山特UPS电源3C340KS

时间：2018-05-08点击次数：129

山特UPS电源3C340KS

UPS电源配套蓄电池的硫酸盐化故障分析

1、UPS电源配套蓄电池的硫酸盐化故障现象

蓄电池的极板被硫酸盐化以后，分别有以下现象发生：

（1）正常放电时，比正常蓄电池的容量显着下降，其内部电解液密度降低，甚至远远低于正常值，而且该蓄电池长期处于落后状态。

（2）充电时，电压上升较快，充电时电解液温度上升较快。蓄电池的单格电压很快达到2.9~3.1V（对2V蓄电池），冒气泡过早，过早析出气体；开始充电和充电完毕时蓄电池端电压高。

（3）放电时，电压迅速下降，电解液密度低于正常值，单格电压很快降至1.8V（对2V蓄电池）甚至更低。

（4）极板颜色和状态不正常，极板表面出现一层白色硫酸铅结晶。物理特征为：充放电时，蓄电池壳体温升高。

首先,计算UPS在各种负载下的输出能力时,应先确定UPS的品种,向厂家索要该UPS的相关数据,再进行计算。但在此问题中,因感性负载是小于额定情况下的功率因数,一般UPS的输出仍能维持为100%的额定容量。现用一个着名的德国品牌UPS的数据为例来计算。由表1可知,感性负载功率因数小于额定情况下的0.8时,输出功率仍为额定值。

当UPS的S=100kVA、cosφ=0.8时,P=80kW;
Q=60kVAR。
当UPS为S=100kVA、cosφ=0.6时,则S=100kVA=60kW;Q=80kVAR。
若负载为40kVA,cosφ=0.6,则S=40kVA;
P=24kW;Q=32kVAR。
负载增至80kVA,cosφ=0.6时,则S=80kVA;
P=48kW;Q=64kVAR。

此时负载的视在功率S和有功功率P都小于额定情况下的数值,而无功功率Q却大于额定情况下的数值。但是,不能用cosφ=0.6的负载的数值与cosφ=0.8时的UPS的数值来比,而必须与UPS为cosφ=0.6时的能力来比。负载的Q值小于UPS此时的Q值80kVAR。完全可以满足负载增至80kVA的需要。

UPS带非线性负载的问题。若UPS为100kVA,cosφ=0.7时带非线性负载奔腾133PC+15in(英寸)显示器(170VA)能带多少台?cosφ=0.8的UPS又能带多少台?

非线性负载是五花八门的,但是计算机类负载多是整流电容滤波型。所以IEC、EN和GB(国标)都确定了一个基准非线性负载,是二极管全波整流用电容滤波,功率因数确定为0.7。UPS也就是根据这个标准制造的。UPS还限定了非线性电流的峰值因数,一般为3。也就是非线性电流的峰值与有效值之比为3。这对于计算机类负载也足够了。因为峰值因数较大的是PC机,大约为2.7左右。

UPS带非线性负载的能力,除了非线性负载的特定基准之外,还有一个量的问题。在IEC、EN和GB(国标)中明确规定:单相UPS容量在33kVA以下时,用基准非线性负载来考核,33kVA以上的UPS用33kVA的非线性负载加线性负载来考核;三相UPS容量在100kVA以下时,用基准非线性负载来考核,100kVA以上的UPS用100kVA的基准非线性负载加线性负载来考核。

以上几点是我们在考虑这个问题时必须明确的。但是在这个题目中,以上这几点都不成问题,可以按一般线性负载的情况来计算。

100kVA的UPScosφ=0.7时,S=100kVA=70kW;Q=71.4kVAR。
单台负载cosφ=0.7时,S=170VA=119W;Q=121VAR。
对于P和Q而言,UPS能供总台数分别为:588台;590台。
结论:应按较小的计算:588台(未计留有裕度、启动等因素)。
若用100kVA cosφ=0.8的UPS能带多少台？
100kVA的UPScosφ=0.8时,S=100kVA=80kW;Q=60kVAR。
在负载cosφ仍为0.7时,UPS的S=100kVA;
P=70kW;Q=71.4kVAR。
这时UPS能供总台数分别为588台;590台。
结论:也是588台,二者没有区别。

那么,这样看来功率因数0.7的UPS与功率因数0.8的UPS没有什么区别了。不是的,还是有区别的。上面的例子都是负载功率因数小于额定情况下的数值,若是大于额定情况下的数值,或是电容性的负载,则情况就不一样了。功率因数为0.7的UPS带载能力就显得差了。

负载功率因数为0.7的UPS只是为一些微机类负载而使用的。它设计的容量都比较小,大约为30kVA以下。而这一类负载功率因数多为0.7,UPS的负载功率因数也设计为0.7,正好适应负载的条件。

那么这种UPS是不是带非线性负载的能力强呢?不是的,恰恰相反,其带载能力比0.8功率因数的UPS差。1台10kVA的功率因数为0.8的UPS可以带8kW功率的负载,而功率因数为0.7的UPS只能带到7kW,如带功率因数大于0.7的负载则其能力可能就更小了。

上述三种输入输出形式的选择主要由负载容量状况来决定，单入/单出深圳山特UPS电源从1KVA~15KVA；三入/单出深圳山特从10KVA~20KVA；三入/三出山特UPS电源从10KVA~500KVA.可以看出，输入输出形式主要是根据山特UPS电源容量的不同以及现场应用时对现场的适应性而制定的。输入形式主要取决于对现场三相电平衡度的影响程度，输出形式主要取决于深圳山特输出线径及功率元件的容量，一般每个单相输出应在5KVA以上，以保证有效带载率，或考虑到三相负载对输出形式的要求，采用更小单相输出容量。

1、单相输入/单相输出形式：

如果容量比较小，单入形式的深圳山特UPS电源挂在任何一相入户的市电上都不会对入户市电的三相配平衡问题造成麻烦，而负载容量较小，山特UPS电源采用单相输出其输出线径（电流值）都不大，可以采用单相逆变器设计，因此小容量（一般15KVA以下）的深圳山特多采用单入/单出形式。

2、三相输入/单相输出形式：

在容量稍大时，例如大于20KVA的负载，若挂在某一单相输入电上，会对现场的输入电配平衡造成麻烦，而采用三相输入，自动平均分配输入电流，从而有效解决配平问题。但单相输出并不是容量越大越好，单相逆变输出决定需要采用单相旁路输入结构，当深圳山特容量大于20KVA时，单相20KVA的旁路输入需要比较大的单相电流，在深圳山特UPS电源正常工作时旁路不工作，既使不合理的布线及开关选择也不会显现出来，一旦山特UPS电源主回路故障或过载转旁路运行，深圳山特UPS电源将整个负载转移致旁路输入回路上，对系统供电造成严重不平衡。严重时会造成跳闸，或因潜在的不合理布线及开关容量造成转旁路失败及时具有合理的前端电气配置，也会造成因考虑不平衡配置造成的电源资源浪费现象。考虑到单相旁路输入配平衡的要求，以及单相逆变器的电流压力方面因素，输出单相逆变器一般作到20KVA以内比较合理。因此8~20KVA容量范围内的深圳山特UPS电源采用单相逆变器、单相旁路输入的三入/单出形式较多。

某些用户考虑采用大容量三/单深圳山特UPS电源时，其追求的有利方面主要是提高山特UPS电源的输出利用率，避免因输出负载分配问题造成的输出单相过载（总容量小于深圳山特UPS电源总容量时）。或由于现场电力线布线为单相等特殊因素决定。此时，为避免单相逆变器深圳山特UPS电源在单相旁路输入及单相逆变器容量不足等方面的局限性，普遍采取另外一种三相输入/单相输出方案。采用三相输入/三相输出深圳山特UPS电源配合输出三/单变压器的方式。在深圳山特UPS电源输出侧配置三/单隔离变压器选件，一方面满足旁路输入为均衡的三相输入要求，另外一方面缓解逆变器的电流压力。此外，还满足某些场合的输出隔离要求。在采用三进/单出隔离变压器时，有以下几点需要注意的地方：

1）三相进/单相输出的变压器的输出容量是输入容量的2/3，

若达到输出规定容量的要求，需要采用的三进/三出山特UPS电源容量至少应为系统单相输出容量的1.5倍。否则变压器单相输出容量将小于系统要求的输出容量。三进/单出变压器运行原理如下：

三相输入/单相输出变压器的原形原理图如左，原边采用星型三相输入结构，付边采用两相同相叠加一相反相叠加合成单相输出的结构。原边的A相B相C相输出功率折算到付边，得到互差120度的付边a相b相c相线圈功率，其中a，b两相同名端正相叠加得到的合成幅值与单相线圈功率幅值相等且方向与c相相反的矢量，再与c同名端反相叠加后生成2倍于单相功率的总输出功率值。即单相输出为三相输入功率的2/3.

2）三单变压器的工艺要求较高，因此较好采用原装进口产品，尤其是同一厂家出品的配套选件较好。

原厂出品的三/单隔离变压器选件与深圳山特UPS电源主机配合，可构成高性能、高可靠性的三/单电源方案，若考虑今后现场可能的并联增容要求，在首次采购及安装时，应注意采用2倍以上容量的输出隔离变压器，以免在今后增容过程中因输出变压器容量不够造成的更换浪费。

3、三相输入/三相输出形式：

随着负载容量的增大，在输入三相形式的基础上，输出也采用三相形式，使每个单相输出的电流不至过大。在某些特殊场合，也使用容量较小的三相输出形式深圳山特，主要是小容量三相负载而设计的。在购买三相输出形式的深圳山特UPS电源时，应考虑深圳山特UPS电源的不平衡带载能力，通常应选购具有100%不平衡带载能力的深圳山特UPS电源.深圳山特UPS电源不同的逆变器结构决定了其输出不平衡带载能力，目前采用三相独立逆变桥结构的山特UPS电源具有更加出色的不平衡带载能力。由于独立逆变桥结构避免了传统三相桥+r/Y变压器结构造成的每相间互相影响的格局，彻底成为各自独立输出的3个220V输出逆变器。因此，具有更加稳定的不平衡带载能力。

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