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MAX蓄電池直流屏/UPS應急電池
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西方社會越來越習慣于接受靠得住性很是高的根蒂根基服務。我們希看，像電力網、電信和IT網絡之類的根蒂根基舉措措施在我們需要的時辰能夠隨時提供服務，一旦泛起故障或服務提供商提供的服務不能到達要求，我們就會認為其服務水平嚴重不足。我們有時（談到“5個9”或“6個9” 的有用性，但凡是沒有深思它們的真正寄義。現實上，99.999%的有用性意味著1年內的停電時間約為5分鐘；而“6個9”只允許1年內的停電時間為半分鐘。
是以，許多關頭根蒂根基舉措措施和商業系統都采用不中斷電源（UPS）作為備用電力。當電力舉措措施停電時，準確轉換到UPS供電給現場電源。UPS市場專門服務于小容量系統，從1 kVA或更低到幾十kVA，可以支持1、2臺計較機工作；和幾十到幾百kVA的中型裝備，用于支持辦公建筑的IT根蒂根基舉措措施。比來幾年泛起了許多功率為幾百萬瓦的年夜型裝備，用于支持數據中心和確保在線服務的延續有用性。比來幾月甚至幾年，年夜型服務器農場和數據中心已成為zui主要的運用，UPS也繼續為建立已久的關頭系統市場服務：例如手術室和空中交通管制。
UPS依照其功率輸出分類，與其容量無關，也就是說與它們的供電時長有關。UPS可以用于長時間替換電源供電，長達幾個小時；或僅用于提供“橋接”電源，即電源失效時立即起頭供電，直到柴油發機電之類的電源啟動并到達穩定輸出后遏制供電，供電時間只有幾秒鐘或幾分鐘。還存在另外一種短時間運用模式，不僅需要UPS支持接連運行，還需要UPS提供充沛的電源以便確保客戶系統的預定關閉。
電池組為年夜部門UPS供電
雖然UPS可以采用其他技術（好比飛輪儲能），可是年夜部門UPS依然采用電池組儲能。電池組不僅可以提供可觀的容量，而且幾近能夠在瞬間供電。要使UPS靠得住運行，必需使電池組布滿電而且狀態優秀。
雖然電池技術在其他領域已取得了許多前進，但UPS中采用的電池依然是zui古老的化學鉛酸電池。由于諸多緣由，在備用電源中鉛酸電池一直未能被取代。就每單元存儲的電量而言，鉛酸電池的能量密度高（雖然以今天的尺度來衡量其實不突出）；它們的功率密度很是高，能夠憑據需要輸送年夜電流而不會損壞；雖然它們的重量比力年夜，不適用于許多便攜式場所，可是對于UPS裝備的影響其實不年夜；尤其是，可能由于它們的成本比力低。此外，從今天的情況敏感度來看，鉛酸電池幾近全數成份都與“綠色”相關，尤其是鉛，可以*輪回再用。
鉛酸電池的充電和壽命周期特征也很是適合UPS使用。VRLA（閥控鉛酸）電池不僅可以允許接連“浮”充，而且只要始終連結在布滿電并很少深度放電時，它的使用壽命可以到達zui年夜。不外，電池組的使用壽命有限，若是情況條件（尤其溫度）超越的范圍，電池壽命就會相當水平地縮短。年夜大都裝備上的電池可以憑據保質期定期進行更換，凡是是每5年更換一次。可是這類方式存在缺陷：在非預期情況條件下運行的電池可能失效更快，而遭到優秀維護的電池的使用壽命可能會更長。
容錯
現代的UPS需要提供高功率輸出，是以需要許多電池單元年夜規模的串聯，單個電池單元的失效可以致使整個串聯電池組的失效。年夜型和中型UPS經由過程執行冗余來確保單個電池失效不會致使整個UPS失效。而UPS仍將繼續運行，不外輸出的的峰電流會減小，系統使用UPS能夠運行的時間會縮短。此外，失效的電池還可能損壞電池組內其他單元，下降它們的使用壽命。
電池監測和維護體現了與UPS運行相關的一項重要成本。凡是，工程師需要定期（可能按月）放哨現場，以便丈量系統內電池的電氣特征。凡是經由過程丈量電池電壓，來判別運行不正常的電池并進行更換。輸出電壓其實不能始終有用地展望電池失效。當電池的端電壓顯著低于其標稱值時，很容易判別該電池可能會失效，但鉛酸電池在其容量下降時或在其失效早期，依然能夠浮現出滿意的端電壓。是以，電池也可能在定期維護周期之間失效，所以需要工程師進行額外放哨。
延續監測下降成本
對電池進行延續監測，一方面可以縮短工程師對每組電池狀態親身檢查的時間，從而提高他們的現場放哨效率，另外一方面可以實現預防性維護。經由過程判別電池的潛在失效，工程師可以在例行放哨進程中換下電池，從而保證更高的靠得住性，同時也避免了程師進行緊急放哨。
圖1：延續監測系統測得的電池單元的輸出電壓
圖1標示出對設置裝備擺設一臺800kVAUPS的廣播裝備上的電池進行丈量的綜合監測成效。圖形指示出一組聯電池組中幾個單體電池的輸出電壓。在這個例子中，每一個串聯電池組由200塊單體電池（在其他文章中，單體電池也被稱之為電池組：封裝在一個外殼內的多個電池單元）組成，能夠提供年夜約440V的電壓。電壓存在相當年夜的波動，由于電池組設置裝備擺設不準確：這一點將在下文進行計議。
圖中明確地指出，一個電池單元提供的電壓為2V，而不是標稱的2.2V。雖然電池提供的電壓比預期的低，不外這類差異相對較小（在正常接受范圍內），而且是穩定的。這類特征很典型，采用輸出電壓作為電池行將失效的指標不再靠得住，由于電壓值可以連結在閥值范圍內，是以不會觸發報警。這就是發生在這個例子中的；在收集這些數據時，監測系統用于評估定期維護方案的有用性，而不是用于警告潛在的問題。由于沒有接納任何措施，該電池單元后來在圖2所籠蓋的時期內嚴重失效；水平軸暗示測試進行的日期。不外，在失效點（電池單元電壓下降至0.7V）之前，故障電池組的電壓從本質上連結恒定，沒有任何行將失效的跡象。zui后，維護人員在11月更換了該單體電池，隨后電壓恢復到整個電池陣列的平均值水平。
圖2：電池單元*失效－失效前電壓幾近沒有下降
這些證實，輸出電壓不能準確預告可能發生的失效：而另外一個參數阻抗才是更好的指標。如圖3所示，圖形講明阻抗在6月份呈上升趨向，到7月初該值增加了20％以上。這類趨向很容易講明：對阻抗進行丈量可以在電池失效前3個月就能發現問題。哄騙該數據，可以在定期預防維護進程中更換該電池，而無需等它劣化致失效。
圖3：對電池單元阻抗軌跡的回首查詢拜訪證實，阻抗是更好的失效展望指標
在線阻抗丈量
電壓丈量很簡單，電池單運行時即可進行；哄騙監測技術，阻抗也能夠采用非干擾式方式準確丈量。這些圖形疊加顯示了進行定期丈量的監測系統的輸出，成效位于浮充電壓上方，是一種特定頻率特征的校準波形。在這些頻率下丈量的電壓和電流反映了電池組的基賦性能。測試的波形體現了電池單元性能的任何潛在變化，不外雖然如斯，只斟酌測試電壓給出的警告有限，直到失效點。
對電池進行延續監測還為提高UPS的靠得住性提供了其他有用信息。如圖1所示，很顯然有許多充電/放電周期（經由過程電壓軌跡上的脈沖體現）。雖然所有電池組都需要進行調理，可是這個電池組的放電過于頻仍，每月放電4-5次。同時，進行一定的電池調理可以延長壽命，但過量的放電周期會下降壽命：正常設置裝備擺設放電周期為每一年兩到三次。凡是情況下，電池單元質保使用壽命為20到50個周期。在這類情況下，我們在斟酌電池僅僅幾個月后就可能跨越這個質保，而每5年更換一次電池的方案可能意味著電池需要履歷比設計擔保多幾倍的放電周期。
現場頻仍的充電/放電周期是由于安裝人員將UPS設置在試運行模式而釀成的，這類模式使電池頻仍地輪回充電以便進行測試。這個出乎意料的常見毛病會年夜幅度縮短電池使用壽命。在工程師接連自動監測中，毛病設置可能浮現不較著，可是發生的問題卻很較著。
致使電池壽命縮短的另外一個緣由是高溫。即使溫度只升高一點，也會造成電池內沒必要要的化學反應幾率的增加，zui終致使電池失效。一般來說，電池制造商會提到電池的使用溫度為20 °C。圖4指出了系統中隨時間變化的情況溫度，在其中一點溫度到達了22 °C。空調系統未能將溫度連結 在可接受的范圍之內，這樣會致使電池壽命縮短。而且溫度升高可以使電池制造商的質保無效。
圖4：采用統一系統收集溫度監測數據，超越溫度范圍發出警報
我們發現，經由過程監測系統對電池進行持久的監測，除使工程師現場放哨更高效而下降成本之外，還有很多優點。在這個示例中，對電池阻抗進行自動監測可在電池失效前三個月就可判別出行將失效的電池。
接連監測也使判別UPS設置裝備擺設問題變得簡單：出格是可能較著縮短電池壽命的不準確充電/放電頻率。監測可以丈量情況條件，從而確保電池壽命不會由于高溫的影響而縮短。
監測可以使電池的壽命到達zui長，經由過程確保無需過早更換電池組，和確保對劣化電池進行早期覺察從而在電池組沒電之前進行更換等措施，下降了電池失效的風險而且節省了資金。雖然UPS之類的關頭系統凡是節省成本不是*方針，可是用戶將系統轉釀成持久在線監測很是重要，由于這樣不僅能夠削減成本，還能夠提高系統的靠得住性。