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秀康UPS直流系统解析

发布日期: 30 十一月 2012

本文主要介绍秀康UPS直流系统

概述 
秀康UPS的直流系统内部为正负直流总线,无直流升压/转换电路,直接为半桥逆变器提供直流,在节约硬件成本的同时又提高了逆变效率。总线中点接UPS系统的零线。外部直流接线有四个连接端子,也就是正半组电池的正、负和负半组电池的正、负,正半组电池的负极和负半组电池的正极在外部不短接。详见下图:

·     关于直流系统的几个参数 
  直流额定电压 为+/-384V,浮充电压为+/-410至460V可调(缺省值为438V)均充电压 为+/-438至460V可调(缺省值为438V),低电压告警值 为+/-336到384V可调(缺省值为336V),低电压关机值 为+/-326到336V可调(缺省值为326V),前两个参数要根据所连电池的参数特性来设定,后备时间长的情况,应将后两个参数值调高,以免深度放电。秀康UPS的充电容量为额定输出功率的5-20%,缺省值为10%,每10K容量的充电电流 缺省值为1.3A左右,满载时每10K容量的放电电流 为14A左右。 
·     关于电池和UPS之间的连接 
  电池组和UPS之间通过直流空开和连接铜条相连,铜条将电池组和零线相连,仅起到连接的作用,直流空开起到连接和分断保护的作用,此处不能用普通的交流空开替代,因为直流空开的灭弧能力强。以前有些用户用了交流空开来做直流保护,当直流系统因故障而过流时,交流空开因分断不开而造成了电池组燃烧的事故发生。 
·     关于增减电池数的灵活应用 
因为秀康UPS的直流系统参数在一定范围内可调,所以电池组的数量在特殊情况下可以上下浮动2节。增加电池数量时要同时将充电电压、告警电压和关机电压调高,尽量不要将电池放电到低电压关机,以免过放电。减少电池数量时,电池的各个参数要相应调低,并且屏蔽升压充电功能,增减电池时,上下组要对称,要在相关设备外做明显标识,而且它仅为权宜之计,不可长期这样使用。 
·     关于电池的几种操作 
  秀康UPS在正常工作状态下,电池处在浮充状态,在UPS转内部旁路时,系统不对电池充电,在市电超标或中断时,电池放电。当UPS由电池工作向正常工作转换时,如果电池容量低到一定程度,并且自动升压功能启动时,系统对电池进行升压充电,10小时结束。另外,将手动升压功能启动时,系统立即给电池升压充电,10小时结束。在UPS正常工作时,可对电池做测试,如果电池有问题,系统会提前恢复正常,并报电池弱或故障,而负载不会因此而中断,也就是说,这是一种安全的测试方式。有三种测试方法,一种是电池容量测试,在UPS处在正常状态的任何时候都可以做,直至电池低电压告警才自动转回正常状态,也可在中途进#号菜单终止测试;另一种是电池监控器测试,此测试的前提为电池的容量必须是100%,可同时按5号键和向上键来查看电池容量,当电池容量放完25%时,系统自动恢复正常工作,也可在中途进#号菜单终止测试;最后一种方法是电池自检,系统会按照设定的周期(无,3个月,6个月)自动启动电池监控器测试。不过电池测试不能完全取代市电断电模式,比如当PSU的直流供电回路有问题时,容量测试看不出,但是如果市电中断后,UPS会因PSU故障而停机。UPS在旁路状态时,因主逆变器不工作,故对电池不充电,反而有轻微的放电故。故不可以长期让UPS工作在旁路状态下。 
·     电池充电与预充电 
  传统UPS的充电是由专门的充电器或整流器来完成的,秀康UPS电池的充电是由主逆变器来完成的。另外,秀康UPS还有一个预充电板,是在初始开机时给主机电容充电的,与电池充电毫无关系。预充电的作用是在闭合直流空开时减小开关上下口之间的压差,也就是电池和电容之间的压差。 
·     关于电池的安装 
安全问题是个大问题。因为单节电池的电压很低,但在短路时可提供很大的电流,大电流产生的热量足以熔化电池的极柱乃至导线,使操作者烫伤;同时电池串联,电压也逐渐升高,电击也很致命。因为直流系统的中间点对地是零电位,操作者本身的电位也是地(除非穿绝缘靴或踩在绝缘胶皮上),于是对于安装调试完毕的直流系统,除中间点以外的其它点对地都存在电位差,最大400多伏,于是单点电击成为可能。漏液可造成局部短路,后果不堪设想,防止事故发生的办法有两个,一个是在电池架上扑上绝缘胶皮或加装绝缘槽,另一个是购买渠道正常的品牌电池,并在运输和安装时,杜绝任何磕碰。前者的目的是降低漏液后造成的损失,后者是防止漏液的手段。更换电池时,有条件停机的要停机,并完全切断主机与电池的联系(断开空开,拔出铜条-----这点很重要,否则拆电池时可能被电击);不能停机时,也可在线状态下完全切断主机与电池的联系,但是这种方法存在隐患,就是主机在无电池的情况下,市电的波动会造成停机,此时负载宕机,即使市电又恢复正常,但UPS仍然处在刚加电的初始状态,无法自启动。所以不建议UPS无电池带载工作。 
·     无电池转旁路 
当UPS在Normal 状态下,断开直流开关,操作使UPS主机转旁路,此时逆变器不提供充电电压,但输出的旁路电压会通过逆变器上与IGBT反向并联的二极管整流传给滞留总线,这时直流电压为310伏左右,高低由输入电压的高低决定。 
·     关于秀康直流系统的一些误解 
1.     一组32块电池UPS就可以正常工作了 
错。秀康的直流输入系统采用正负BUS,一组32节只解决了半周逆变的需求。 
2.     直流384V和交流380V存在数值上的关联 
无任何联系。直流384伏是直流输入的标称电压,是逆变器的输入BUS 电压,而单相递变器的输出是220/230伏,三个单相逆变器组成了三相输出,380V是三相逆变器(单相设为220V)的相间电压---线电压。 
3.     正常状态下直流可以不存在 
依赖于市电的质量。如果此时市电超标(哪怕是瞬间),UPS也会因转电池工作失败而停机。 
4.     不存在单点电击的可能 
因为秀康的直流系统中性点接零,而在配电系统中,零地同源,基本等电位,故此说法有误。


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