS常用電池
現計算機中心一般多數選用免維護電池，維護較方便，但也需進行下列工作：
1.每三到四個月要放電一次，以防極板氧化。
2.環(huán)境溫度要保持在20-25度。
3.連接不能過緊和過松，需經常檢查。
由于供電及系統(tǒng)設計等因素，經常會有用戶將柴油發(fā)電機與UPS配合使用，以滿足更高的供電需求，但在實際應用中，由于UPS的輸入多表現為非線性負載，且發(fā)電機只能提供有限的電流，兩者結合就易出現許多問題：
1、電壓震蕩。UPS反饋的波動電壓，造成發(fā)電機的輸出電壓穩(wěn)定度差，形成振蕩，振蕩范圍高達額定電壓的±10%-±20%，即使調整到佳狀態(tài)，輸出的震蕩依然會高于至少2%以上。
2、電流震蕩。即使在UPS所帶非線性負載工作穩(wěn)定的情況下，發(fā)電機輸出電流依然在±20%-±50%的范圍內振蕩，且這種振蕩無法調整。
3、頻率振蕩：頻率振蕩的范圍通常小于電壓及電流的振蕩幅度，但它的影響更大，從而直接導致UPS在市電及電池供電狀態(tài)間頻繁切換。同時由于柴油機根據負載變換導致其自身的振動加劇，從而加速機械磨損，造成機件的提前老化甚至損壞。
4、UPS不能正常工作：UPS整流器允許的輸入電壓范圍一般在額定值的±15%或更寬，發(fā)電機的輸出電壓不穩(wěn)定相對來說影響較小，因此需特別關注頻率漂移對UPS正常運行所產生的兩方面影響：
①UPS不能旁路。無論是在線式或后備式UPS，在旁路電源電壓和頻率處于允許的范圍內時，UPS的逆變器輸出跟蹤旁路電源，逆變電源與旁路電源鎖相、同步。當旁路電源由發(fā)電機提供時，頻率會發(fā)生快速變化。當頻率變化超出預先設定的極限時，逆變器頻率變化就無法跟上旁路電源的頻率變化。這時靜態(tài)旁路開關將禁止切換到旁路(在這種情況下切換有可能造成逆變器過流、短路。
②電池壽命縮短。由于頻率漂移，將導致SCR(可控硅)整流器的驅動信號與輸入交流電不同步，造成整流器關閉。在整流器重新啟動進入正常工作期間，UPS轉為電池供電。如此過分地放電循環(huán)，將大大縮短電池壽命。更嚴重的情形是會將電池電量全部放光，輸出中斷。另外，在同一用電系統(tǒng)中，當空調壓縮機啟動和電梯升降的瞬間會導致發(fā)電機發(fā)生頻率漂移。
發(fā)電機與UPS組合所帶來的問題是客觀存在的，解決問題可以從兩個方面進行：一方面正確選擇發(fā)電機的勵磁工作方式和機組功率，不同的勵磁方式和適當的匹配功率等有助于將問題小化;另一方面選擇更能適合發(fā)電機組特性的UPS，如：具有旁路鎖相頻率范圍和逆變器同步速率現場可調功能的UPS對頻率的漂移適應性比一般UPS好。12脈沖整流器UPS比6脈沖整流器UPS更能適合發(fā)電機組配合供電，從而確保整個供電系統(tǒng)安全可靠運行。
UPS設備以及以它為核心的整個供電系統(tǒng)是滿足數據中心供電質量的核心部分，而蓄電池又是整個系統(tǒng)中重要的組成之一，是整個供電系統(tǒng)的“后一道屏障”。
在UPS系統(tǒng)的故障中，與蓄電池有關的原因占30%以上。目前數據中心蓄電池技術還是以閥控鉛酸電池為主，而且據統(tǒng)計，中國生產的鉛酸電池已經占全球產量的1/3，其中一部分原因是UPS電源市場的快速增長。隨著互聯網+、云計算、大數據等上升為國家戰(zhàn)略，進一步加快了數據中心行業(yè)的增長，帶動了數據中心基礎設施相關設備的快速增長。本文從大型數據中心蓄電池規(guī)劃與應用角度出發(fā)，借鑒國內外數據中心行業(yè)經驗教訓，探討蓄電池規(guī)劃設計和實際應用中遇到的幾個問題和痛點。
痛點一
目前規(guī)劃設計的大型數據中心電池間面積，據不完全統(tǒng)計，約占總建筑面積的3%~10%，因大型數據中心建筑面積較大，所以數量不少。對于越來越多的大型數據中心項目而言，機房面積可以說是寸土寸金，客戶希望大化的提高機柜數量，基礎設施的占地盡量小。下圖為某大型數據中心案例的電池間布置，占據了一整層的面積。在這里我們不著重探討電池間的布置方案，僅從電池間面積的數量及與總建筑面積之比，就可以感受到UPS蓄電池系統(tǒng)對數據中心工藝平面規(guī)劃設計的重要影響。
數據中心蓄電池規(guī)劃設計水平的提高，依賴于蓄電池技術的創(chuàng)新提高。
目前多數數據中心采用閥控鉛酸蓄電池，隨著電池技術的發(fā)展，比如磷酸鐵鋰電池技術，由于壽命長、耐高溫、體積小、無污染等優(yōu)點，相比傳統(tǒng)鉛酸蓄電池技術，更能體現“節(jié)能”、“節(jié)材”、“節(jié)地”等節(jié)能減排需求。隨著新型電池性價比提高，其尺寸和占地面積越來越小，將會對未來數據中心的規(guī)劃設計產生革命性的影響，對IDC行業(yè)尤甚。
痛點二
電池監(jiān)測系統(tǒng)的應用。
近年來國內數據中心行業(yè)參考、學習了很多國外先進的理念和技術，但是電池監(jiān)測系統(tǒng)的應用還不完善，很多已建成機房的電池系統(tǒng)沒有監(jiān)測設備或者監(jiān)測數據不完善，存在很大的安全隱患。從近幾起機房電池火災爆炸事故可以看出，電池監(jiān)測系統(tǒng)早期報警，防患未然的重要性。
如果電池故障引起UPS系統(tǒng)宕機，關鍵業(yè)務中斷，將產生很大的政治經濟損失，來自行業(yè)的調查機構顯示：金融行業(yè)的數據中心每宕機一小時的損失為1495134美元，通訊行業(yè)的數據中心每宕機一小時的損失為2066245美元。
所以在數據中心規(guī)劃設計及應用中，對電池監(jiān)測系統(tǒng)的設置應引起足夠的重視。
痛點三
有關閥控鉛酸蓄電池間是否按防爆設計的問題，有關的設計規(guī)范并未統(tǒng)一，對規(guī)范解讀的差異，導致從規(guī)劃設計到各地消防審批及驗收的尺度不一。
通信行業(yè)標準YD5003-2014《通信建筑工程設計規(guī)范》中的7.9條，蓄電池室設計指出：選用閥控蓄電池時，樓地面、墻面、頂棚面、門窗、通風等可按通信機房的要求設計。
11.3.6條規(guī)定：閥控式蓄電池室的照明，可按一般通信機房設計。當蓄電池室選用防酸隔爆式蓄電池時，房間燈具采用防爆型安全燈，室內不應安裝電氣開關、插座等，管線的出口和接線盒等安裝時應密封，燈具不應布置在電池組的正上方。
YD5003-2014這本通信行業(yè)規(guī)范認為選用閥控鉛酸蓄電池的蓄電池室可以按正常環(huán)境設計。
國標GB50055-2011《通用用電設備配電設計規(guī)范》中的6.0.2條規(guī)定：除固定型閥控式密閉鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池外，鉛酸蓄電池與其充電用整流設備不宜裝設在同一房間內。
國標GB50055-2011的條文解釋指出：固定型閥控式密閉（免維護）鉛酸蓄電池與堿性鎘鎳蓄電池在充放電過程中排出的電解液氣體及氫、氧氣很少，故其充電用整流設備可裝設在同一房間內。這條規(guī)范規(guī)定閥控鉛酸電池可以和整流設備設在一個房間，整流設備如UPS等均為非防爆設備，可以理解為閥控鉛酸電池和整流設備布置到一個房間時，可按正常環(huán)境考慮。
國標GB50172-2012《電氣裝置安裝工程蓄電池施工及驗收規(guī)范》第3章“基本規(guī)定”第3.0.7條規(guī)定：蓄電池室應采用防爆型燈具、通風電機，室內照明線應采用穿管暗敷，室內不得裝設開關和插座。
該條的條文解釋：“為確保人身安全和設備安全，本條規(guī)定為強制性條文。蓄電池充、放電和運行時，會有少量的氫氣逸出，開關插座在操作過程中有可能產生電火花而引發(fā)氫氣爆炸。為了防止氫氣發(fā)生爆炸對人身安全和設備安全造成危害，規(guī)定室內不得裝設開關、插座，并應采用防爆型電器”。該條表明蓄電池室存在比空氣輕的可燃氣體氫；蓄電池室整個的電力裝置設計要求按爆炸性氣體環(huán)境設計。該規(guī)范并未按照GB50058-2014《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》的要求，對爆炸環(huán)境范圍進行劃分，也未對可燃氣體濃度是否達到爆炸濃度下限進行說明。國標GB50172-2012中這一強制性條文常常被引用作為電池室應按防爆環(huán)境設計的依據，也作為施工驗收的重要依據。
那么，國內已實施數據中心項目的實際的情況怎樣呢？以電信運營商為代表、以及其它大型數據中心項目的UPS、配電柜和電池架經常是放到一個房間，有些場地情況比較緊張的項目也采取合并房間的設計。但是UPS、配電柜、精密空調是不防爆的，那么光燈具、開關等按防爆要求設計，是否有自相矛盾之嫌呢？
從這一問題可以看出，當規(guī)范的更新落后于行業(yè)的快速發(fā)展時，它可能會成為一種阻礙。
由衷的希望有關規(guī)范能夠及時地更新，更具有前瞻性，讓規(guī)范真正起到對規(guī)劃設計和實施的指導意義，還規(guī)范的本來面目。
痛點四
鉛酸蓄電池壽命普遍在5~6年，好的在7~8年。如何更好的與數據中心生命周期匹配，從而降低總的應用成本，是擺在數據中心行業(yè)人士面前的一道難題。
可能的兩條途徑：
1.依靠技術的進步。蓄電池技術的革命一定會深刻地影響數據中心行業(yè)未來的發(fā)展，大容量、長壽命電池技術的研發(fā)，需要研究數據中心行業(yè)特點，與數據中心生命周期對接，從而更符合數據中心行業(yè)的需要。
2.科學的運維，監(jiān)測。通過對蓄電池系統(tǒng)科學的運維管理，監(jiān)測維護，及時發(fā)現故障隱患，從而客觀上延長了蓄電池的使用壽命，降低了總體擁有成本。
痛點五
蓄電池對于環(huán)境的耐受性提高，有利于數據中心降低能耗。目前，鉛酸蓄電池對于環(huán)境溫度的要求還是比較高的，其佳工作溫度為20~25℃。有關資料顯示，當環(huán)境溫度在25℃時，溫度每升高6~10℃，閥控蓄電池的壽命縮短一半，電池循環(huán)壽命縮短。當環(huán)境溫度降低時，電池可用容量迅速降低。高溫型閥控電池的研究為進一步降低能耗帶來了曙光。目前在野外，通信基站機房已經有應用高溫型閥控電池的案例。未來隨著高溫型電池制造成本的降低，再考慮對空調需求的降低所產生的節(jié)能效益，相信高溫型電池技術會是未來數據中心采用的一種技術方向。
痛點六
在UPS及電池廠商二次深化過程中，電池系統(tǒng)直流電纜及連接條等附件的選擇是否滿足放電要求，安裝質量是否滿足要求，這些如果處理不好，可能成為事故的故障點。
因為各廠家UPS技術的不同，一般在項目中標后會有二次深化的過程，其電池系統(tǒng)電纜及附件等往往成套由UPS廠商提供，這樣做的好處是工程的接口少，有利于責任的劃分。不利之處在于：其配套選型能力及附件質量完全依靠其技術能力和信譽，廠家相對更可靠。已經有因電纜及附件問題導致火災事故的情況，需要引起足夠的重視。
數據中心行業(yè)正經歷著前所未有的建設熱潮，在這樣的大背景下，本文拋磚引玉，從大型數據中心蓄電池規(guī)劃與應用角度出發(fā)，探討與總結了蓄電池規(guī)劃設計和實際應用中遇到的幾個問題和痛點，同時也為蓄電池新技術在數據中心的應用提出新的思考和展望。如果本文中某個觀點能為大家?guī)韱l(fā)，就達到了本文的目的。數據中心電氣技術如浩瀚海洋，需要不斷學習，拙文恐有欠妥之處，望不吝指正，共同提高。
不間斷供電、全面改善供電質量、對整個網絡的設備乃至數據傳輸途徑給以端到端的全面保護，這些都要求在供電系統(tǒng)中配置不停電供電設備——UPS。
首先，UPS需要更加智能化。在出現供電故障時，網絡管理員可能來不及在UPS電池電量耗盡之前關閉計算機和UPS不間斷電源，從而導致系統(tǒng)數據丟失，嚴重的還會損壞硬件。這就需要計算機及外設能“自主”應付一些可能預見到的問題，能進行自動管理和調整，如自動關閉宿主計算機的操作系統(tǒng)并關閉其電源、定時開關UPS本身等，并能將有關信息通過網絡傳遞給操作系統(tǒng)或網絡管理員，便于進行遠程管理。
隨著計算機、網絡通信技術的發(fā)展，UPS系統(tǒng)智能化的重要體現是豐富的軟、硬件監(jiān)控功能。UPS管理軟件的主要功能是保護數據系統(tǒng)，在特定事件發(fā)生時通知用戶和管理員并自動采取應急保護措施。
根據用戶需求定制定時開關被保護的計算機系統(tǒng)，UPS不間斷電源必須具備自檢功能，定期對主要元部件諸如電池、逆變器、旁路開關及控制電路的狀況進行自檢，如有異常則以尋呼等方式通知系統(tǒng)管理員，以防患于未然。UPS智能附件可提供特定環(huán)境下監(jiān)控UPS系統(tǒng)的能力。
其次，UPS需要更加網絡化。在網絡時代，同樣需要“網絡UPS”，它擁有更大的蓄電量、可以同時為多臺計算機或其他外設服務，并能夠通過某種機制達成負載之間的動態(tài)配置。
工頻機和高頻機是兩種不同的技術路線或構架,而工業(yè)機和商業(yè)機是行業(yè)用戶應用時,反映了可靠性和適用性的等級高低。工業(yè)機的顯性特征是高EMC抗擾度(為了防止電氣環(huán)境的傳導及輻射電磁*對UPS正常工作的影響);高IP防護等級(為了防止灰塵、水濺、有害氣體等對UPS正常工作的影響);輸出工頻隔離變壓器(由于在工業(yè)應用中,UPS的旁路輸入是獨立的,且要求增加工頻隔離變壓器,所以輸出配電系統(tǒng)靈活,可再生一個TN系統(tǒng)、IT系統(tǒng),電氣隔離等);隱性特征是根據用戶用電環(huán)境、負載情況而制定的整流器及逆變器的控制算法及采樣設計。
1 回顧工頻機和高頻機分類的由來
1956年,美國人J.莫爾制成晶閘管雛型。1957年,美國人.約克制成實用的晶閘管。50年代末晶閘管被用于電力電子裝置,60年代以來得到迅速推廣,并開發(fā)出一系列派生器件,拓展了電力電子技術的應用領域。電力電子電路隨著晶閘管應用的推廣,開發(fā)出許多電力電子電路,按其功能可分為:①將交流電能轉換成直流電能的整流電路;②將直流電能轉換成交流電能的逆變電路;③將一種形式的交流電能轉換成另一種形式的交流電能的交流變換電路;④將一種形式的直流電能轉換成另一種形式的直流電能的直流變換電路。這些電路都包含晶閘管,而每個晶閘管都需要相應的觸發(fā)器。于是配合這些電力電子電路出現了許多的觸發(fā)控制電路。所以,有專家把晶閘管誕生的1957年,叫電力電子技術產生的元年,由此電子技術學科分為電力電子技術和信息電子技術。在這個大背景下,代靜態(tài)工頻UPS在1964年應運而生(
1962年,GE公司研制出個600V/200A GTO,克服了普通晶閘管不能門極控制關斷的缺點。但是GTO一直在技術上不過關,在應用中容易燒毀。1974年,日本東芝等公司采用NTD單晶片并通過計算機模擬技術在GTO研制上取得突破,生產出1200V/2000A的GTO。而越做越大的雙極晶體管采用垂直結構、達林頓級聯技術以及多元胞集成并聯等技術已經做到500V/200A/50(電流放大倍數hfe),此時已稱其為GTR。20世紀70年代末,由于半導體超凈技術的進步,長期阻礙MOS器件的“表面態(tài)”雜質離子問題也得到控制及解決。
這種早就構想出的器件卻因為技術問題而較晚到來,但是它的性能更為優(yōu)秀,也更容易制造。因而,MOS集成電路在20世紀70年代末得到飛速發(fā)展。在20世紀80年代初,以MOS集成電路為基礎的垂直擴散MOS功率器件VDMOS也在國際整流器公司(International Rectifier)的努力下逐漸走向成熟。1982年GE公司的美籍印度人和Motorola公司幾乎獨自同時發(fā)明IGBT。1984年,GE公司的發(fā)明性能更為優(yōu)秀的MCT(H),并在1991年商品化生產。但在20世紀90年代末,因結構過于復雜,成品率低而陷于停滯狀態(tài)。在20世紀90年代初,日本三菱公司研制開發(fā)的以IGBT為基礎的智能功率模塊(IPM——Inbligent Power Module)經過近十年的改進,進入成熟應用。1995年,西門子公司首次推出了非穿通結構(Non Punch Through)的NPT-IGBT,這在技術上是一個里程碑。因為,NPT-IGBT技術可以使得功率開關器件在高溫可靠性、安全工作區(qū)、超高耐壓、低成本、高開關性能等諸多方面同時得到顯著提高。采用NPT-IGBT技術及GTO圓片工藝,目前已經可以做出6500V/600A的NPT-IGBT。
所以,在20世紀80年代中期,UPS的逆變器進入高頻時代,IGBT工作頻率通常在開關頻率為3～10kHz。工作耐壓為600V。只是由于母線直流電壓未采用DC/DC升壓,仍需用工頻升壓變壓器,故仍將此類機型叫工頻機,去掉了“純”字,如圖4所示。
同一時期,能代表工業(yè)機特點的電力專用UPS誕生。隨著DCS的引進,電力行業(yè)開始批量使用UPS,發(fā)現UPS里的電池故障率高。國內外的變電站、電廠等有直流屏的用戶,對UPS電池的管理提出了一個設想,希望用“UPS機頭”,即UPS不配電池和充電,直流端直接接到直流屏上。這樣用戶的直流維護人員保證了電池的安全,提高了UPS的可靠性,也降低了電池的投入,如圖5所示。
能代表工業(yè)機定制特點的電力專用UPS特征如下:
①電力UPS自身不帶蓄電池組,直接使用直流屏母線上掛的電池組,因此電力UPS可不設充電器;
②因直流屏的電池母線有對地絕緣檢測,所以電力UPS的輸入/輸出必須有隔離變壓器;
③能提供應急用電的冷啟動功能;
④電力專用UPS一般都由電力UPS主機、旁路穩(wěn)壓柜、輸出饋線柜等三部分組屏供貨;
⑤由于電廠的DCS系統(tǒng)負載大多數為單相負載,單相負載配電線路簡單、維護方便。因此電力專用UPS大多輸出單相220V,容量一般在160kVA范圍之內。
以上構架的電力專用UPS,也可叫工頻式電力專用UPS或工頻式工業(yè)型UPS。
2000年以后,大電流高電壓的IGBT已模塊化,它的驅動電路除上面介紹的由分立元件構成之外,現在已制造出集成化的IGBT專用驅動電路.其性能更好,整機的可靠性更高及體積更小。IGBT系列模塊,耐壓達到了1200V/1700V/2000V/2500V/3300V/6500V,這時UPS的整流器也進入高頻化,通常用耐壓1200V的IGBT系列模塊,開關頻率為3～10kHz。
圖6所示的UPS,市電輸入經過IGBT調制整流,獲得直流電壓(400～500V),經逆變器調制后輸出交流線電壓(310V左右),后通過輸出變壓器升到所需的線電壓380V穩(wěn)定電壓。由于仍需用工頻升壓變壓器,即便整流與逆變器都是高頻,仍將此類機型叫工頻機。
如圖7所示的UPS,市電輸入經過IGBT調制整流,并將直流電壓升壓至800V左右,直接通過逆變器調制濾波后輸出所需的線電壓380V穩(wěn)定電壓。
由于此機型整流與逆變器屬高頻,且沒有工頻升壓變壓器,故叫高頻機。
隨著高頻機時代的到來,尤其是有高頻特征的IGBT整流技術,以其輸入功率因數≥0.95,輸入THDI≤5%,對電網污染小,而被稱為綠色整流,在此高頻機技術上制造的工業(yè)機叫新一代綠色工業(yè)機。它在設計時,保留了工業(yè)機的顯性特征:高EMC抗擾度、高IP防護等級、輸出工頻隔離變壓器、及隱性特征、整流器及逆變器的控制算法及采樣設計。現在在工業(yè)領域的數據中心也逐步應用,就技術而言是未來工業(yè)機的發(fā)展方向,如圖8所示的UPS。
2 結束語
綜合以上所述,我們可以總結如下:工頻機和高頻機是兩種不同的技術路線或構架,工業(yè)機和商業(yè)機是行業(yè)用戶應用時,反映可靠性和適用性的等級高低。因此,工頻機和高頻機都可以做工業(yè)機。同理,工頻機和高頻機都可以做商業(yè)機。工業(yè)型UPS它采用了高度工程組件化的方法。它的定義是以用戶為中心,并與用戶一起來研判行業(yè)的用電環(huán)境(如輸入三相不平衡、晃電、諧波等)、負載環(huán)境(如整流器、變壓器、電機等)、空間及氣候環(huán)境等(如粉塵、高溫、高濕、海拔等),而“量身定制”的UPS系統(tǒng)解決方案。這種高度工程組件化的方法極大的提高了UPS系統(tǒng)的可靠性和適用性。
在選用工頻式工業(yè)機或高頻式工業(yè)機方面,各行業(yè)用戶有其篤定的習慣性,經驗性,很難短期內得到改觀。所以,我們在推動工業(yè)級UPS廣泛運用的時候,要實事求是的解決用戶的疑難雜癥,要審時度勢的引入高新技術?？傊?工頻UPS不等于是工業(yè)UPS。
Power frequency machines and high frequency machines are two different technical routes or frameworks, while industrial machines and commercial machines are used by industry users, reflecting the level of reliability and applicability. The dominant features of industrial machine is high EMC immunity (in order to prevent the effects of conduction and radiation of electromagnetic environment of UPS electrical work); IP (high level of protection to prevent dust, water splashing and other harmful gases to the normal work of the UPS effect); output isolation transber (as in industrial application. Bypass b is independent of UPS, and increase the isolation transber, so the output of a flexible distribution system, renewable TN system, IT system, electrical isolation etc.); the recessive character design and sampling control algorithm of rectifier and inverter based0n user load electrical environment, and the development of the.
1 review the origin of classification of power frequency machines and high frequency machines
In 1956, American J. Moore made thyristor prototype. In 1957, American . York made practical thyristor. At the end of the 50s, thyristor was used in power electronic devices, since 60s, it has been rapidly promoted, and a series of derivative devices have been developed, which has expanded the application field of power electronic technology. The power electronic circuit with thyristor application, developed many power electronic circuits, its functions can be divided into: the rectifier circuit will be converted into DC to AC power; the DC power into AC power inverter circuit; and a b of AC power into AC converter another b of AC power; the DC will be a b of energy into another b of DC to DC conversion circuit. These circuits contain thyristor, and each thyristor needs corresponding trigger. So with these power electronic circuit appeared many trigger control circuit. Therefore, experts have put the birth of thyristor in 1957, called the first year of power electronic technology, thus the electronic technology disciplines are divided into power electronic technology and inbation electronic technology. In this context, the first generation of static frequency UPS appeared in the 1964 (see Figure 1).
Figure 1 design of the 4 inverter transber; four transbers are divided into two groups, each group containing two transber; the primary side of the transber for delta connection, two secondary side winding of a star, a star winding (Zig-Zag, 30 degree phase shift); two transber group to a certain extent, can eliminate the harmonic; adjust the output voltage of inverter to adjust the phase shift between the two groups of transber. The rectifier, inverter, transber are frequency, it is commonly known as the pure frequency UPS. Pure power frequency UPS, in terms of inverter output transber, experienced the number of transbers reduced from 4 to 2, 2 to 1 reduction process. The schematic diagram is shown in Figure 2 and figure 3.
In 1962, GE developed the first 600V/200A GTO, which overcame the disadvantage that the common thyristor could not be controlled by the gate. But GTO has been in the technology does not pass, easy to burn in the application. In 1974, Japan Toshiba and other companies using NTD single chip and through computer simulation technology breakthrough in the development of GTO, the production of 1200V/2000A GTO. The bigger and bigger bipolar transistors have been 500V/200A/50 (current amplification HFE) by using vertical structure, Darlington cascade technology and multi cell integrated parallel technology, which is called GTR at this time. At the end of the 1970s, due to the progress of semiconductor ultra clean technology, the 'surface state' impurity ions of MOS devices have long been controlled and solved.
The device originally conceived was later due to technical problems, but its perbance was better and easier to manufacture. Therefore, the MOS integrated circuit has been developed rapidly in late 1970s. In the early 1980s, the vertical diffusion MOS power device VDMOS based0n MOS integrated circuit has gradually matured under the efforts of International Rectifier. In 1982 GE, and Motorola, American Indians almost alone also invented IGBT. In 1984, GE's invented a better MCT (H), and it was commercialized in 1991. But at the end of 1990s, because of complicated structure, low yield and stagnant. In the early 1990s, the (IPM Inbligent Power Module), which is based0n IGBT, developed and developed by Mitsubishi Co, entered into mature application after nearly a decade of improvement. In 1995, SIEMENS launched the NPT-IGBT Punch Through Non for the first time, which was a milestone in technology. Because the NPT-IGBT technology can make the power switch device in high temperature reliability, safe working area, ultra high voltage, low cost, high switching perbance and many other aspects have also been significantly improved. The use of NPT-IGBT technology and GTO wafer process, now can make 6500V/600A NPT-IGBT.
So, in the middle of 1980s, the UPS inverter went into the high frequency era, and the IGBT operating frequency was usually 3 to 10kHz at the switching frequency. The working voltage is 600V. Just because the bus DC voltage does not use DC/DC step-up, still need power frequency step-up transber, so it will still be the type of machine called power frequency machine, remove the 'pure' word, as shown in figure 4.
At the same time, the most representative of the characteristics of industrial machine special power UPS was born. With the introduction of the DCS, the electric power industry began to use lots of UPS, found in the UPS battery failure rate is high. The users of substation, power plant and other DC screen at home and abroad put forward a tentative plan for the management of UPS battery, hoping to use the 'UPS head', that is, UPS is not suitable for battery and charging, and the DC terminal is directly connected to the DC screen. DC so that the user's maintenance personnel to ensure the safety of the battery, improves UPS.
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