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UPS电源共享电池组解决方案解析

2018-12-20 00:00360

为了提高系统可靠度,现在的机房多采用N+X并联冗余或者双母线的UPS配置方案。多机共享电池组方案具有很多的好处,符合节能、降耗、环保的时代主流,必将引起人们的普遍重视。关键是要选择安全可靠的UPS和合理的安装方案。

  共享电池组方案的理论基础及其优越性

       所谓共享电池组方案就是指两台或者多台UPS主机同时利用一组或者多组电池的解决方案。市电正常时,各UPS同时给电池组充电,市电异常或者中断时,各UPS又同时利用电池组的能量逆变成交流电供给负载。

       在N+X并联冗余或者双母线的配置系统中,UPS主机一定有冗余,如:2+1并联系统中,冗余量占总容量的33%,1+1并联系统中,冗余量占总容量的50%,1+2并联系统中,冗余量占总容量的67%,在双母线系统中冗余量至少占总容量的50%等等。按照常规的电池配置方法,每台UPS主机配带各自的电池组,如果UPS主机因故不能逆变,它所配带的电池组也就跟着作废了,尽管电池没有故障。所以UPS主机冗余,电池也要跟着冗余,主机冗余量占UPS总容量的百分之几,电池冗余量也要跟着占电池总容量的百分之几,只有这样才能使系统后备时间不受影响,达到真正冗余的效果。换个思路考虑,当某台UPS主机发生故障时,如果将它所配带的电池转移给其它正常的UPS使用,那么系统配置的电池不就没必要冗余了吗?整个系统的后备时间不是同样不受影响吗?这正是共享电池组方案的理论基础。

       共享电池组方案具有以下优点:

       1.节省购买电池的资金投资

       系统冗余量占系统总容量的百分之几,就能节省电池总投资的百分之几。在电池价格飞涨的今天,能够节省的这笔费用是相当可观的。同时,电池数量减少了,相应的搬运、安装等投资也会跟着减少。

       2.节省安装空间投资

       大批量的电池所占用的安装空间也是很大的,减少了电池数量,也就成比例地减少了安装空间方面的投资。同时也就减少了房租、装修费、空调配置等方面的投资。

       3.节省承重方面的投资

       电池组是很重的,为了解决楼层承重问题,一般会扩大电池的放置面积或者制做承重支架。如果减少了电池数量,这方面的投资就会相应地省去。

       4.节省运营成本投资

       电池数量少了,系统本身以及房间空调所消耗的电能也就少了,需要投入的维护成本也少了,同时还会更加环保。

       5.系统扩容比较方便

       对于共享电池组的UPS系统,日后扩容时可以不增加电池,如果现有电池组的后备时间还够用,直接增加UPS主机就行了。扩容会变得非常简单、方便、节省资金。

       6.发挥电池的最大效能,提高电池利用率

       电池是需要维护的,如果长期不放电就会失去活性。对于传统的电池配置方案,由于电池数量较多,停电后电池会小电流放电,电池容量可能还没有放掉多少市电就已经恢复。这种小电流的浅度放电对电池是没有好处的,久而久之电池性能就会下降,一旦某台UPS坏掉,其它UPS电池的后备时间就会达不到要求。而对于共享电池组方案,由于电池数量相对较少,停电后电池的放电电流就会比较大,电池容量也可以放的比较多,这样有利于提高电池的活性,延长电池寿命。一旦某台UPS坏掉,系统的后备时间也不会受到影响,因为电池不会跟着UPS实效而失效。

       从上面的分析可以看出共享电池组方案具有很多的优点,尤其是在投资、承重、安装空间等条件受到限制时,这一方案更显示出它的优越性。

       共享电池组方案需要解决的几个问题

       既然共享电池组方案具有诸多的优点,为什么还没有被普遍的应用呢?为什么很多厂商平时宣扬自己的UPS具有共享电池组功能,而实际应用时却又不敢建议客户使用呢?这是因为并不是每一款UPS都可以共享电池组,共享电池组需要一定的技术支持。

       对于共享电池组方案,大家比较关心的问题主要有以下几个:

       1.直流母排直接相连,各台UPS的整流器会不会受影响?直流母排的电压稳定度能否保证?直流母排的电压涟波是否够小?

       2.各台UPS对电池的均浮充是如何处理的?

       3.共享电池组时“电池在线测试”功能是否还能使用?

       4.若其中1台UPS的整流器故障,各台UPS将如何动作?

       5.若其中1台UPS的逆变器故障,各台UPS将如何动作?

       6.如果共享的电池组部分出现故障,例如短路时,各台UPS如何自我保护?

       这些问题直接关系到整个系统的安全性和稳定性,非常重要,不同的厂家处理方式也不一样,所以选择共享电池组方案时一定要选择技术实力雄厚,制造经验丰富的UPS厂商。

       实施共享电池组方案需要注意的问题

       采用共享电池组方案时需要注意以下两点:

       1.尽量避免只共用一组电池

       因为这样存在单点故障,一旦这一组电池发生故障,则所有UPS都没有电池可用,如果此时市电停电,整个系统就会停掉。

       根据经验,最好是选用2-5组电池共享,因为这样既可以避免电池组单点故障,又可以对电池组均匀充电,延长电池寿命。

       2.每台UPS和每组电池都必须有自己独立的控制开关

       这样不论哪台UPS或者哪个电池组故障,都能够安全脱离系统进行维修、更换,不会影响整个系统的正常运行,否则就会为以后的维护动作留下一个大难题。所以在这一点上是绝对不能省的。

 

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