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工頻UPS電源是UPS行業(yè)里長(zhǎng)期存在的一款電源，廣泛用于通信行業(yè)計(jì)費(fèi)中心、通信基站、銀行營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、ATM自動(dòng)取款機(jī)及證券、交通、電力、工業(yè)等各行業(yè)網(wǎng)絡(luò)辦公環(huán)境。相比于其他種類的UPS電源，工頻UPS電源具有很多優(yōu)越性。

一、工頻UPS工作原理存在的優(yōu)越性

1.工頻UPS用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)確保測(cè)量數(shù)據(jù)快速、靈活，從而產(chǎn)生快速的控制變量，確保對(duì)充電器及逆變的實(shí)時(shí)控制。

2.工頻UPS比高頻UPS具有更強(qiáng)大的短路保護(hù)能力及更強(qiáng)大的過(guò)載能力。

3.由于中國(guó)市電環(huán)境的極不穩(wěn)定和易受到一些外部情況的干擾，所以對(duì)短路能力及過(guò)載能力的要求也更高。采用工頻UPS，將極大地提高負(fù)載設(shè)備的安全性與穩(wěn)定性。

二、工頻UPS硬件配置存在的優(yōu)越性

1．從技術(shù)上，工頻UPS比高頻UPS多增加了輸入和輸出變壓器

(1).工頻UPS獨(dú)有標(biāo)配的輸入/輸出變壓器，使電流隔離免受輸入干擾。在工業(yè)環(huán)境中，有些外部設(shè)備是大的干擾輸入，如泵、發(fā)動(dòng)機(jī)等等。這些干擾容易造成電流波動(dòng)，影響負(fù)載的安全，因此，電流隔離對(duì)于這領(lǐng)域尤為重要。

(2).高頻UPS為了降低產(chǎn)品成本則不含這些組件，相應(yīng)的電流穩(wěn)定性就不如工頻UPS。

UPS系統(tǒng)用蓄電池的發(fā)展概況

早期的UPS系統(tǒng)是為了應(yīng)急照明，安全防范的。隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，UPS也成為計(jì)算機(jī)、通訊、電力控制等的應(yīng)急電源。比原來(lái)意義上的UPS更擴(kuò)展了。

原始的UPS系統(tǒng)，是采用機(jī)械儲(chǔ)能式的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)上帶一個(gè)數(shù)噸的大飛輪。當(dāng)市電停電后，該發(fā)電機(jī)可以維持正常工作數(shù)秒鐘。

現(xiàn)代UPS系統(tǒng)工作需逆變器的配套，所以隨著逆變器水平的提高，UPS系統(tǒng)應(yīng)用也得到了空前的發(fā)展，從方波到正弦波，從離線到在線，從小功率到大功率，從常規(guī)延時(shí)到長(zhǎng)延時(shí)，（電信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)等 ）從簡(jiǎn)單不停電到智能化操作，由硬件控制發(fā)展到軟件控制，電腦控制，從有線到*控制。隨著UPS系統(tǒng)的發(fā)展與之相配套的儲(chǔ)能系統(tǒng)也由原始的機(jī)械飛輪儲(chǔ)能逐步發(fā)展為蓄電池儲(chǔ)能、超級(jí)電容器儲(chǔ)能等。

1859年由普蘭特發(fā)明了鉛蓄電池，1912年開(kāi)口鉛酸蓄電池開(kāi)始應(yīng)用在應(yīng)急供電系統(tǒng)中（UPS早期的型式），后來(lái)又出現(xiàn)了鉑催化栓的防酸隔爆蓄電池。1899年渥德英發(fā)明了鎘鎳蓄電池，也應(yīng)用在UPS系統(tǒng)中，由于價(jià)格昂貴，逐步被鉛酸蓄電池代替了。1987年鉛酸蓄電池開(kāi)始應(yīng)用在電信行業(yè)的大型UPS系統(tǒng)中。由于現(xiàn)代電信技術(shù)的大發(fā)展對(duì)儲(chǔ)能蓄電池提出了更高的要求，體積小、功率大、免維護(hù)。不允許有酸氣腐蝕設(shè)備。后在上世紀(jì)七十年代末研發(fā)了密封免維護(hù)鉛酸蓄電池。關(guān)于《閥控式》和《免維護(hù)》概念的說(shuō)明：這兩種蓄電池開(kāi)始誕生時(shí)概念混淆，直到現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)外稱閥控式是指具有放氣閥的一種氣密型蓄電池，是貧液用閥控密封，稱為VRLA battery；免維護(hù)是指蓄電池在壽命期內(nèi)不用補(bǔ)水，在這一點(diǎn)上兩者是相同的。而現(xiàn)在說(shuō)免維護(hù)是指另一種液密式蓄電池，***早是美國(guó)DELCO公司開(kāi)發(fā)，稱為富液液密式蓄電池，殼蓋中鑲一個(gè)透氣不透酸過(guò)濾墊。這兩種蓄電池國(guó)內(nèi)外在UPS系統(tǒng)和其他行業(yè)普遍使用。

2.目前UPS系統(tǒng)常用的儲(chǔ)能裝置

1) 堿性鎘鎳蓄電池

堿性蓄電池是以KOH或NaOH的水溶液做為電解質(zhì)的 ，鎘鎳蓄電池是堿性蓄電池，堿性鎘鎳蓄電池相對(duì)于鉛酸蓄電池是長(zhǎng)壽命、高倍率、，可以做到密封。IEC285、IEC623標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定循環(huán)壽命500~1000次可以工作5~10年，高低溫性能好，高倍率（5~10倍率）放電性能好，除有記憶效應(yīng)，制造工藝復(fù)雜，組成鎘鎳蓄電池的材料昂貴短缺外，其它各方面都優(yōu)于鉛酸蓄電池，其價(jià)格是鉛蓄電池的幾十倍，單體電壓低（1.25V）。一般UPS系統(tǒng)不宜選用鎘鎳蓄電池，尤其是大功率UPS系統(tǒng)用鎘鎳蓄電池造價(jià)非?？捎^。

 2） 閥控式密封鉛酸蓄電池       

組成閥控鉛酸蓄電池材料資源豐富，價(jià)格便宜，單體電壓高（2V），經(jīng)過(guò)閥控達(dá)到密封，現(xiàn)在工藝都很成熟，大電流高倍率放電性能基本滿足UPS系統(tǒng)工作要求，工作其間對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染，價(jià)格相對(duì)鎘鎳蓄電池便宜很多，尤其適用于大功率UPS系統(tǒng)。是目前UPS系統(tǒng)的蓄電池。

3） 膠體密封鉛酸蓄電池

膠體閥控鉛酸蓄電池與閥控式密封鉛酸蓄電池，其工作原理基本相同，但兩種體系給正極析出的氧氣到達(dá)負(fù)極提供的通道是不同的，因而結(jié)構(gòu)工藝不相同。膠體蓄電池的電解液比重1.26~1.35g/m3，不同用途的蓄電池其電解液比重是不一樣的。膠體鉛蓄電池適用在動(dòng)力型壽命較短要求的場(chǎng)合，雖然膠體密封鉛酸電池內(nèi)阻比閥控式略高一些，但其放電容量、大電流放電性能仍不亞于閥控式電池。膠體閥控鉛酸蓄電池在使用壽命克服熱失控電液分層，都優(yōu)于閥控式密封鉛酸蓄電池。閥控式密封鉛酸蓄電池的氧氣復(fù)合效率比膠體閥控鉛酸蓄電池高，能作到免維護(hù)。膠體閥控鉛酸蓄電池工藝較復(fù)雜避免不了放酸氣，成本較高，單體間的電壓平衡性有待提高，膠體閥控鉛酸蓄電池因耗水量小，壽命比閥控式密封鉛酸蓄電池略長(zhǎng)，一般5~10年。但是膠體閥控鉛酸蓄電池工藝各方面都要做到很好的情況下，才能顯示出它的優(yōu)越性。其容量和常規(guī)放電兩者相近。但由膠體閥控鉛酸蓄電池的粘著性，從電化學(xué)動(dòng)力學(xué)的理論分析，高速放電的傳質(zhì)速度是很差的，低溫內(nèi)阻較大，膠體閥控鉛酸蓄電池穩(wěn)定性有待提高，所以做為高倍率需求的UPS系統(tǒng)，閥控式密封鉛酸蓄電池與膠體閥控鉛酸蓄相比各有千秋。

4） 富液免維護(hù)鉛酸蓄電池

富液免維護(hù)鉛酸蓄電池的工作原理除氧氣陰極復(fù)合不如閥控式密封鉛酸蓄電池，其化學(xué)反應(yīng)機(jī)理相同。由于將閥控式密封鉛酸蓄電池的貧液式改為富液式，用PE（polythylene）隔板、富液密封，能克服閥控式密封鉛酸蓄電池貧液體系所產(chǎn)生的熱失控、干涸、內(nèi)阻大等缺點(diǎn)。由于該體系的流動(dòng)性大、低溫內(nèi)阻小，從電化學(xué)動(dòng)力學(xué)的理論分析，高速放電傳質(zhì)速度優(yōu)于上述兩種蓄電池。由于采用過(guò)剩電解液氣體可以自由進(jìn)出，通過(guò)特殊的復(fù)合蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通過(guò)分子篩性質(zhì)的濾氣安全閥，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池的完全密封，永不漏液。由于生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單單體電壓容易實(shí)現(xiàn)一致，電液量高于上述兩種蓄電池1.2倍，使用壽命5~10年。 根據(jù)以上幾點(diǎn)分析和比較能，目前為UPS系統(tǒng)配套閥控式密封鉛酸蓄電池和免維護(hù)鉛酸蓄電池。