什么是UPS？UPS常用电池的应用有哪些？
来源：宝鄂实业
2019-04-19 16:08
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UPS的应用越来越广泛，几乎遍布所有的行业，而且因为业务的千差万别，应用场景日趋多样化。
UPS是“电力保护神”，它能够通过市电整流，然后给蓄电池充电，再通过蓄电池给逆变器供电，以此达到在市电断电之后，能为负载提供洁净、不间断的供电等目的，避免因市电中断、杂讯干扰、谐波干扰、三相不平衡、雷击或突波、电压过高或过低、频率异常而带来的资料流失、设备故障、硬件损毁、系统宕机等安全隐患。
也因此，UPS的应用越来越广泛，几乎遍布所有的行业，而且因为业务的千差万别，应用场景日趋多样化。
UPS种类及其应用场景
UPS按照工作原理分为后备式UPS、在线互动式UPS和在线式UPS。
后备式UPS运行效率高、噪音低、价格相对便宜，主要是让使用者有时间备份数据，因其存在时间切换的问题，且一般只能持续供电几分钟到几十分钟，不适合用于关键性的供电不能中断的场所。主要适用于市电波动不大，对供电质量要求不高的场合，比较适合家庭使用。
在线互动式UPS保护功能和软件功能较强，可以进行UPS的远程控制，简化、方便管理工作，并提高计算机系统的可靠性。因其稳频特性并不理想，不适合做常延时的UPS电源，但它体积小可以放在标准机柜内，可以用在计算机房、一体化数据中心和基站。
在线式UPS不存在时间切换的问题，其供电持续长，一般为几个小时到十几个小时，主要是可以让使用者在停电的情况可像平常一样工作，适用于对电源有严格要求、不允许有停电现场的场合，比如计算机、交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业。
在线式UPS种类及其应用场景
在线式UPS按照设计电路工作频率分为工频机和高频机两种。
工频机通常电路采用全桥整流、全桥逆变方式。开关管工作频率在5KHZ左右。必需内置输出隔离变压器才能工作。机器内部电力器件（如变压器等）都较大，一般在带载较大运行时存在较小噪声，但该机型在恶劣的电网环境条件中耐抗性能较强，可靠性及稳定性更突出一点。在某些要求UPS有隔离装置的场合，如工业、金融、交通等应用，工频机是较好的选择。
高频机通常采用正负半波整流、半桥逆变方式。开关管工作在20KHZ左右。可以省去输出隔离变压器。以微处理器作为处理控制中心，以软件程序的方式来控制UPS的运行。因此，体积小、重量轻、效率高、成本低、噪音低，节能占优。适用于电网比较稳定及灰尘较少、温/湿度合适的环境，如办公场所。
高频UPS种类及其应用场景
高频UPS一般分为传统塔式UPS、机架式UPS和模块化UPS三种。
塔式UPS需单独放置，通常采用并联冗余方案，并具备维修旁路的功能。能在正常交流供电中断时，将蓄电池输出的直流变换成交流持续供电的电源设备。主要适用于小容量场景，可为单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。
机架式UPS针对小空间机房设计，体积小、高度仅为1U，可以放在标准机柜内，节省占地空间，便于安装、使用、扩容及维护。静态切换开关具有自动、手动两种工作方式，可以实现无间断切换。具备电池过欠压保护、输出过压保护、输出欠压告警、输出短路、过温等保护功能。广泛应用于通信、电力、公安、消防、广电、金融、军队、互联网等行业。
模块化UPS安装在标准机柜中，节省占地面积与空间，便于安装、使用及维护，能够使用较短的功率连接电缆。功率模块、静态开关模块、监控模块均具有在线热插拔、扩容、易维护等功能，任一组件拔出或故障均不影响系统供电，可靠性高，可应用于信息、通信、电力、金融、制造业、交通运输、医疗卫生、建筑、军工、航天航空等领域。
科普专家建议：因为行业的不同，允许业务中断的容忍度、IT系统的供电等级也是不同的，需要针对业务场景、业务形态、业务需求、业务特点等具体情况具体分析、权衡考虑的基础上，选择适应其自身应用环境特点及其负载特性的UPS。在UPS应用中的电池共有三种：包括开放型液体铅酸电池，免维护电池，镍铬电池。现UPS厂家所配的电池一般为免维护电池，下面以免维护电池为主介绍三种电池的特点：
1：开放型液体铅酸电池：此类电池按结构可分为8-10年，15-20年寿命两种。由于此电池硫酸电解会产生腐蚀性气体，此类电池必须安装在通风并远离精密电子设备的房间，且电池房应铺设防腐蚀瓷砖。
由于蒸发的原因，开放电池需定期测量比重，加酸加水。此电池可忍受高温高压和深放电。电池房应禁烟并用开放型电池架。
此电池充电后不能运输，因而必须在现场安装后充电初充电一般需55-90小时。正常每节电压为2V，初充电电压为2.6-2.7v。
2：免维护电池：又名阀控式密封铅酸蓄电池，在使用和维护中需遵循下列原则：
a：密封电池可允许的运行范围为15度-50度 ，但5度-35度之内使用可延长电池寿命。在零下15度以下电池化学成分将发生变化而不能充电。在20度到25度范围内使用将获得最高寿命.电池在低温运行将获得长寿命但较低容量，在高温运行将获得较高容量但短寿命。
b ：电池寿命和温度的关系可参考如下规则，温度超过摄氏25度后，每高8.3度电池寿命将减一半。
c：免维护电池的设计浮充电压为2.3V /节。12V的电池为13.8V。CSB公司建议每节2.25-2.3V。在120节电池串联的情况下，温度高于摄氏25度后，温度每升高一度浮充电压应下调3MV。同样温度每升高一度为避免充电不足电压应上调3MV。放电终止电压在满负荷（<30分钟）情况下为1.67V每节。在低放电率情况下（小电流长时间放电）要升高至1.7V-1.8V每节，APC SYMMETRA可根据负载量调节充电电压。
d:放电结束后电池若在72小时内没有再次充电。硫酸盐将附着在极板上绝缘充电，而损坏电池。
e：电池在浮充或均充时，电池内部产生的气体在负极板电解成水，从而保持电池的容量且不必外加水。但电池极板的腐蚀将减低电池容量。
f：电池隔板寿命在环境温度为30-40度时仅为5-6个月。长时间存放的电池每6个月必须充电一次。电池必须存放在干燥 凉爽的环境。在20度的环境下免维护电池的自放电率为3-4%每个月，并随温度变化。
g：免维护电池都配有安全阀，当电池内部气压升高到一定程度时安全阀可自动排除过剩气体，在内部气压恢复时安全阀会自动恢复。
h：电池的周期寿命（充放电次数寿命）取决于放电率，放电深度，和恢复性充电的方式， 其中最重要的因素是放电深度。在放电率和时间一定时，放电深度越浅，电池周期寿命越长。免维护电池在25度100%深放电情况下周期寿命约为200次。
i：电池在到达寿命时表现为容量衰减，内部短路，外壳变形，极板腐蚀，开路电压降低。
j：IEEE定义电池寿命结束为容量不足标称容量AH的80%。标称容量和实际后备时间非线性关系，容量减低20%相应后备时间会减低很多。一些UPS 厂家定义电池的寿命终止为容量降至标称容量的50-60%。
k：绝对禁止不同容量和不同厂家的电池混用，否则会降低电池寿命。
l：若两组电池并联使用，应保证电池连线，汇流排阻抗相同。
m：免维护电池意味着可以不用加液，但定期检查外壳有无裂缝，电解液有无渗漏等仍为必要的。
3：镍铬电池：此类电池不同于铅酸电池，电解时产生氢和氧而不产生腐蚀性气体，因而可安装在电子设备的旁边。且水的消耗很少，一般不需维护。正常寿命为20-25年。远比前面提到的电池昂贵。初始安装的费用约为铅酸电池的三倍。并不会因环境温度高而影响电池寿命，也不会因环境温度低而影响电池容量。一般每节电压为1.2V，UPS因应用此类电池需设计较高的充电器电压。
