UPS設備以及以它為核心的整個供電系統,是滿足數據中心供電質量的最核心部分,而蓄電池又是整個系統中最重要的組成之一,是整個供電系統的“最后一道屏障”。特別值得注意的是,在UPS系統的故障中,與蓄電池有關的原因占30%以上,因此對蓄電池設計、選配、維護等進行規范化有著重要的意義。
對蓄電池的基本原理、特性、選配原則、設計計算、安裝、維護等相關事宜給出指導性原則和規范,對延長蓄電池的使用壽命和確保數據機房UPS設備的安全穩定運行具有重大意義,最終保障UPS系統不停電功能的實現。
目前數據中心UPS配置的蓄電池主要是閥控式密封鉛酸電池(VRLA),但隨著電池技術的發展和完善,鋰電池和燃料電池也逐漸成為用戶的在未來的選擇之一。
數據中心UPS蓄電池的選擇和設計必須充分考慮到現代數據中心的特點和發展趨勢,并符合下述原則:
(1)短時間恒功率輸出特性卓越
卓越的短時間(通常≤30min)恒功率輸出特性,意味著在滿足相同負載后備時間要求下可減小電池的容量,從而降低蓄電池成本;或采用相同容量的電池配置,可增加UPS系統總后備時間。
(2)高能量密度
選配合適的電池類型和容量、設計合理的組裝結構,最優化的利用機房空間,提高蓄電池組的整體能量密度,有利于降低機房面積和成本。
(3)高穩定性
蓄電池在有效壽命期間內,應有較低的故障率,盡量避免因個別蓄電池的故障或突然失效而造成的維修或更換,這對整個蓄電池系統的后期安全穩定具有重大意義。
(4)防火阻燃
數據中心的UPS電池外殼塑料材質應滿足V0級阻燃標準,電池端子、連接件及輸出母線端子所有裸露金屬部分應全部做絕緣保護處理,電池架需接地。
(5)一致性
數據中心UPS電池組的各單體的容量、開路電壓、浮充電壓等指標的一致性應符合相關標準。
(6)抗震性
數據中心UPS電池組架設計滿足抗8級烈度要求,電池之間連接建議采用軟連接。
(7)便于安裝與擴容
蓄電池的模塊化結構設計及專用安裝工具的提供,可降低整體安裝成本。電池組擺放位置和電池組架的設計應預留后期擴容的位置需求。
(8)便于維護及更換
電池組擺放及維護通道的距離,應滿足日常維護及電池更換的要求。
(9)長使用壽命
數據中心UPS電池應有合理的使用壽命要求,過短的使用壽命將增加UPS系統的不穩定性及成本。
2 VRLA蓄電池的種類
作為后備用途的VRLA電池按單體電壓等級分為2V、6V、12V等系列。按固定電解液的方式可分為AGM(超細玻璃纖維)電池和GEL(膠體)電池,其對比分別見表1和表2。
3 蓄電池主要技術指標及使用壽命
