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“優化”于感性負載的UPS的分析舉例
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所謂“優化”,只能在特定條件下,對特定參數進行“優化”;對其他條件及參數不但不能一起“優化”,通常還要作出讓步或犧牲。
UPS的負載為線性感性負載時,電流為正弦波(或近似),電流的相位滯后于電壓,可分解為與電壓同相位的有功電流和滯后于電壓90°的無功電流(感性電流),其等效電路是,等效電阻負載與等效電感負載相并聯。
(1)某種UPS所適應的負載功率因數的優化選擇:UPS輸出端并聯有功率因數補償電容,電容的電流為超前于電壓90°的無功電流(容性電流)。
①優化(優秀)條件為,電容電流完全補償負載電流中的感性電流分量,也就是等效的L與C處在并聯諧振狀態,這時UPS的逆變器僅供出負載電流的有功分量,功率因數為1。
②UPS中的逆變器輸出的允許電流,也利用這個優化條件,取為負載電流的有功分量,小于負載的總電流,使逆變器的成本降低。
例如:針對功率因數為0.8的線性的感性負載做以上優化設計時,則逆變器輸出的允許電流僅為負載電流的80%,減小了20%。降低了成本、減小了功率損耗,是有利的。
(2)功率因數補償的優化設計,有好的針對性,但適應性下降。以上舉例優化的UPS,在阻性負載時能供出的有功功率就小多了,例如:只能輸出額定容量53%的有功功率。遠遠達不到通信用UPS額定有功功率為額定容量70%的低要求,原因是:
①優化在感性負載的逆變器的輸出電流允許值已設計得小多了。
②而優化的能補償感性負載時電感電流分量的電容電流相當大,該電容的電流在純阻負載時不但用不到它來提高功率因數,反而還成了累贅,也就是電容電流占用了逆變器電流容量中相當大的份額,降低了功率因數,可供給阻性負載的電流就小多了。
可見,相當大的電容電流,優點和缺點有明顯的對比。為發揮其優點,這種UPS應該是功率因數范圍較窄的專用UPS。若取用更大容量余量的UPS,則可以擴大其應用范圍。
此外,在非線性負載時,由于大容量電容能吸收諧波電流,輸出電壓的波形畸變得到抑制,這是有利的因素。
3.3 感性和阻性負載折中設計的UPS舉例
考慮到UPS的負載可能是線性的感性負載,又可能是線性的阻性負載時,可采取兩者兼顧的設計方案,就是以上兩種舉例的折中(協調)。
例如:功率因數補償電容相應減小,使電容電流只補償功率因數為0.8的負載電流感性電流分量的1/2(或較小),為UPS額定電流容量的30%(或更小)。此條件下,逆變器輸出的允許電流為UPS額定電流容量的85%(或更大)。
當阻性負載時,根據矢量分析(從略),純理論計算,可輸出有功電流80%(或更大),所對應的有功功率也是額定容量的80%(或更大),不會再小。
這種UPS對負載功率因數的適應性比功率因數補償電容量大的UPS加寬了。可見,參數的選擇,可以滿足相應的設計要求。
但要注意,在非線性負載時,由于電容量的減小,電容能吸收諧波電流的能力減小,抑制輸出電壓波形畸變的能力減小,輸出電壓波形畸變,(失真度)增大,這是不利的因素
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濱力蓄電池在使用UPS供電系統的過程中，人們往往片面地認為蓄電池是免維護的而
不加重視。然而有資料表明，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為1/3。由此可見，加強對UPS電池的正確使用與維護，對延長蓄電池的使用壽命，降低UPS電源系統故障率，有著越來越重要的意義。除了選配正規品牌蓄電池以外，應從以下幾個方面入手正確地使用與維護蓄電池：
(1) 濱力蓄電池保持適當的環境溫度。影響蓄電池壽命的重要因素是環境溫度，一般電池生產廠家要求的最佳環境溫度是在20℃～25℃之間。雖然溫度的升高對電池放電能力有所提高，但付出的代價卻是電池的壽命大大縮短。據試驗測定，環境溫度一旦超過25℃，每升高10℃，電池的壽命就要縮短一半。目前UPS所用的蓄電池一般都是閥控式密封鉛酸蓄電池，設計壽命普遍是5年，這在電池生產廠家要求的環境下才能達到。達不到規定的環境要求，其壽命的長短就有很大的差異。另外，環境溫度的提高，會導致電池內部化學活性增強，從而產生大量的熱能，又會反過來促使周圍環境溫度升高，這種惡性循環，會加速縮短電池的壽命。
(2) 濱力蓄電池定期充電放電。UPS電源系統中的浮充電壓和放電電壓，在出廠時均已調試到額定值，而放電電流的大小是隨著負載的增大而增加的，使用中應合理調節負載，比如控制計算機等電子設備的使用臺數。一般情況下，負載不宜超過UPS額定負載的60％。在這個范圍內，蓄電池就不會出現過度放電。
濱力蓄電池UPS因長期與市電相連，在供電質量高、很少發生停電的使用環境中，蓄電池會長期處于浮充電狀態，時間長了就會造成電池化學能與電能相互轉化的活性降低，加速老化而縮短使用壽命。因此，一般每隔2～3個月應完全放電一次，放電時間可根據蓄電池的容量和負載大小確定。一次全負荷放電完畢后，按規定再充電8小時以上。
濱力蓄電池公司設有3個研發機構，4個生產廠區，32個分公司辦事處，有員工1000余名，其中各類專業人才500多名。技術上以國內多所著名高校為依托，致力從事于電子信息、光機電一體化、能源與高效節能、軟件四大高新技術領域的自主創新，研發、生產、銷售不間斷電源（UPS）、逆變電源（INV）、應急電源（EPS）、高壓直流電源、電動汽車充電站及管理系統、太陽能光伏并網發電系統、新型閥控密封式免維護鉛酸蓄電池、嵌入式多媒體軟件、網絡安防監控系統等，廣泛應用于上層建筑和經濟基礎的各個領域，覆蓋國內和40多個國家與地區市場，濱力 蓄電池是廣東省20家裝備制造業重點企業之一。