（12V150AH）松下蓄電池光伏專用蓄電池

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UPS電源應用分析

根據《產業企業廠內鐵路、道路運輸安全規程》4.1.13款規定：機車投進運用前，必須達到機車運用狀態，下列主要部件必須作用良好并符合要求： 
1．機械、走行部件，風泵、制動、撤砂、牽引給油裝置，發電機（包括頭燈和信號標志），汽笛、風笛和各種監視計量用具； 
2．車鉤、輪對； 
3．扶手、車梯和腳蹬等； 
4．蒸汽機車的鍋爐及其給水裝置、安全閥、易溶塞、水表及調整閥等； 
5．電力機車的受電弓、牽引電動機、輔助機組、高壓電器、與操縱機車有關的低壓電器、蓄電池組、主展控制電路及安全保護裝置。 
6．內燃機車的柴油機及輔助裝置、牽引電機、傳動裝置、蓄電池組、與操縱機車有關的電器及電線路、安全保護裝置。

UPS在煉油廠的應用過程

我們在齊魯石化煉油廠應用UPS是從三機、重整等裝置的三端口UPS開始的。1989年安裝的意大利siel公司的三端口UPS，其核心部分是有一個雙向變換器(既逆變又整流)。這種UPS主要由市電、整流／逆變器、蓄電池組、三端口變壓器構成，其框圖如圖2所示。

圖2  三端口UPS結構框圖

    三端口UPS具有市電輸入端口、整流／逆變器輸入端口、輸出端口，俗稱三端口。三端口UPS與在線式UPS的工作方式有很大不同。首先是它的整流／逆變器處于同一電路，整流／逆變器既有市電輸入，又有逆變輸出，同時又給電池充電。從圖1可以看出，在線式UPS要經過二次變換，即交流→直流→交流→負載。而三端口UPS經過一次變換就供給了負載。其次，三端口UPS所使用的變壓器，不是一般的穩壓變壓器，而是一個鐵磁諧振變壓器，這樣，當初級電壓變化時，次級電壓基本維持不變；逆變器在市電正常情況下也工作，沒有切換時間，并在控制電路的作用下，調整逆變器輸出電壓的幅度與相位，保證逆變器輸出電壓的穩定；在市電不正常或發生故障時，系統由蓄電池作為輸入電源繼續向負載供電，保證負載不間斷地穩定工作。三端口UPS逆變器的輸出電壓頻率不夠穩定，帶非線性負載的能力也比較差，但成本較低。從1996年開始，煉油廠采用了具有先進電子技術的在線式UPS，如：法國梅蘭日蘭、德國Siemens、意大利best等30套。在線式UPS的含義是：即使在電網電壓正常供電時，UPS的輸出也是將外來電壓經過本身的加工轉換后再供給負載。也就是說，即使是在電網電壓正常時，市電也是經過變壓器→整流濾波→逆變器→開關S3(S3閉合，S2斷開，見圖1)→輸出。這種UPS將市電隔離。在市電正常時，過濾市電，供給負載純凈的電源。在市電不正常或發生故障時，UPS以蓄電池組為輸入電源繼續向負載供電，保證負載連續不斷地穩定工作。所以，負載即使是實時控制信號，也不會因市電中斷而出現丟失或差錯。它之所以具有這樣的性能，其根本原因是：它有一個或多個儲能環節和能量的變換裝置，將市電隔離過濾后再供給負載純凈的電源。一旦市電異常，依靠這些儲能和能量變換裝置，繼續向負載提供高質量的電源，以實現不間斷供電的要求。

    UPS推廣應用如此之快，使電腦及其敏感的先進設備有了純凈電源的支持，提高了儀表電源的質量，保證了電源的穩定、不間斷、無*。

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3   UPS應用新思路

    在UPS設備更新換代、電子技術突飛猛進的同時，對UPS的應用目的也在發生變化，這是隨著供電質量的提高悄悄進行的。由于當時的電網技術不成熟，停電事故經常發生，最初的UPS主要是作為后備電源，通過增大蓄電池容量的方法，延長UPS后備時間達1～2h。從1994年開始，供電質量有了明顯提高，大面積的全停電事故基本杜絕。這時，UPS的主要任務是克服電源電壓波動及凈化儀表電源，其后備時間規定為15min(滿負載狀況下維持后備時間15min，一般地，UPS的負荷率在30％左右，后備時間還要長些)。這樣，對UPS的要求更高，不僅要達到后備電源的基本作用，還要在穩壓、穩頻、去除諧波、抗*等方面發揮積極作用。

4 提高UPS供電可靠性的措施

    目前，UPS設備質量已經達到令人滿意的程度，因UPS本身質量原因導致的停電事故越來越少。現在的主要課題就是搞好UPS的外圍配置和及時發現設備異常。在這方面，電氣分廠做了一些有益的嘗試，取得了比較理想的結果。

    齊魯石化煉油廠的裝置都是雙回路供電，單獨某一回路的異常不會引起裝置大的波動。由于UPS是有后備時間的，特別在UPS后備時間減少的情況下，必須保證UPS有比較可靠的輸入電源。因此，我們將UPS的輸入電源改為雙電源互投方式，電源的切換是自動完成的，保證把正常的一路電源送給UPS。充分利用UPS先進的自檢、報警及通訊功能，把報警信號輸人操作室DCS，任何異常情況都可以及時發現，在事故擴大之前就可以采取相應措施。

    “蓄電池是UPS的心臟”。據統計：由于蓄電池故障引起UPS不能正常工作的比例幾乎超過70％。在正常情況下，蓄電池處在浮充狀態，UPS檢測直流環節的電壓，并與負荷電流比較，計算出實際的后備時間。但蓄電池電壓與直流環節并聯在一起，直流電壓正常并不表示蓄電池完好，比如，蓄電池開路或某一節蓄電池內阻增大等故障現象，依靠UPS內部軟件就不能判斷。針對這種情況，我們在聯合裝置UPS上安裝了“蓄電池內阻檢測儀”，實時檢測蓄電池內阻，因為電池容量不足或質量變壞，最可靠的檢測辦法就是檢查其內阻值的大小。如2001年4月三機UPS在電網出現瞬間停電時，就是因為其電池組中有一節電池出現問題，沒能實現瞬間為逆變器供電，導致主風機及煙機和汽輪機停機。事后檢查該節電池嚴重虧容，內阻很大，對于電池組而言相當于開路。內阻檢測儀設定為每天檢測一遍所有電池的內阻，同時還針對所用電池的規格型號設定了內阻范圍，如出現電池內阻增大，超過設定的范圍則會發出報警信息；不僅如此，檢測儀還可以檢查電池的其它運行參數，如浮充電流、電壓、放電電流、單節電池電壓等，可以幫助我們很好的了解運行電池組的狀態，其效果比較理想。如2002年2月，檢測儀檢測出聯合裝置1號UPS的電池組中的5號電池內阻超標，當時測量值為22MΩ，而其它電池的內阻在17MΩ左右，于是我們便開始注意此節電池的運行情況，結果發現此電池的內阻不斷變大，最后達到25MΩ，于是我們將其進行了更換。通過放電試驗發現其容量確實不足。另外，我們每季度還用便攜式儀器復試數據，通過前后數據比較，確定UPS是否正常。

    對于特別重要的裝置采用雙機并聯方式，當一臺UPS故障時，另一臺可以繼續擔負全部負載的供電，以實現更高一級的不間斷供電要求。

5 待進一步完善的措施

    不間斷并不意味著UPS沒有故障或絕對的不間斷供電，但它可以將重要負載因供電中斷造成的停機率下降到設備所能允許的程度。在目前情況下，已能使平均無故障時間達到數萬小時，甚至5a以上。

為了達到不間斷供電的目的，還可以從設備裝置上采取措施。如圖3，聯合裝置UPS是雙機并聯，DCS所用24 V直流電源也是多電源互備方式，這兩個環節的供電都是非常可靠的，但兩部分的結合點處卻是單回路，是一瓶頸點，故障機率比較大，影響裝置正常生產。

圖 3  現在運行電路

    如果改為圖4所示的供電方式，整個供電途徑都是雙回路，很明顯，供電可靠性大大提高。

圖4  修改后的電路

    另外，上海石化、金陵石化等公司采取的“UPS風險承擔”模式也是一種提高安全供電的措施。其實質就是減少單臺UPS的供電范圍，用多臺UPS分別承擔供電任務，在故障機率相等的情況下，某一臺UPS故障所導致的停電范圍減小，不致引起整個裝置全部癱瘓。 

松下蓄電池專用解決方案：

鉛酸蓄電池在交通、通信、電力及鐵路行業有著廣泛應用。啟動電池、電力電池及通信備用電源合計占鉛酸蓄電池消耗量的90%。

未來幾年，汽車起停電池和Pb-C儲能電池的鉛酸蓄電池需求預計年增長率達30%-40%，低速電動車需求年增25%-30%，電動三輪車和特殊用途電動車需求年增10%-15%，汽車啟動電池年增9%以內。

目前，通信備用電源、儲能和電動自行車領域的鉛酸蓄電池將受鋰電池短期影響最大。日前，我國蓄電池龍頭企業超威集團在浙江省長興縣成立了“國家環境保護鉛蓄電池生產和回收再生污染防治工程技術中心”。技術中心將對提升鉛蓄電池行業清潔生產和污染防治的技術水平，促進全行業的綠色發展，保護生態環境提供了有效的技術支撐。同時將為鉛蓄電池行業污染防治技術研發、清潔生產工程技術集成及成果轉化搭建一個開放的平臺，并將在鉛蓄電池行業有關政策標準制定、國際交流和人才培養等方面發揮重要作用。

在二次電源中，鉛酸蓄電池已占有85%以上的市場份額。隨著我國經濟的發展和人民生活水平的日益提高，鉛酸蓄電池的應用領域在不斷地擴展，市場需求量也大幅度的增長，我國已經成為世界最大的鉛蓄電池市場。但是，由于鉛蓄電池的原材料涉及重金屬鉛，生產和回收利用過程管理不善，或治理技術不過關，很容易造成環境污染。因此，蓄電池生產和回收利用中的污染防治就是鉛蓄電池產業生存和發展的決定性因素。

據了解，目前鉛酸蓄電池產業發展中主要存在三個方面的問題：一是非法鉛酸蓄電池和再生鉛生產企業仍然存在，技術裝備水平不高，經營規范企業在市場競爭中仍處于不利地位，影響了行業的健康發展。二是少數企業無視國家危險廢物管理要求，違法從事廢鉛蓄電池收集、貯存和處置活動，大量廢鉛酸蓄電池涌入非法回收利用渠道，使得規范的回收企業缺乏價格競爭優勢。三是鉛酸蓄電池行業缺少技術支持，經濟合理的污染治理技術，特別是蓄電池的清潔生產技術產業化運作明顯不足，先進技術推廣不夠，制約了行業的技術進步。

國家環境保護鉛蓄電池生產和回收再生污染防治工程技術中心的成立，對提升鉛蓄電池行業清潔生產和污染防治的技術水平，促進全行業的綠色發展，保護生態環境和公眾的身體健康，將提供有效的技術支撐。工信部將更好地支持工程技術中心的工作，讓它在行業里發揮更大的作用。在政策方面，國務院有關部門聯合出臺了關于加強鉛酸蓄電池及再生鉛行業污染防治、產業化規劃發展等一系列政策；在準入條件以及清潔生產的技術和標準方面，也出臺了若干清潔生產的標準，超威集團的技術進步，超威的發展軌跡就是我們近年各項政策支持、約束，促進產業做大做強的范本。

國家環境保護鉛蓄電池生產和回收再生污染防治工程技術中心是適應當前我國重金屬污染防治，特別是從鉛蓄電池生產工藝改革創新，到再生鉛回收利用的鉛污染防治需要。工程技術中心的定位是以國家需求為導向，以環境保護技術創新為宗旨，解決蓄電池行業在生產、回收、循環利用中所面臨的重大環保科技問題，推進環境科技成果工程化、產業化;組織科技交流與合作，為行業環境監管、標準規范、政策出臺提供相關的支撐服務，在這方面發揮作用，特別是龍頭企業，要集聚產學研平臺，用這樣的平臺集聚人才，出謀劃策，提升行業的整體水平。UPS(Uninterruptible Power System)，即不間斷電源系統，是一種含有儲能裝置(通常為蓄電池)，以逆變器為主要組成部分的恒電壓、恒頻率輸出的不間斷電源系統。主要應用于要求設備24小時供電的場合，如通訊設備、計算機網絡系統或其它電力電子設備等。當市電中斷(事故停電)時，UPS立即將機內儲能裝置的電能，通過逆變轉換的方式向負載繼續供應交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。

關鍵字：UPS、整流、逆變器、開關電源

二、UPS系統介紹及過程分析

圖一是個非常典型的UPS在地鐵中的應用，從上圖中可以明顯看到，該系統包含配電柜、UPS電源和外置維護開關，終端負載為各機電系統，如信號系統、通信系統、綜合監控系統、自動售檢票系統、自動列車監控系統等子系統。配電柜的作用是對用電設備進行配電和控制，在電路出現過載、短路和漏電時，配電柜還可以進行斷電保護;外置維護開關主要是在維護檢測過程中閉合，旁路掉UPS的電路，使電能從外置維護開關的電路上通過，實現了在保證后端負載能夠得到正常供電的情況下不影響對設備的維護;在市電異常，配電柜斷電的情況下，UPS電源通過儲能裝置給后端的設備供電。

UPS的內部結構如圖二，主要由五部分組成：電源輸入電路，進行AC/DC變換的整流器，進行DC/AC變換的逆變器，輸出切換電路以及蓄能電池。其系統的穩壓功能通常是由整流器完成的。凈化功能由儲能電池來完成，由于整流器對瞬時脈沖干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲能電池除可存儲直流能量的功能外，對整流器來說就像接了一只大容量電容器，其等效電容量的大小，與儲能電池容量大小成正比。頻率的穩定則由變換器來完成，頻率穩定度取決于變換器的振蕩頻率的穩定程度。為方便UPS電源系統的日常操作與維護，設計了系統工作開關，主機自檢故障后的自動旁路開關，檢修旁路開關等開關控制。

（12V38AH）松下蓄電池航空專用蓄電池

自公司2010年重新改組成立以來，公司引進國外先進的5S管理方案，結合我國國情傳統的人文精神，堅持"團結一致、相互協調、奮發向上、超越自我、勇于 進取、商道即人道"的企業精神，致力于建設具有東方企業特色的人文精神。公司完善的服務體系和過硬的產品在UPS不間斷電源界享有盛名。公司在全國建立了 快速綠色服務通道，點對點跟蹤服務。公司將以"誠信方能大智慧，客戶至上，金牌品質，專業服務"為標準高品質的服務社會。