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產品簡介
詳細介紹
NP12-100AH湯淺蓄電池UPS電源
NP12-100AH湯淺蓄電池UPS電源
高鐵箱變不間斷電源普遍采用在線式雙變換UPS,并按各節點后備時長配置閥控式鉛酸蓄電池。當市電正常時,交流電經整流單元(AC/DC轉換)、逆變單元(DC/AC轉換)變換后向負載供電,同時給蓄電池充電;當市電異常時,由蓄電池經逆變單元(DC/AC轉換)變換后給負載供電。
1.1 溫度對主機的影響
傳統UPS電源主要針對室內環境下的IT設備，其運行環境溫度一般為0℃～40℃。哈佳鐵路位于我國東北地區，其冬季環境溫度在-20℃左右，環境下可達-40℃。惡劣的使用環境已明顯超出傳統UPS電源的使用條件，導致設備在冬季低溫情況下無法啟動或因低溫保護自動關機并頻繁報警。
1.2 溫度對蓄電池的影響
蓄電池作為UPS電源的能量儲備部分,是電源穩定、可靠運行的最后保證。目前高鐵箱變不間斷電源配套的蓄電池多選用閥控式鉛酸蓄電池(VRLA),單體電壓以12V為主。運行經驗表明,鉛酸蓄電池的性能,取決于蓄電池內部的電化學反應能否順利進行,并在很大程度上受環境溫度、電解液密度、粘度等因素影響。在低溫工作條件下,蓄電池負極板上的海綿狀鉛極易變成小尺寸的晶粒,且小孔易被凍結和堵塞,從而降低了活性物質的利用率,嚴重時可形成致密的硫酸鉛層(硫化),使蓄電池終止放電。蓄電池硫化的主要表現是電池顯示已經充滿,但開始放電時電壓即迅速下降,容量顯著減少。
查閱相關資料,假定蓄電池在室溫環境(25℃)時容量為100%,當環境溫度低于25℃時,蓄電池容量與溫度的關系如表1所示:
根據GB/T19638.1-2014《固定型閥控式鉛酸蓄電池第1部分:技術條件》容量性能試驗公式:
Ca=Ct/[1+λ(t-25)]
其中，Ct為蓄電池平均表明溫度為t℃時的實測容量；Ca為基準溫度25℃時容量；t為放電過程蓄電池表面溫度；λ為溫度系數，10小時率放電試驗時取=0.006/℃、3小時率放電試驗時取=0.008/℃、1小時率放電試驗時取=0.01/℃。
當蓄電池運行溫度低于25℃時,放電率越大,溫度對容量的影響也越大,即低溫環境下,大電流放電對容量的影響更為顯著。
1.3其它因素對UPS運行的影響
鐵路電力箱變分布于軌道沿線,使用環境普遍較為惡劣,在實際運行過程中,粉塵及凝露均對UPS電源的運行造成一定的影響。
目前UPS電源多采用風冷散熱，空氣中的粉塵可隨風扇進入UPS內部并附著于風扇或電路板上，影響設備散熱，造成設備過熱保護或短路故障。另一方面，氣溫的變化可能在設備內部形成水霧，使內部器件銹蝕并存在導致電路板短路的風險。
二、解決方案
本文結合東北地理環境的特點及各高鐵線路不間斷電源的運行經驗,提出了針對高寒地區UPS的應用與維護解決方案,以進一步提高設備的運行可靠性,降低運維成本。
2.1 采用工業級設計
設備采用工業級元器件,增強其高低溫耐受力及抗沖擊力,確保設備能在-40℃～+70℃的環境下長期穩定運行。
增大關鍵元器件的冗余度。如功率半導體選用IXYS、英飛凌等國際,并增大設計裕量,解決箱變開關操作等沖擊性負荷或設備過載造成的功率器件損壞;電流采樣電阻采用大功率、低溫漂(50ppm)合金電阻,提高耐沖擊力及采樣精度;DC/DC主變壓器等功率磁性元器件選用TPW33材質,提高溫度特性。
