萬特WANTE蓄電池AT12100 12V100AH報價參數及規(guī)格
萬特WANTE蓄電池AT12100 12V100AH報價參數及規(guī)格
隨著經濟的飛速發(fā)展以及企業(yè)對互聯(lián)網認識的不斷加深,數據中心建設和改造,近幾年如火如荼。但隨之而來的就是日益龐大的電費開銷,如圖1所示,數據中心在建設中的投資比例,其中電氣、電源、制冷等系統(tǒng)設施占了一半以上的投資,僅電氣方面投資就高達26%,高額的電能消耗使得整個數據中心運行成本居高不下,數據中心面臨“建得起卻用不起”的尷尬境地。
降低數據中心的運營成本和節(jié)能降耗成了各企業(yè)CIO關注的問題,節(jié)約能源可以從以下幾方面入手。首先是機房環(huán)境的節(jié)能,包括制冷環(huán)境、供電環(huán)境;其次是從IT硬件設備節(jié)能,減少IT設備的能耗;最后是IT設備內部各集成電路的節(jié)能,比如CPU的節(jié)能等。UPS處于交流供電環(huán)節(jié)的最重要一環(huán)，幾乎機房所有的IT設備必須由UPS供電，大型數據中心的UPS裝機總容量均已達到百萬伏安級，提高運行時的能效勢在必行。目前UPS的節(jié)能必須從方案、UPS、電池、配電等方面進行。
2 按需擴容的柔性規(guī)劃
一般數據中心的建設都不是一步到位,會考慮今后未來幾年的需求,但是UPS一般都是一步到位,一次就安裝了幾套大功率的UPS并機，結果初期負載只有規(guī)劃容量的10%～20%，沒等承載所規(guī)劃的負載就進入了設備淘汰期，不僅造成投資的浪費，而且也無法使UPS運行在較高的效率點，造成電能的浪費。如何避免這種情況的發(fā)生，從UPS供電系統(tǒng)角度考慮,應該包括:
2.1 供電方案設計
目前UPS供電方案主要有分散供電、集中供電兩種。分散供電的特點是一臺UPS為一臺或多臺負載設備供電。分散供電的好處是分散風險,不會因為一臺UPS供電異常造成大面積停電;缺點是UPS分散布置,不便管理,而且布線不易規(guī)劃。另一種是采用集中供電方案,由一套大功率的UPS供電系統(tǒng)直接對機房的所有負載供電。集中供電的好處是便于規(guī)劃、管理方便、維護方便;缺點是如果UPS系統(tǒng)異常,容易引起大面積停電事故,此缺點可以通過采用各種并聯(lián)構架來避免。因此,以上兩種方案各有優(yōu)缺點,目前的數據中心一般都采用集中供電方案,也集中了供電的風險。由于UPS并機數量有限制,而且當UPS系統(tǒng)并機數量超過4臺時,其可靠性并不比單機供電系統(tǒng)高多少。當機房UPS裝機總容量超過一定限度時,建議將機房按幾期規(guī)劃分成幾個區(qū)域進行供電。規(guī)劃時可以參考:單機容量不宜超過400kVA,并機數量不宜超過3臺。
2.2 UPS在線并機擴容功能
機房UPS容量的規(guī)劃,可以根據不同時期的負載容量要求,采用逐步擴容的方案,使投資方案更經濟,同時也能使UPS工作于較佳的效率點。目前中、大功率段的UPS均已經具備冗余并機功能,不僅提高了系統(tǒng)的可靠性,同時也為機房擴容提供了條件。只要規(guī)劃時在UPS前后配電箱預留足量的空氣開關,并在機房規(guī)劃相應空間,即可實現UPS并機擴容功能。關鍵是并機的過程處理,多種品牌UPS并機時需要對UPS的設置進行修正,此時要求UPS必須工作在維修旁路狀態(tài),UPS由市電直接帶載,如果此時市電波動較大甚至停電,將造成系統(tǒng)的大面積癱瘓。所以并機擴容必須具備在線并機功能,即UPS并機擴容時,只需將新增UPS軟件修改至與原UPS系統(tǒng)一致后,在不關閉原有UPS系統(tǒng)的情況下,直接將新增UPS并入原有系統(tǒng)即可,擴容前后,UPS均工作于在線模式下,避免切換至旁路供電的高風險操作。
2.3采用模塊化UPS,實現逐步擴容
目前,模塊化UPS已經開始在國內應用,模塊化UPS特點主要包括:可擴容、平均故障修復時間(MTTR)短、可經濟實現“N+X”冗余并機。以臺達C系列UPS為例,每個模塊為20kVA,整個系統(tǒng)可擴容至160kVA,可以根據機房的實際容量需求,逐步擴容,只要在機房初期規(guī)劃好配電容量即可。同時,實現“N+X”冗余也比較劃算,以60kVA的容量要實現“N+1”冗余為例,傳統(tǒng)方案必須擴容一臺60kVAUPS,而采用模塊化UPS,則只需擴容一個20kVA的模塊即可,節(jié)省大筆資金的投入。
3 提高UPS自身能效,優(yōu)化負載效率曲線
目前UPS均為在線式雙變換構架,在其工作時整流器、逆變器均存在功率損耗。以一個容量為400kVA的UPS為例,每度電按0.95元計算,UPS效率每提高1%,一年節(jié)省的電費為400×0.8×0.01×24×365×0.95=26630.4元。可見提高UPS的工作效率,可以為數據中心節(jié)省一大筆電費,可見提高UPS效率是降低整個機房能耗的最直接方法。因此采購UPS,盡量采購效率更高的UPS。
圖2 UPS效率與輸出功率關系曲線
圖3 ECO模式轉正常供電模式波形圖
當然UPS效率高不僅僅是滿載時效率高,同時也必須具備一個較高的效率曲線,特別是在“1+1”并機系統(tǒng)時,根據系統(tǒng)規(guī)劃,每臺UPS容量不得大于50%,如果此次效率僅為90%以下,就算滿載效率達到95%以上,也是沒有意義的,所以要求UPS必須采取措施優(yōu)化效率曲線,使UPS效率在較低負載時也能達到較高的效率。以臺達C系列20kVAUPS為例,其滿載功率為20kVA/18kW,如圖2所示,其負載在2kW以下時已經高于90%,從6kW到16kW就已經能夠滿足95%的高效率。
除了提高UPS自身的效率之外,UPS上面的一些功能也可加以利用。比如像ECO經濟運行模式,其原理是在較好的市電環(huán)境時,激活此功能,使UPS由靜態(tài)旁路直接供電,此時逆變器處于待機狀態(tài),正常工作,但不輸出能量,一旦市電異常,UPS立即切換到逆變器供電狀態(tài),切換時間一般在1ms以內,具體可參考圖3,由于此時的逆變器處于待機狀態(tài),所以自身損耗很小,此時UPS的整機效率可以達到97%以上,比正常模式減少3%以上的損耗。
使用ECO模式必須具備以下條件:
(1)靜態(tài)旁路必須采用兩組高可靠晶閘管,不得采用接觸器加晶閘管的組合,因為接觸器吸合時,接觸點會打火,一般工作數百次之后就不能正常工作了。而晶閘管則不存在此問題,同時可以縮短切換時間。
(2)建議使用在較好的電力環(huán)境下,比如一級供電單位等。
4 降低輸入電流諧波，提高功率因數
諧波產生的根本原因是由于電力線路呈現一定阻抗,等效為電阻、電感和電容構成的無源網絡,由于非線性負載產生的非正弦電流,造成電路中電流和電壓畸變,稱為諧波。諧波的危害包括:引起電氣組件附加損耗和發(fā)熱(如電容、變壓器、電機等);電氣組件溫升高、效率低、加速絕緣老化、降低使用壽命;*設備正常工作;無功功率增加,電力設備有功容量降低(如變壓器、電纜、配電設備);供電效率低;出現諧振,特別是柴油發(fā)電機發(fā)電時更嚴重;空開跳閘、熔絲熔斷、設備無故損壞。UPS對于電網而言是一個非線性負載,在工作的時候會產生大量的諧波。以配置6脈沖整流器的UPS為例,其輸入功率因數一般為0.75左右,諧波大于30%。降低UPS工作諧波的主要方法有:
(1)采用12脈沖整流器。其原理是在原有6脈沖整流器基礎上,在輸入側增加一個移相變壓器和6脈沖整流器。采用該技術方案后,可以將諧波降低至10%左右。優(yōu)點是較為簡單,諧波改善明顯;缺點是對功率因數改善有限,價格略高。
(2)采用無源濾波器。依據LC濾波電路原理,對UPS產生的諧波進行濾除,并對功率因數進行補償。優(yōu)點是技術簡單,成本較低;缺點是只能補償特點階次的諧波,同時受負載阻抗影響較大,無法適用于全功率段。
(3)采用有源濾波器。原理是利用可控的功率半導體器件向電網注入與諧波源電流幅值相等、相位相反的電流,使電源的總諧波電流為零,達到實時補償諧波電流的目的。優(yōu)點是可以補償多個階次的諧波,且不受負載阻抗大小的影響;缺點是購置成本較高。
(4)采用高頻IGBT整流及PFC功率因數校正電路設計整流器。原理是采用高頻率PWM控制IGBT導通,對輸入電壓波形進行分割,使輸入電流波形盡量接近正弦波,并對輸入電壓和電流相位差進行補償。優(yōu)點是體積輕,價格便宜,效果好;缺點是技術結構復雜,不易維護,受功率器件影響,目前容量大小受到限制。
以上幾種技術,性能及投資對比如表1所示,可以根據實際需求選擇合適的方案。
5 電池管理及配電管理技術
UPS都配備了電池,用戶在電池組上的投資往往占整個UPS供電系統(tǒng)投資的很大比例,甚至超過UPS本身的投資,而電池的使用年限明顯低于UPS主機。由于電池主要材料是重金屬鉛、硫酸和不易分解的塑料,都會對環(huán)境造成嚴重的污染。因此減少電池使用數量,延長電池循環(huán)使用壽命,不僅節(jié)省直接和間接的電池投資,而且還減少整個機房設備對環(huán)境的污染。所以UPS可以通過以下幾個技術實現電池的節(jié)能。
(1)并機共用電池組功能。共用電池組原理是通過特殊的整流器控制及故障隔離技術,使并機系統(tǒng)中的兩臺或多臺UPS的整流同步、母線均流,使系統(tǒng)中的各臺UPS母線直接并聯(lián),然后將滿足系統(tǒng)后備時間要求的電池并聯(lián)后接入并聯(lián)母線系統(tǒng)中,實現電池的共享,減少電池投資。以“1+1”為例,傳統(tǒng)的UPS方案,系統(tǒng)后備一小時,考慮其中一臺UPS故障時,UPS2的電池不能為UPS1使用,所以UPS1和UPS2必須各配置一套一小時的電池組,才能保障系統(tǒng)在斷電后還能備用一小時。采用共用電池組方案后,因為UPS1故障后,系統(tǒng)中的電池仍能為UPS2提供能量,所以整個系統(tǒng)僅需配置1套1小時電池即可。不僅節(jié)省了電池直接投資,同時也節(jié)約機房在空間、承重及空調等方面的投資,也降低了對環(huán)境的污染。
(2)智能電池管理技術。影響電池壽命的因素有很多,主要包括溫度、充電、放電、循環(huán)次數等。如果能夠對上述幾個因素進行綜合處理,可以大大延長電池的使用壽命,延長電池更換周期,節(jié)約電池投資。UPS的智能電池管理技術主要包括:電池均浮充管理(均浮充控制)、充電溫度補償、智能放電終止電壓控制，除此之外還應具備電池定期自動檢測和電池漏液檢測功能。另外還可以選擇輸入電壓范圍較寬的UPS，減少電池放電次數。通過上述幾種技術,可大幅度延長電池壽命2～3年。
(3)智能UPS配電管理技術。原理是通過偵測UPS
電池電壓或者管理設備供電時間,實現對機房中不同等級負載的多次下電保護功能,減少電池投資、提高電池使用率。智能UPS配電管理技術主要有兩種方案:包括軟件實現方式及硬件實現方式。以臺達UPS為例,其軟件方式是在UPS監(jiān)控網絡中,在負載服務器安裝Delta Shut down Agent關機代理程序，當市電異常并滿足電池電壓或者定時條件時，關機代理會自動保存系統(tǒng)程序，然后關閉服務器。
硬件方式是UPS輸出配置一個智能配電屏,通過PLC偵測UPS電池電壓或定時要求,當滿足上述條件時,智能配電屏根據設定分時關斷某路輸出。目前此方案已經在國內多條地鐵的UPS供電系統(tǒng)中應用。
6 結束語
數據中心節(jié)能必須從上至下,或者從基礎設施到核心設備抓起,UPS是整個交流供電環(huán)節(jié)的核心所在,做好UPS的節(jié)能不僅可以節(jié)約大筆的設備投資和維護費用,同時也大幅度降低了后期的運行成本。當然,UPS節(jié)能需要用戶和廠家共同推進,目前UPS廠家已經紛紛推出了各自的產品或方案,客戶只需量身規(guī)劃即可。
可靠穩(wěn)定的供電系統(tǒng)是數據中心穩(wěn)定運行業(yè)務的基本要求，數據中心必須保證供電的連續(xù)性和供電系統(tǒng)的安全性，在數據中心的信息中心機房一般都會用到UPS不間斷電源作為重要的安全保障。
UPS是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成的穩(wěn)壓穩(wěn)頻的不間斷電源，市電供電中斷時，UPS能保證輸出供電的連續(xù)性。而蓄電池是UPS的關鍵組成部分，蓄電池作為動力提供的最后保障，無疑是UPS電源中的最后一道保險，其狀態(tài)的好壞直接關系到UPS是否正常工作。
蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)在數據中心應用
目前，UPS廣泛使用密封鉛酸蓄電池（VRLA ：Valve-Regulated Lead-Acid Battery）俗稱“免維護電池”，而這種稱謂也使得在蓄電池的使用過程中，人們往往錯誤的認為蓄電池是免維護的而不加重視，許多用戶從安裝上蓄電池后就基本沒有進行過維護和管理。由于在實際應用中，一般都是多個蓄電池串聯(lián)組成電池組，在串聯(lián)系統(tǒng)中，如果有一個蓄電池出現異常，則會影響整組蓄電池的正常使用，導致關鍵時刻，UPS不能正常供電，從而造成不可估量的損失。
目前市場上的鉛酸蓄電池生產廠家良莠不齊，很多蓄電池廠家宣稱閥控鉛酸蓄電池使用壽命可以達到10年以上，但在實際中，很多蓄電池使用半年就可能出現異常，或者在2-3年左右出現劣化，以致使用不到5年的蓄電池就得淘汰。
有資料統(tǒng)計，因蓄電池故障而引起UPS主機故障或工作不正常的比例大約占到30%以上。為使數據中心機房穩(wěn)定運行，必須對UPS蓄電池進行管理和維護。
蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)在數據中心應用
針對UPS蓄電池日常維護中遇到的難題，群菱能源推出UPS蓄電池組分布式在理系統(tǒng)Mini-BMS，設備被直接安裝到單體電池上并監(jiān)測關鍵蓄電池電氣參數的監(jiān)測模塊，通過組網不間斷持續(xù)監(jiān)測包括：電池總電壓、單體電壓、內阻、溫度、浮充、放電電流在內的電池組信息，可以將電池組故障導致的供電系統(tǒng)停機的風險降至。任何電池參數超出設定的閥值后可以自動告，并精確預性能劣化的電池，兼容各種第三方監(jiān)控軟件平臺。
收集模塊（DCOM-BUS）可以自動輪巡單個Mini-BMS監(jiān)測模塊數據，定時自動測試電池內阻，將電池相關數據進行分析、處理、保存和上傳集中監(jiān)控數據中心；Mini-BMS監(jiān)測模塊和蓄電池一一配置對應，可通過導軌或者粘貼固定于電池架上，極易連接組網，這樣使得現場施工布線非常簡單、系統(tǒng)增容后追加即可。亦可與數據收集模塊（DCOM-BUS）、BCSU主機配合，組成分布式機房蓄電池管理系統(tǒng)，用于遠程綜合管理和年度維護蓄電池組，實時查看電池組運行的工況狀態(tài)。
蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)在數據中心應用
UPS蓄電池組分布式在理系統(tǒng)Mini-BMS
1、Mini-BMS監(jiān)測模塊：用于單體電池的電壓、內阻、溫度、在線均衡等數據測量，并可在線完成對單個電池的均衡充放電的日常維護。
2、DCOM-BUS收集模塊：用于PC機一對多與Mini-BMS監(jiān)測模塊通訊，通過自身的CPU，自動將DCOM-BUS總線內的所有Mini-BMS模塊的各項數據全部收集起來，統(tǒng)一通過串口發(fā)送給PC或者第三方軟件集成系統(tǒng)。指令可以召測整個COM-BUS總線內模塊的數據，支持RS-232、RS-485 接口，可接入到PC機
3、監(jiān)控主機：提供人機交互界面，實時顯示數據和告數據保存和輸出控制，與系統(tǒng)軟件通訊；可與BCSU系列產品兼容。
蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)在數據中心應用
4、監(jiān)測系統(tǒng)軟件：用于建立蓄電池組的數據管理、查詢和電池組數據統(tǒng)計、分析、測試報告打印、大數據分析；支持本地、局域網或遠程B/S瀏覽，可訂制開發(fā)手機APP。與BCSU系列產品軟件兼容。
5、其他附件：電流互感器、總電壓采集線、單體監(jiān)測線、COM-BUS& DCOM-BUS通訊線、主機電源線等。
群菱能源Mini-BMS蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)讓UPS蓄電池維護更加安全可靠，全自動測試讓蓄電池維護工作的人員工作量降低到幾乎零，讓UPS電池的健康狀況更加精準。
在全國追求安全生產的大環(huán)境下，通常將蓄電池比喻為UPS系統(tǒng)的，各級生產安全部門如果從確保運行質量，生產安全和財產安全的角度來重視UPS蓄電池的維護工作，那么購置“蓄電池在線監(jiān)控系統(tǒng)”不再是消費性的開支，而是一種對安全的長期投資
汽車啟動電池又叫汽車蓄電池，俗稱汽車電瓶。傳統(tǒng)的汽車啟動電池分為鉛酸蓄電池和免維護型蓄電池（鉛酸蓄電池的一種）。動力電池極板多是鉛鈣合金的，這兩種電池主要適用于不同的車型。
隨著汽車技術的不斷發(fā)展和車輛用電設備的越來越多，普通的鉛酸汽車蓄電池性能日漸不足，特別是真對越來越多的帶動力電池的汽車，用普通鉛酸蓄電池就不能慢足車輛的使用要求。鋰離子啟動電池使用在車上，可以減少整車重量。在小型乘用車上可以減少10公斤左右的重量。鋰離子啟動電池充電效率高。自放電少。
可以提高小型乘用車啟動電池電壓平臺。汽車用電池用的都是鉛酸12伏的加電瓶液的，電容量較大，體積也大，而電動車電池是鋰等免維護電池，容量少，體積也小，（也可以做成大容量的）可以從12V提高到48V。減少整車線路損耗。可以達到節(jié)能的效果。
為了其對電壓的需要，它是幾塊電池串聯(lián)后升成36或48伏電壓后再用的，放電時間不同，動力電池能小電流放電幾個小時，放電深度很深。啟動蓄電池放電時間很短，但是運行很大的放電電流，幾百安培。另外，汽車電瓶的接線柱是標準的車用電瓶樁頭，而電動車的電池接頭是螺絲或引線接頭。