松下蓄電池特點(diǎn):
1、長壽命、高容量、優(yōu)越的過放電后的***性；
2、氣密性好、安全性高、可快速充電；
3、防漏液的結(jié)構(gòu)、具有免維護(hù)的特性；
4、具有抗過充電、抗過放電、耐振動(dòng)、耐沖擊的特點(diǎn)，
5、可任意位置放置，便于保護(hù)和使用；
6、能量密度的提高，實(shí)現(xiàn)了電池的小型化，輕量化；
松下電池能滿足客戶需要，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域
松下蓄電池產(chǎn)品規(guī)格部分參數(shù)如下:
  
型號(hào) 電壓 容量 外形尺寸（mm） 總重約(KG) 端子型號(hào) 
20小時(shí)率 長(L） 寬（W） 高(H) 總高(TH) 
LC-R127R2 12 7.2 151 64.5 94 100 2.47 187,250M 
LC-RA127R2 12 7.2 151 64.5 94 100 2.36 187,250M 
LC-RD1217 12 17 181 76 167 167 6.5 L,BOLT 
LC-P1224ST 12 24 165 125 175 179.5/175 9.0 L,BOLT 
LC-P1238ST 12 38 197 165 175 180/175 13.0 L,BOLT 
LC-P1265ST 12 65 350 166 175 175 19.0 L 
LC-P12100ST 12 100 407 173 210 236 29.0 L 
LC-P12120ST 12 120 409 174 210 236

近幾年來,廣電行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施以及環(huán)境建設(shè)都取得了很大的成績,但是從***的角度來講,還是有很多可以優(yōu)化和改善的地方。廣電行業(yè)新的技術(shù)模式和業(yè)務(wù)模式對(duì)一切業(yè)務(wù)和應(yīng)用的基礎(chǔ)——電源系統(tǒng)建設(shè)提出了更多要求和新的挑戰(zhàn)。

　　IDC或MDC以及民航空管部門等重要負(fù)載對(duì)供電系統(tǒng)的要求需要達(dá)到“6個(gè)9”,即99.9999%,這些重要用戶一年內(nèi)所能承受的停電時(shí)間不能大于31.8s(見表1),即每天的停電不得多于0.09s,否則將給這些重要負(fù)載帶來不可估量的損失,而廣播系統(tǒng)的要求更高。為此,需要分析供電系統(tǒng)不同方案的優(yōu)缺點(diǎn),采用適合用戶使用的***佳方案,除了確保高可用性外,還使系統(tǒng)在線擴(kuò)容成為可能,并可以升級(jí)。

　　對(duì)于供電系統(tǒng)的建設(shè),一般情況下可分為7個(gè)子系統(tǒng)來建設(shè):即高壓配電系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、低壓切換系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)、機(jī)房防雷和接地系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)等。這些子系統(tǒng)既相互***,又相互關(guān)聯(lián)。需要根據(jù)系統(tǒng)整體的要求來進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)。

　　1 系統(tǒng)可靠性的基本知識(shí)

　　系統(tǒng)可用性A(t)的定義為:電子系統(tǒng)在使用過程中(尤其在不間斷連續(xù)使用的條件下),可以正常使用的時(shí)間與總時(shí)間之比。系統(tǒng)可用性可用平均無故障時(shí)間MTBF(是設(shè)備失效率λ的倒數(shù))和平均維修時(shí)間MTTR表示,即:

　　由式(1)可以看出,要提高系統(tǒng)的可用性,***根本的兩項(xiàng)措施是提高設(shè)備的可靠性和降低系統(tǒng)故障修復(fù)時(shí)間。

　　要提高設(shè)備的可靠性,通常的做法是:采用***的主電路結(jié)構(gòu)和控制技術(shù),對(duì)整機(jī)做專門的可靠性設(shè)計(jì),包括控制電路的可靠性設(shè)計(jì)、功率電路和功率器件的可靠性設(shè)計(jì)、提高功率器件的規(guī)格和檔次并降容使用、熱可靠性設(shè)計(jì)、耐環(huán)境可靠性設(shè)計(jì)、電磁兼容可靠性設(shè)計(jì)、安全性可靠性設(shè)計(jì)、嚴(yán)格生產(chǎn)工藝、加強(qiáng)質(zhì)量管理等。

　　根據(jù)數(shù)學(xué)家Erich Pieruschka對(duì)串聯(lián)系統(tǒng)的分析得出了有關(guān)產(chǎn)品可靠度的Lusser定律,其表述形式是

　　RS=R1×R2×R3×……Rn (2)

　　也就是說,一個(gè)串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度即是該系統(tǒng)所連接的子系統(tǒng)的可靠度之乘積。因此,系統(tǒng)的可靠度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其中任何子系統(tǒng)的可靠度。

　　但是,組成UPS主機(jī)的上千個(gè)元器件和幾千個(gè)接點(diǎn),在可靠性模型圖上是串聯(lián)的,整個(gè)系統(tǒng)的可用性是這些器件和接點(diǎn)可靠度的乘積,所以以上措施對(duì)提高設(shè)備的可靠性雖然是有效的,但效果是有限的。

　　另外,整個(gè)供電系統(tǒng)除了UPS以外,還有高壓配電系統(tǒng)、低壓切換系統(tǒng)、柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)等,它們也是串聯(lián)的系統(tǒng)。

　　基于以上分析,供電系統(tǒng)的架構(gòu)從UPS單機(jī)系統(tǒng)發(fā)展到UPS冗余并機(jī)系統(tǒng),一直到***新的雙總線雙電源系統(tǒng)。

　　2 配電系統(tǒng)和低壓切換系統(tǒng)及柴油發(fā)電機(jī)

　　組的可靠性

　　由于廣電系統(tǒng)的重要性,目前基本上都采用了雙路市電供電模式,并且有的配備了柴油發(fā)電機(jī)組。

　　雙路供電系統(tǒng)及變壓器***好放置在不同的房間進(jìn)行物理隔離,以免相互影響。高壓母線有互聯(lián)開關(guān),防止一路市電停電對(duì)后續(xù)負(fù)載的影響。

　　對(duì)于單機(jī)UPS系統(tǒng),市電及油機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。ATS1的可靠性模型如圖2所示。

　　根據(jù)試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),ATS的可用性At=0.99999,柴油發(fā)電機(jī)的可用性Ay=0.999,市電(在電網(wǎng)環(huán)境較好的地區(qū))的可用性Ai=0.999,則雙路市電通過ATS1后的可用性為

　　Ad=1-(1-Ai×At)2=0.99999897992

　　市電和油機(jī)通過ATS2后的可用性為

　　As=1-(1-Ad×At)×(1-Ay×At)

　　=0.99999998887

　　可用性已經(jīng)達(dá)到7個(gè)9以上,基本滿足系統(tǒng)的可靠性要求。

　　3 UPS 系統(tǒng)的可靠性分析

　　假定UPS單機(jī)的MTBF=1×105h,平均維護(hù)時(shí)間MTTR=8h,則UPS系統(tǒng)可用性的計(jì)算結(jié)果為Au=0.9999,不能滿足廣播系統(tǒng)的可靠性要求。為了提高UPS系統(tǒng)的可用性,目前一般采用冗余并聯(lián) 的方法。圖3所示為“1+1”UPS雙機(jī)冗余并聯(lián)的供電系統(tǒng)。UPS并聯(lián)的可靠性模型如圖4所示。

　　假設(shè)UPS輸入部分采用前面分析的雙路市電和油機(jī)的切換方案,即UPS輸入端電源的可用性為AS=0.99999998887,則UPS并機(jī)輸出的可用性為

　　Ab=1-(1-AS×Au)2 =0.99999999989977

　　可以看出,其可用性達(dá)到了9個(gè)9,完全可以滿足要求。

　　這里為了簡化,認(rèn)為兩臺(tái)UPS的可用性是一樣的,冗余并聯(lián)后也沒有變化。實(shí)際上,兩臺(tái)UPS并聯(lián),增加了并機(jī)卡等信號(hào)互聯(lián)電路,兩臺(tái)UPS之間也互相影響,可用性則比上述模擬數(shù)據(jù)要低。

　　有時(shí)為了滿足大功率負(fù)載的要求,需要采用“N+1”增容冗余并聯(lián)的系統(tǒng)來增加UPS系統(tǒng)的輸出容量及可靠性,多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性如表2所示。

　　從表中可以得出下列結(jié)論:

　　(1)UPS并機(jī)系統(tǒng)能顯著提高單機(jī)的平均無故障時(shí)間,也就是提高其可靠性。

　　(2)當(dāng)并機(jī)臺(tái)數(shù)增加時(shí),雖然提高了UPS系統(tǒng)的利用率,但也降低了并機(jī)系統(tǒng)的可靠性。

 節(jié)能型雷達(dá)站供電系統(tǒng)設(shè)備的選型方法

　　(1) UPS的穩(wěn)態(tài)功率和瞬態(tài)功率

　　傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是:依靠預(yù)留穩(wěn)態(tài)功率來啟動(dòng)負(fù)載。如采用5倍或以上的負(fù)載穩(wěn)態(tài)功耗作為UPS額定功率。雖然這樣可行,但卻造成UPS長期工作在低負(fù)載率(本例負(fù)載率僅20%)的高耗狀態(tài)下運(yùn)行。這也是傳統(tǒng)雷達(dá)站供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)上不節(jié)能的原因之一。

　　根據(jù)上述負(fù)載分析,由于負(fù)載從啟動(dòng)到正常運(yùn)行,存在穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)兩過程,即負(fù)載功耗不是穩(wěn)態(tài)恒定的,因此,應(yīng)充分利用UPS的穩(wěn)態(tài)功率和瞬態(tài)過載能力特性,并尋求平衡點(diǎn),以滿足負(fù)載需求:

　　①UPS標(biāo)稱功率(穩(wěn)態(tài)功率)應(yīng)在滿足負(fù)載需求的基礎(chǔ)上盡可能低。

　　需要指出的是雷達(dá)站為***系統(tǒng),系統(tǒng)建成后,基本為雷達(dá)站專用,***有功率擴(kuò)容的情況。因此,系統(tǒng)建設(shè)時(shí)適度預(yù)留功率即可,不宜增大預(yù)留功率儲(chǔ)備。

　　UPS的效率與帶載率(負(fù)載穩(wěn)態(tài)功耗與UPS標(biāo)稱功率比值)成正比。帶載率80%的UPS比帶載率10%的UPS效率高。因此,UPS的額定功率“夠用”即可,不要預(yù)留太大的功率儲(chǔ)備,如將負(fù)載率控制在40%～80%之間,對(duì)于2kA的穩(wěn)態(tài)負(fù)載,UPS額定功率可為5kVA或更低。

　　UPS的額定功率與瞬態(tài)過載能力成正比,過低的額定功率配置有利于提高負(fù)載率,卻不能提供足夠的瞬態(tài)過載能力,以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力負(fù)載的起動(dòng)。所以UPS的額定功率需要在考慮瞬態(tài)過載能力的同時(shí)尋求平衡點(diǎn)。

　　②應(yīng)充分利用UPS瞬態(tài)過載特性來啟動(dòng)負(fù)載,而不是依靠UPS穩(wěn)態(tài)功率特性。

　　正確的做法是：充分選用UPS瞬態(tài)過載能力來啟動(dòng)負(fù)載，而不是預(yù)留穩(wěn)態(tài)功率來啟動(dòng)負(fù)載。如某品牌5kVA UPS功率模塊瞬態(tài)工作能力如表3所示。

　　對(duì)該5kVA模塊的實(shí)測發(fā)現(xiàn),該模塊125%～150%負(fù)載率時(shí)的瞬態(tài)過載能力可達(dá)到 6.25～7.5kVA/min,完全可以滿足雷達(dá)電動(dòng)機(jī)功率為6.0kVA/<1s的起動(dòng)要求。

　　由于目前市面三進(jìn)三出UPS***小功率模塊絕大多數(shù)為10kVA,該UPS***小模塊單元為5kVA。一方面完全可以滿足2kVA的穩(wěn)態(tài)負(fù)載功率需求,但是依靠傳統(tǒng)穩(wěn)態(tài)選型方法,5kVA是無法滿足雷達(dá)電動(dòng)機(jī)6.0kVA<1s的瞬態(tài)起動(dòng)需求的。同樣穩(wěn)態(tài)選型方法將會(huì)放棄該模塊,而另外選擇更大功率模塊,比如10kVA功率模塊。經(jīng)過分析及實(shí)測表明,利用該UPS瞬態(tài)過載特性來啟動(dòng)負(fù)載是完全可行的。

　　(2) 選用低負(fù)載率下***的UPS及ECO模式

　　當(dāng)前市場上絕大多數(shù)UPS標(biāo)稱的效率指標(biāo)為UPS滿載效率,即《CSCG1604-2006不間斷電源節(jié)能產(chǎn)品認(rèn)證實(shí)施規(guī)則》所描述的“在額定輸入電壓、額定輸出功率、電池?cái)嚅_的條件下,UPS輸出端的功率與輸入端的功率之比” 。

　　UPS的滿載雙變換在線運(yùn)行效率通常都能達(dá)到90%以上。但事實(shí)上,有如下幾種因素影響到UPS的實(shí)際運(yùn)行效率:

　?、俸苌儆杏脩魧PS工作在滿載條件下。比如上述例子中,為了應(yīng)對(duì)動(dòng)力負(fù)載瞬態(tài)起動(dòng),必須選用至少5kVA額定功率的UPS。而2kVA的穩(wěn)態(tài)負(fù)載相對(duì)于5kVA的功率模塊,負(fù)載率為40%,顯然UPS可能無法實(shí)現(xiàn)80%以上的高載***運(yùn)行;

　?、赨PS除了工作在雙變換模式下,也經(jīng)常因?yàn)槭须娡ｋ姸ぷ髟陔姵啬孀兡Ｊ较?

　　③UPS在ECO(經(jīng)濟(jì)模式)下也存在效率問題。

　　因此,節(jié)能型UPS在設(shè)計(jì)時(shí)需要在多個(gè)方面考慮運(yùn)行效率:不僅在高負(fù)載率實(shí)現(xiàn)***率,在低負(fù)載率時(shí),也能實(shí)現(xiàn)在線雙變換、電池逆變模式、ECO模式的***運(yùn)行。只有這樣,才能保證UPS接入雷達(dá)站混合負(fù)載后有足夠高的效率,以進(jìn)一步優(yōu)化供電系統(tǒng)效率。

　　由于很少有UPS提供低負(fù)載率下的效率指標(biāo),因此需要對(duì)所選擇的UPS進(jìn)行必要的測試。

　　某***UPS在1kW低負(fù)載率下的實(shí)測效率指標(biāo)(見表4):該UPS在額定情況下的滿載效率≥92%，在1kW低負(fù)載率下，不同工作模式的實(shí)測效率可高達(dá)80%以上。而有許多UPS由于設(shè)計(jì)上的原因，負(fù)載率在20%以下時(shí)，效率已經(jīng)≤50%甚至更低。

　　為了進(jìn)一步提***率,可將UPS運(yùn)行在ECO 模式下:ECO模式相比雙變換模式,能提高整機(jī)效率3%～10%。雖然節(jié)能幅度不大,但是在不影響電源系統(tǒng)及負(fù)載正常運(yùn)行的前提下進(jìn)行。

　　需要注意的問題是由于ECO模式在市電中斷后,將由電池逆變供電,或者在市電***后,由電池逆變供電***到ECO模式,這兩個(gè)動(dòng)作的期間存在切換時(shí)間,對(duì)于開關(guān)電源設(shè)備,市電中斷時(shí)間小于10ms不會(huì)影響設(shè)備正常運(yùn)行。因此ECO模式與電池模式間的切換時(shí)間要求<10ms。

　　某款“三進(jìn)三出”UPS在ECO模式切換時(shí)間如圖5所示。從圖中可以讀出,切換時(shí)間toff≈4ms。

　　(3)選用具備輸入***啟動(dòng)的UPS

　　由于有的雷達(dá)站市電停電時(shí)間較長,在市電停電后,需要發(fā)電機(jī)為UPS供電的同時(shí),也為空調(diào)供電。而空調(diào)也是典型的動(dòng)力負(fù)載之一,瞬間啟動(dòng)的功耗是穩(wěn)態(tài)功耗的數(shù)倍,為了避免發(fā)電機(jī)同時(shí)為UPS和空調(diào)帶載而造成過載,需要設(shè)法將空調(diào)和UPS接入發(fā)電機(jī)的時(shí)間錯(cuò)開。