如何配置安防監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)ups電源2000VA/1600W系統(tǒng)的UPS電源

　　UPS電源網(wǎng)絡(luò)ups電源2000VA/1600W是為安防監(jiān)控系統(tǒng)提供動(dòng)力的核心部分，是為安防監(jiān)控系統(tǒng)提供持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷電力供應(yīng)的重要外部設(shè)備。目前，市場(chǎng)上供應(yīng)的UPS電源設(shè)備種類繁多，輸出功率也有所不同。UPS電源按工作模式可分為后備式、在線式兩大類。按其輸出波形又分為方波輸出和正弦波輸出兩種。以下重要介紹了UPS電源的工作原理，以及如何配置安防監(jiān)控系統(tǒng)的UPS電源。

　　備用電源是安防監(jiān)控系統(tǒng)基本要素之一。缺少備用電源的系統(tǒng)則暗藏缺陷，不能投入實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，因?yàn)榭梢缘目赡茉陉P(guān)鍵時(shí)刻貽誤戰(zhàn)機(jī)，拋錨停擺，整系統(tǒng)癱瘓，造成無(wú)可挽回的損失。

　　安防監(jiān)控系統(tǒng)正常情況使用220伏市電，而在斷電和市電被壞了的特殊情況下，還應(yīng)正常工作一段時(shí)間，這就需要啟用備用電源來(lái)維持這段時(shí)間監(jiān)控系統(tǒng)的正常工作。備用電源有雙路或多路供電、蓄電池組供電、發(fā)電機(jī)供電、UPS供電等等。但通常采用UPS不間斷電源作為安防監(jiān)控系統(tǒng)備用電源。

一、監(jiān)控ups電源網(wǎng)絡(luò)ups電源2000VA/1600W的工作原理

　　UPS電源由蓄電池、逆變器、充電器、穩(wěn)壓穩(wěn)頻器、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)組成。當(dāng)市電正常輸入時(shí)，UPS就將市電穩(wěn)壓后供給負(fù)載使用，同時(shí)對(duì)內(nèi)置電池組充電，把能量?jī)?chǔ)存在電池中;當(dāng)市電中斷(事故停電)或輸入故障時(shí)，UPS立即將內(nèi)置電池的能量轉(zhuǎn)換，瞬間以220伏交流電繼續(xù)供負(fù)載使用，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟硬件不受損壞。UPS電源分為后備式、在線式、在線互動(dòng)式三大類：

1、后備式UPS電源

　　在市電正常供電時(shí)，市電通過(guò)交流旁路通道經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)直接向負(fù)載提供電源，UPS電源內(nèi)的逆變器處于停止工作狀態(tài)，這時(shí)的UPS電源實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一臺(tái)性能單一的市電穩(wěn)壓器。它除了對(duì)市電電壓的幅度波動(dòng)有所改善外，對(duì)電壓的頻率不穩(wěn)、波形畸變以及從電網(wǎng)侵入的*等不良影響基本上沒(méi)有任何改善。只有當(dāng)市電供電中斷或低于170伏時(shí)，蓄電池才立刻對(duì)逆變器供電，向負(fù)載提供穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的方波交流電源。

2、在線式UPS電源

　　在市電正常供電時(shí)，它首先將市電交流電源經(jīng)整流變成直流電源，然后進(jìn)行脈寬調(diào)制、濾波、并將直流電源經(jīng)逆變器重新轉(zhuǎn)換成正弦波交流電源向負(fù)載供電，一旦市電中斷，立即改由蓄電池提供的直流經(jīng)逆變器、電脈寬調(diào)制、濾波，向負(fù)載提供正弦波交流電源。石家莊ups

　　因此，對(duì)在線式UPS而言，在正常情況下，無(wú)論有無(wú)市電，它都是由UPS電源的逆變器對(duì)負(fù)載供電，這樣就避免了所有由市電電網(wǎng)電壓波動(dòng)及*而帶來(lái)的影響。

　　顯而易見(jiàn)，在線式UPS電源的供電質(zhì)量明顯優(yōu)于后備式UPS電源，因?yàn)樗�可以�?shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的穩(wěn)頻、穩(wěn)壓供電。而且在由市電轉(zhuǎn)換到蓄電池供電時(shí)，其轉(zhuǎn)換時(shí)間基本為零，真正給用戶提供高質(zhì)量穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的純凈正弦波電源，從而提供符合安防監(jiān)控系統(tǒng)需要的電源保護(hù)。

　　在線互動(dòng)式UPS電源結(jié)合了后備式UPS和在線式UPS的許多優(yōu)點(diǎn)，也是一種很不錯(cuò)的變換形式，但是由于它使用的是工頻變壓器，有笨重、體積大的問(wèn)題存在。

監(jiān)控ups電源網(wǎng)絡(luò)ups電源2000VA/1600W電壓72VDC應(yīng)用場(chǎng)景:

　　中小型服務(wù)器及工作站、交換機(jī)和監(jiān)控設(shè)備

　　ATM柜員機(jī)、自動(dòng)售票機(jī)、電力及鐵路信號(hào)系統(tǒng)、SCADA 系統(tǒng)

　　辦公電腦、打印機(jī)、掃描儀、POS 機(jī)等設(shè)備

二、如何配置監(jiān)控ups電源網(wǎng)絡(luò)ups電源2000VA/1600W系統(tǒng)中UPS電源

　　UPS是伴隨計(jì)算機(jī)的誕生而出現(xiàn)后備電源。在安防監(jiān)控系統(tǒng)中越來(lái)越多應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，因此對(duì)電力供電質(zhì)量提出越來(lái)越高的要求。UPS不但可全面改善供電質(zhì)量，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)乃至網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)全面保護(hù)，還可保證市電斷電和被人為壞了的特殊情況下，繼續(xù)正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)。由于安防監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)供電要求較高，所以一般會(huì)選擇在線式(正弦波，市電要求)UPS電源。

　　給安防監(jiān)控系統(tǒng)配備UPS電源時(shí)，首先應(yīng)估算整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的用電功率，安全系數(shù)一般取1.2-1.5為宜，為供電系統(tǒng)留有充分的冗余量。其次根據(jù)系統(tǒng)要求延時(shí)供電時(shí)間，計(jì)算配置電池組。后，還應(yīng)注意使用環(huán)境，防潮通風(fēng)，注重降溫，延長(zhǎng)平均無(wú)故障工作時(shí)間，提高系統(tǒng)的可靠性。UPS電源應(yīng)設(shè)置在監(jiān)控室，實(shí)行統(tǒng)一管理。當(dāng)市電不正常時(shí)能及時(shí)為系統(tǒng)設(shè)備提供不間斷電力供應(yīng)，確保系統(tǒng)工作正常。

　　5 鈦酸鋰電池的安全性

　　鈦酸鋰電池是鋰離子電池家族中安全的一種電池,其優(yōu)點(diǎn)重要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

　�、匍L(zhǎng)壽命。鈦酸鋰單體電芯的循環(huán)壽命長(zhǎng)達(dá)2.5萬(wàn)次以上,圖9和圖10分別給出了鈦酸鋰電池高溫循環(huán)壽命測(cè)試曲線和室溫循環(huán)壽命測(cè)試曲線;

　�、谑褂冒踩�。鈦酸鋰電池在短路、過(guò)充、過(guò)放、擠壓、針刺、跌落、高溫沖擊、加熱的條件下是非常安全的,圖11是鈦酸鋰電池在針刺、高溫沖擊、過(guò)充、過(guò)放、短路、擠壓試驗(yàn)時(shí)的場(chǎng)景;

　�、劭纱箅娏骺焖俪浞烹�;

　　④耐高溫性能優(yōu)越,鈦酸鋰電池在-40～+60℃溫度下仍然能夠正常工作,圖12給出了鈦酸鋰電池的低溫充放電曲線;

　�、轃o(wú)記憶效應(yīng);

　　⑥綠色環(huán)保。

　　鈦酸鋰電池充電時(shí),可分為恒流充電和恒壓充電兩個(gè)過(guò)程。首先是恒流充電,電流一般采用0.2C10,必要時(shí)可以采用6C10充電,當(dāng)電池組電壓達(dá)到充電限制電壓時(shí),改為恒壓充電。所以,鈦酸鋰電池和開(kāi)關(guān)電源配合使用,其充電過(guò)程將變得較為簡(jiǎn)單,只需將電池組浮充電壓和均充電壓調(diào)整一樣即可。

　　鈦酸鋰電池放電時(shí),電池放電電壓非常平穩(wěn),一般在2.3V左右,放電后期(重要指剩余5%容量左右)的電壓變化較快,放電的截止電壓可以為1.5V。

6 鈦酸鋰電池組的管理系統(tǒng)

　　電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem,BMS)由監(jiān)測(cè)、保護(hù)電路、電氣、通訊接口、熱管理和電池組反接保護(hù)裝置等組成,是電池保護(hù)和管理的核心組成部分,不僅要保證電池安全可靠的使用,而且要充分發(fā)揮電池的性能和延長(zhǎng)使用壽命,作為通信用的后備能源,BMS在開(kāi)關(guān)電源和電池之間起到一個(gè)重要橋梁作用。對(duì)BMS的要求必須符合通信電源供電系統(tǒng)的要求,所以BMS的安全管理模式對(duì)電池的安全性至關(guān)重要。BMS重要包括數(shù)據(jù)采集單元、計(jì)算以及控制單元、均衡單元、控制執(zhí)行單元和通訊單元等。圖13為BMS示意圖。

(1)BMS的基本作用

　�、俦O(jiān)測(cè)單體電池的工作狀況,例如檢測(cè)每個(gè)單體電池的電壓、充放電電流、電池組的環(huán)境溫度等。

　　②保護(hù)電池,避免在可以的端的條件下發(fā)生電池壽命縮短和電池?fù)p壞。

(2)BMS的重要功能

①過(guò)壓保護(hù)

　　當(dāng)單體電池充電電壓超過(guò)允許值時(shí),立即停止充電,斷開(kāi)充電單元設(shè)備與電池組的連接;

②過(guò)放(欠壓)報(bào)警

　　當(dāng)單體電池放電電壓低于警告值時(shí),發(fā)出報(bào)警提示;

③過(guò)放保護(hù)

　　當(dāng)單體電池放電電壓低于保護(hù)值時(shí),立即停止放電,斷開(kāi)用電設(shè)備與電池組的連接,并伴有報(bào)警提示;

④過(guò)流報(bào)警

　　當(dāng)電池組輸入或者輸出的電流超過(guò)警告值時(shí),發(fā)出報(bào)警提示;

⑤短路保護(hù)

　　當(dāng)電池組發(fā)生短路時(shí),立即停止放電,斷開(kāi)用電設(shè)備與電池組的連接,并伴有報(bào)警提示;

⑥過(guò)溫報(bào)警

　　當(dāng)電池溫度或環(huán)境溫度超過(guò)警告值時(shí),發(fā)出報(bào)警提示;

⑦過(guò)溫保護(hù)

　　當(dāng)檢測(cè)到環(huán)境溫度或電池組內(nèi)部溫度超過(guò)保護(hù)值時(shí),立即斷開(kāi)充電或者用電設(shè)備與電池組的連接,并伴有報(bào)警提示。當(dāng)環(huán)境溫度或電池組內(nèi)部溫度恢復(fù)到允許值后,可通過(guò)手動(dòng)恢復(fù)或自動(dòng)恢復(fù)對(duì)電池管理的功能,但不影響電池放電功能;

⑧估測(cè)電池組SOC

　　SOC(StateOfCharge,電池的荷電狀態(tài))即電池剩余電量。維持SOC在合理的范圍內(nèi),防止由于過(guò)充或者過(guò)放對(duì)電池的損傷,隨時(shí)預(yù)報(bào)電池的剩余容量;

⑨對(duì)電池組中的單體電池進(jìn)行主動(dòng)均衡

　　由于鈦酸鋰電池制造工藝復(fù)雜及鋰離子的相對(duì)活躍性,所以電池組中單體電池電壓隨著充放電次數(shù)的變化存在不一致的現(xiàn)象。對(duì)電池組中的單體電池進(jìn)行均衡充電,使電池組中單體電池都達(dá)到均衡一致的狀態(tài),可以有效地延長(zhǎng)電池組的使用壽命,大大地提高電池組的工作效率。

⑩并口通訊

　　提供與電源監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊的接口,傳輸和顯示電池組狀態(tài)、報(bào)警、SOC、SOH(StateOfHealth,電池的健康狀況)等信息,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理干預(yù)。

7 鈦酸鋰電池組的安裝和容量實(shí)驗(yàn)

　　鈦酸鋰電池在出廠時(shí)有60%左右的荷電量,所以,安裝初始時(shí)應(yīng)該對(duì)電池組進(jìn)行補(bǔ)充電。并且,由于單體電池自放電大小的差異,可能會(huì)使各電池的端電壓出現(xiàn)不均衡,所以鈦酸鋰電池組安裝前必須測(cè)量開(kāi)路電壓,開(kāi)路電壓差一般要求小于50mV,并做可以電池測(cè)試紀(jì)錄。

　　用假負(fù)載可以對(duì)電池組按1C10、2.5C10和5.5C10率進(jìn)行的容量試驗(yàn),此試驗(yàn)需要接入BMS,放電過(guò)程中必須嚴(yán)格檢測(cè)電池單體電壓,利用BMS對(duì)電池的總電壓、放電電流、電池單體電壓進(jìn)行測(cè)量和紀(jì)錄,電池在放電后期利用BMS密切關(guān)注單體電壓低的電池,若有一只電池端電壓到1.5V,自動(dòng)停止放電,在25±2℃的情況下,計(jì)算出實(shí)際電池放出的容量與電池額定容量是否基本一致,若基本一致證明電池放電容量合格。若放電到終止電壓時(shí),電池組放出的容量與額定容量的差別大于5%,說(shuō)明電池組的出廠容量可能存在問(wèn)題,應(yīng)及時(shí)聯(lián)系相關(guān)廠家處理或更換。

　　例如,某通信基站使用48V/300Ah鈦酸鋰電池(實(shí)物圖見(jiàn)圖14),每組電池由22只300Ah的電池模塊串聯(lián)組成,其中300Ah的電池是由10個(gè)單電芯容量為30Ah的電芯并聯(lián)組成,22節(jié)300Ah的電池模塊分別有2個(gè)6串和2個(gè)5串模組串聯(lián)組成一個(gè)48V/300AH的電池組,整組電池由BMS系統(tǒng)控制,由一個(gè)BCMS(BatteryClusterManagementSystem,主控電池管理系統(tǒng))負(fù)責(zé)管理一個(gè)電池組中的全部BMU(BatteryManagementUnit,電池組管理單元),同時(shí)具備電池組的電流采集,總電壓采集,漏電檢測(cè)功能,并在電池組狀態(tài)發(fā)生異常時(shí)驅(qū)動(dòng)斷開(kāi)高壓功率接觸器,使電池組退出運(yùn)行,保障電池使用安全。兩個(gè)BMU,每個(gè)BMU負(fù)責(zé)管理12串單體電池模塊。具有電池電壓采集,多點(diǎn)溫度采集,各種保護(hù)和電池組均衡控制等功能。鈦酸鋰電池配組示意圖和BMS接線如圖15所示。

監(jiān)控ups電源網(wǎng)絡(luò)ups電源2000VA/1600W

　　安防監(jiān)控系統(tǒng)中為什么要用UPS電源首先,來(lái)說(shuō)說(shuō)安防監(jiān)控系統(tǒng)中為什么要用監(jiān)控ups電源網(wǎng)絡(luò)ups電源2000VA/1600W電壓72VDC。市電供電過(guò)程中偶爾會(huì)出現(xiàn)瞬態(tài)尖峰、電源浪涌、高壓脈沖造成服務(wù)器、路由器、磁盤陣列等設(shè)備硬件損壞。