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数据中心交流UPS电池组安全应用的几个问题

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-03-10 1:23:52 * 浏览: 38
在数据中心中,AC UPS系统是非常重要的关键基础架构,可为负载提供不间断的电源,从而确保网络的畅通和设备的正常运行。其中,作为能量存储的蓄电池必须是AC UPS系统的重要组成部分。但是,由于电池的特性和各种原因,目前人们对AC UPS系统中使用的电池有或多或少的误解,其应用并不令人满意。实际上,AC UPS系统的许多事故或故障都是由电池引起的。因此,有必要加深对AC UPS系统中电池使用要求和电池特性的了解,并正确选择和使用电池,以确保它们能充分发挥应有的作用。 1电池在UPS电源系统中的作用和意义电池在AC UPS系统中的主要作用是存储电能。正常供电时,电池通过交流UPS系统的整流充电电路存储能量,同时起到平滑和滤波直流电路的作用,并在逆变器时充当缓冲超载。一旦市电发生意外波动甚至中断,交流不间断电源系统将由电池放电供电,以为逆变器供电,并且逆变器将电池释放的直流电转换为正弦交流电,以保持UPS的电源输出。换句话说,AC UPS系统在异常输入情况下依靠电池及时补充电能,以确保电源不中断。它的作用应主要包括两个方面:①当主电源,石油电源波动,瞬时中断甚至中断时,实现电源的连续性。在电源的无缝切换过程中,请确保设备的电源中断不超过10ms,并且设备不会掉电。 ②主,机油电源中断后,可以在一定时间内用作备用能源,以确保负载在一定时间内正常用电。它是向AC UPS系统提供紧急电源的最后一个能源保证,其作用主要取决于放电电流和电池组的容量。因此,电池组相当于AC UPS系统中的消防队和消防车。 “保持士兵数千天,而使用士兵一段时间”通常不被使用,甚至长时间不使用,但是在紧急情况下,您只能完全依靠它。”产品的质量以及操作和维护的质量维护将直接影响信息和通信网络设备的电源安全性和可用性。另一方面,由于各种因素,当前的阀控式密封铅酸电池是AC UPS系统中最薄弱的环节,最容易出现问题,而且不容易事先发现问题。因此,有必要建立这样一个概念:在AC UPS系统中电池组的应用(包括设计,采购以及操作和维护)中,关注的焦点首先是可靠性和可用性,而不是省钱,节省能源或减少排放或延长使用寿命! 2铅酸电池的设计寿命和有效寿命根据数据记录,铅酸电池在中国通信领域的应用始于1930年代,从最早的敞开式铅酸电池到耐酸铅电池,一直到1930年代。 1960年代。酸性电池已有数十年的历史。自1980年代以来,VRLA已成为主流产品,并已被用作替代产品。作为AC UPS的储能组件,VRLA仍然是主要产品。阀控式密封铅酸蓄电池的使用寿命主要分为两种:循环寿命和浮动充电寿命:循环寿命是指电池的每次充放电,称为充放电循环。在电池保持一定容量的条件下,可以执行的充电和放电循环次数称为电池的循环寿命。 ②浮动充电寿命是指在规定的浮动充电电压下电池达到使用寿命后的工作时间。e和环境温度。寿命终止条件设置为低于10h速率的额定容量的80%。从理论上分析,VRLA电池的设计寿命可以达到15-20年,这是实际使用的基础。例如,在通信行业标准YD / T799-2002“通信阀控制的密封铅酸电池”中,电池寿命被指定为:“ 2V系列电池的等效浮动充电寿命不少于8年。 6V以上的串联电池的等效浮充寿命不少于8年。 “并且在新修订的YD / T799-2010中,从测试的角度进一步完善和标准化了电池寿命,如表1所示。总而言之,结合实际使用情况分析,得出当前电池寿命的标准规格是适当和可行的。 AC UPS中VRLA的使用寿命不能满足要求的原因,不是技术原理和生产水平的问题。 3长时延电池和高倍率电池根据放电类型的不同,数据中心中的电池通常可分为三类,即油发电机组的“瞬时大电流放电”和“长时延,小电流”。用于通信电源系统。交流UPS系统的“放电”和“高速率放电”。在传统通信网络设备的电源中,通信电源系统的备用时间基本上是根据设计负荷设计和配置的,时间为几个小时。例如10h,8h,至少3〜5h。电池组基本上处于“长延迟,低电流”充放电工作状态。电池的标称容量还可以通过放电10h时的容量进行校准,例如100Ah / 12V,200Ah / 6V,1000Ah / 2V等。在10h的放电电流下可以释放的电能为100Ah,200Ah和1000Ah。对于高功率AC UPS系统,由于电压较高,因此更常用6V或12V电池。由于电池容量,并联组数量和投资成本的限制,备用时间仅为15分钟。换句话说,电池组的放电速率远小于10h速率,并且电池组的实际放电电流远大于10h速率放电电流。电池放电模式已转换为传统备用通信电池的“长延迟,小电流”与启动电池的“瞬时大电流放电”之间的“高倍率”放电模式。从阀控式密封铅酸电池的现有技术和工艺结构来看,按照“长延时,小电流”设计生产的通信备用电池不能完全满足该应用要求。因此,相同的12V或6V铅酸蓄电池,在不同场合的选择是完全不同的。在传统通信站,基站等场合中的应用应继续使用传统的“小电流,长延时”通信铅酸电池,而对于数据中心AC UPS系统中使用的电池组则应选择大“高”。倍率”电池组,具有电流放电功能。不应混淆和滥用两者。 4直流电路短路故障的危险和在电池组附近安装过电流保护的必要性数据中心的电源系统可以分为交流和直流电路。与交流电路相比,直流电路故障的影响会更大。主要原因如下:(1)电池组的短路危险大于交流电源的短路危险。通常,电气短路火灾的主要措施是切断电源。对于交流电源,由于电能来自市电电网或自上而下的柴油发电机组,因此在发生电气短路故障时,总会有一级保护装置起到切断短路的作用。及时上电路。当电池组位于电源系统的末端时,电源是从下往上提供的。只要直流主配电屏的保护保险丝或电池组的保护断路器交叉,就不会有其他保护措施。当发生短路故障时,不能有效地切断短路电路。在一个另外,直流电流不像交流正弦波,在没有过零的情况下,瞬时电动势为零,如果发生电气短路,则容易引起扩散。短路后的阻抗仅取决于导线电阻和电池组的内部电阻。短路电流约为无穷大。因此,电池组的直流电短路的危险远大于交流电短路的危险。 (2)导致网络中断事故。通信电源中的直流电源系统是确保通信网络设备电源不中断的核心系统。备用电池组是通信网络的应急电源。对于直流电源系统,电池组直接与整流器输出端的直流电源电路并联连接。正是由于存在备用电池组,市电断电或AC侧的电气短路不会直接导致通信网络中的电源中断。 。同样,对于AC UPS系统,只要逆变器和后续电路正常工作,备用电池组就可以发挥作用。但是,如果直流电源系统,特别是电池组发生短路,直流电源系统的输出电压将不可避免地下降,导致负载设备掉电,造成网络中断和故障,严重影响设备的平稳运行。信息交流的流程。 3(3)机房起火。电池组发生电路短路后,如果找不到电路并及时切断电路,将不可避免地引起火灾。电池组的质量和电量越好,危害就越大。因此,数据中心AC UPS系统中的DC电路,特别是电池组的过电流保护,尤其重要。必须特别注意电池组附近的电池保护盒。内置开关应为直流(或交流/直流)断路器或保险丝。如果并联使用多个电池,则应设置主输出开关。每组电池均配有用于保护和操作的开关。 5铅酸蓄电池的电气短路故障和泄漏危险的分析和检测由于交流UPS系统的蓄电池组的电气短路,电池泄漏会导致电池架或电池架短路。绝缘降低,导致正极和负极通过电池架间接短路。这是一个困难的问题,发生的可能性很高,最难判断和发现,但后果非常严重。目前,针对此类隐患的预防措施尚有不足之处:①在电池底部添加一个托盘,该托盘易燃;②②在电池架上加电木板垫片,无法避免电解液的扩散;③电池架为地面绝缘,不易实施且不符合安全规定;④电池室中安装的烟雾报警系统很早,不及时。当前的直流电源系统(如动力运行电源,240V交流通信直流电源系统等)需要高于安全电压,才能采用直流回路接地悬架工作模式,并配备绝缘监控(InsulationMonitoring)功能系统。所谓绝缘监测是指检测直流电源系统中直流输出与地面之间的绝缘性能,以确定是否发生接地故障或绝缘劣化。发生接地故障或绝缘性能下降时发出警报。绝缘监视功能主要通过检测直流电源电路中的电压和电流来检测对地绝缘电阻。其中,电压检测技术主要利用绝缘监测实时监测正负直流母线对地的电压,并通过对地电压来计算正负母线对地的绝缘电阻。当绝缘电阻低于设置的警报值时,将发送警报信号。本质上,电池组的电气短路也是正极和负极之间绝缘降低的一种极端形式。对于由电池泄漏引起的电气短路,必须将其作为正负极之间的绝缘层或电池框架(接地)。下降。从绝缘监测的工作原理来看,只要电池组浮在地上,电池组的正负极电路(包括充放电电路)就不会接地。如图1所示,可以通过平衡电桥电阻来检测电池是否漏电或与地面的绝缘性降低。因为此检测方法的测量对象是电池组的正负电压接地极,无论