DAHUA大華蓄電池DHB12550 12V55AH/20HR

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1,、什么是電容器?
電容器是一款相當(dāng)簡單的電子設(shè)備,，可以存儲和釋放電能。這些設(shè)備可以像頂針一樣小,，也可以像聽裝蘇打水罐一樣大——取決于其預(yù)計消化的電壓量(即：它們的額定容量),。
電容器通常包裹在鋁或鍍鉻的圓柱體中，包含一對導(dǎo)電表面(通常是金屬板或電極),，它們被稱為電介質(zhì)的第三元件隔開并絕緣,。
為什么這很重要?除了鋁板的表面積之外，介電層的厚度決定了整個電容——也就是說,，該電容器具體可以存儲或管理多少電荷,。超薄氧化層具有顯著的絕緣特性,，這使得制造非常小的電容器來處理非常高的工作負(fù)載成為了可能。
2,、交流和直流電容器分別能夠做些什么?
直流電容器在UPS應(yīng)用中的主要用途是平滑電壓波動——這個過程也被稱為“電源電壓濾波”,。如果輸入的電壓發(fā)生變化，電容會減小電壓變化,，消除峰值并填充峰谷,，進(jìn)而幫助保持恒定的電壓水平。
交流電容器與直流電容器具有很多相同的特性,，因?yàn)樗鼈兙哂锌深A(yù)期的有限服務(wù)期限,，故而應(yīng)該被視為易腐商品。交流電容器主要存在于UPS的輸入和輸出濾波器部分,。它們消除了輸入瞬態(tài)并減少UPS輸入端的諧波失真,，更重要的是：它們直接連接到關(guān)鍵工作負(fù)載的輸出端，并有助于控制UPS輸出電壓的波形形狀,。
3,、典型的UPS設(shè)備中有多少電容器?
UPS內(nèi)部的電容器的具體庫存數(shù)量會根據(jù)所要完成的工作(即設(shè)備的kVA額定值)的不同而變化很大。從這個角度來看,，典型的個人電腦包含了大約50個電容器;而一款750千伏安三相的UPS設(shè)備則可能有數(shù)百個電容器,。即使是小的UPS設(shè)備，也需要使用數(shù)十個電容器,。
4,、制造商們是否使用了專有電容器設(shè)計?
當(dāng)前市場上的電容器產(chǎn)品是由各種供應(yīng)商根據(jù)行業(yè)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)制造的。而有可能的情況是：無論您企業(yè)是在哪里采購的UPS設(shè)備,，其都包含了來自同一家主要的國內(nèi)或供應(yīng)商的電容器產(chǎn)品,。
5、在正常使用情況下,，電容器是否會隨時間的推移而降級?
的確,，就像電池一樣，在正常設(shè)計和制造時,，濕的電容器在正常額定電壓下工作時,，其基本特性會隨著時間的推移而發(fā)生非常緩慢的變化。但是,，電容器內(nèi)部的紙張,、鋁箔和電解液則發(fā)生的是正常的故障。隨著這些材料逐漸老化,，并開始其物理和化學(xué)的降解,，它們會失去電容。終,，電容器將無法再執(zhí)行其工作,。而不利的操作條件,，如過大的電流和熱量可能會加速電容器的損耗。
圖1,、有明顯可見證據(jù)的故障失效電容器,。請注意：電容器也可能會在沒有任何明顯的跡象的情況下,，出現(xiàn)故障失效,。
6、電容器的正常運(yùn)行通常能夠持續(xù)多久?
電容器的理論運(yùn)行壽命是由額定電壓,、施加電壓,、通過電容器的電流、環(huán)境溫度和熱阻一系列因素根據(jù)相應(yīng)的數(shù)學(xué)函數(shù)所計算得出的,。實(shí)際上,，您企業(yè)數(shù)據(jù)中心可以根據(jù)制造商的額定壽命和設(shè)備的工作溫度估算預(yù)期的使用壽命。工作溫度越高,，壽命越短,。
圖2、顯示設(shè)計壽命和平均壽命的曲線
●設(shè)計使用壽命-在設(shè)計階段*的目標(biāo)使用壽命,。
●有效的使用壽命-電容器超過嬰兒死亡期并進(jìn)入自發(fā)故障期的時間段,。在此階段，發(fā)生故障失敗的次數(shù)少于*值,。
●平均使用壽命-在特定的操作環(huán)境溫度下,，UPS應(yīng)用程序中電容器的平均使用壽命。
在超出了制造商所制定的額定使用壽命后的任何時候,，發(fā)生故障肯定都是可能的,。而隨著電容器的逐漸老化，發(fā)生故障的可能性會進(jìn)一步的增加,。
根據(jù)制造商所制定的額定使用壽命,，我們建議企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營管理人員應(yīng)該在您的UPS設(shè)備運(yùn)行滿7年后，安排對于相應(yīng)的UPS的主動力系統(tǒng)所使用的電容器實(shí)施完整的更換,。但是,，較新的UPS通常具有充油直流電容器，該電容器在UPS的整個使用壽命過程中都是額定的,。
當(dāng)電容器發(fā)生故障時,，您可能看不到任何可見的影響，但其他電容器將不得不承擔(dān)其工作負(fù)載,，這反過來會縮短其他剩余電容器的使用壽命,。在很多情況下，電容器故障會觸發(fā)UPS切換到旁路模式,，在此期間,，其不能保護(hù)下游工作負(fù)載,。

下面是我們六年來的測試心得： 
1， 正確理解內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)值,。 
對一個品牌,，一個型號的蓄電池，它的初始內(nèi)阻是一定的,，你可以用電池狀態(tài)測試儀測出初始內(nèi)阻值,，然后用一個不干膠標(biāo)簽貼在電池上。派司德公司的電池狀態(tài)測試儀會根據(jù)電池的使用年限,、荷電狀態(tài)和測試時的溫度,，對這個初始內(nèi)阻值進(jìn)行修正，然后才可以用來作比較,。當(dāng)內(nèi)阻測試值高于初始值40%,可以斷定蓄電池已經(jīng)變壞或很快就要變壞,。實(shí)際上，變壞電池的內(nèi)阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止是40%,，通常都是兩倍以上,。我們在廣東電網(wǎng)公司和廣西電網(wǎng)公司的測試結(jié)果以充分證明了這一點(diǎn)。 
2,，正確理解固有容量,，保有容量和充電狀態(tài)。 
固有容量是蓄電池可以存儲的能量的大極限值,。保有容量是蓄電池在當(dāng)前條件下可以提供的能量值,。荷電狀態(tài)是指蓄電池目前實(shí)際接受的能量有多小。固有容量下降,，蓄電池欠充都會導(dǎo)致,，保有容量的減少。保有容量是我們實(shí)際上真正關(guān)心的值,。保有容量的評估是很復(fù)雜的事,，保有容量實(shí)際上只是個模糊概念，因?yàn)榇蠹以谡務(wù)摫Ｓ腥萘繒r,，一般不提在某一放電率和某一溫度下的保有容量,，但不同放電率下和某一溫度下的保有容量是不同的，不過沒有關(guān)系,，我們可以靠端電壓來粗略的判斷充電狀態(tài),，然后根據(jù)固有容量的變化情況，來計算出常溫下的蓄電池保有容量,。變電站和通訊基站的環(huán)境溫度接近于25°,，平時又在浮充狀態(tài)下，充電狀態(tài)評估值接近于*。注意,。這里我講的是開端電壓,，不是在線測得浮充電壓。 
較之此前的基于變壓器的UPS系統(tǒng),，今天的無變壓器UPS不僅規(guī)格更小,、重量更輕，而且更有效,，更可靠,，進(jìn)而得以能夠更好地限制故障電流。此外,，它們還使企業(yè)組織能夠利用諸如節(jié)能系統(tǒng)和可變模塊管理系統(tǒng)等復(fù)雜功能,，通過降低機(jī)械復(fù)雜性,，降低能耗成本來增強(qiáng)可靠性,。因此，在當(dāng)前北美地區(qū)的企業(yè)數(shù)據(jù)中心市場上,，對于無變壓器UPS設(shè)計的采用較之舊技術(shù)要出多一倍,。
無變壓器UPS技術(shù)簡史
無變壓器UPS設(shè)計早出現(xiàn)在較低的功率水平，大概已經(jīng)有二十多年的歷史了?，F(xiàn)在,，絕大多數(shù)低于300kVA的無變壓器UPS設(shè)計都是無變壓器的，這意味著這類UPS不包含電力線頻率磁性材料(變壓器或電感器),。這種無變壓器設(shè)計趨勢涵蓋更高的功率水平,，因?yàn)殡娏€磁性材料既耗費(fèi)材料又耗費(fèi)人力。另一方面,，所需的高頻功率處理屬于技術(shù)密集型,。總的來說,，這方面技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)足夠成熟,，可以在不犧牲所需可靠性的情況下為企業(yè)客戶提供更高的價值。而一旦達(dá)到這一點(diǎn),，技術(shù)密集型設(shè)計就成為了價值優(yōu)先者,。技術(shù)的進(jìn)步對諸如用于服務(wù)器、存儲設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的切換式電源供應(yīng)器也產(chǎn)生了類似的影響,。
無變壓器UPS：增長勢頭迅猛
在功率達(dá)到30kVA以上,，現(xiàn)在高達(dá)1100kVA的情況下，企業(yè)數(shù)據(jù)中心所面臨的挑戰(zhàn)是：如何在高電壓下快速的切換高電流,，而不會造成高損耗或過高的峰值電壓,。在過去的十年中，大功率IGBT已經(jīng)足夠成熟,，允許企業(yè)數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)10kHz以上的頻率轉(zhuǎn)換,，而不會在這些更高的功率水平下犧牲效率,。此外，在系統(tǒng)效率方面進(jìn)行測量時,，一些創(chuàng)新的控制策略允許進(jìn)一步減少交換機(jī)的損耗,，使無變壓器UPS大大優(yōu)于舊式的UPS。

無變壓器UPS中電感器的終端視圖,。
在無變壓器UPS中,，經(jīng)常使用閉芯設(shè)計。在高電流和低電感的情況下,，通常會產(chǎn)生大的氣隙,。消除除核心中心以外的所有部分，也會導(dǎo)致凈透過率低,，以及低核心材料采購,。將繞組限制為只有兩層，并在磁芯和繞組之間引入空間,，可以直接強(qiáng)制冷卻所有繞組,。在?10KHz及以上時，實(shí)線會遭受過度的擦破和鄰近效應(yīng)損失,。憑借如此的冷卻效果,，只需簡單的絞合線即可，而成本僅僅只是傳統(tǒng)多層絞合線的一小部分,。鐵氧體磁芯產(chǎn)生非常低的損耗,，并避免被繞組加熱。成對使用時,，遠(yuǎn)場可以減少,，同時通過反平行配置定向獲得約15%的有用電感。
無變壓器UPS并不*相同
與基于變壓器的系統(tǒng)相比,，無變壓器UPS具有許多優(yōu)點(diǎn),，但它們并不*相同。當(dāng)選擇一款無變壓器UPS用于其關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用時,，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的決策者們應(yīng)堅持該款無變壓器UPS必須具備以下特點(diǎn)：
1,、體積小，重量輕,。
無變壓器的UPS應(yīng)該比基于變壓器的產(chǎn)品體積小得多,，重量輕，不僅因?yàn)樗鼈儾话恐氐淖儔浩?。UPS還應(yīng)具備小型磁性材料元件(如電感器,、扼流圈和鐵氧體)以及氣流改進(jìn)功能，以盡量減少散熱片的尺寸和重量，并減少冷卻所需的風(fēng)扇數(shù)量,。請注意,，除了節(jié)省空間之外，這些增強(qiáng)的功能也可以提高機(jī)械的可靠性,。
2,、能夠從停止的Y型甚至HRG源操作。
應(yīng)在安裝文檔中明確描述中性點(diǎn)的正確處理方式,。應(yīng)特別注意上游和下游的故障性能,，并且UPS應(yīng)能夠供給給諸如208/120VAC和400/230VAC的4線負(fù)載。
3,、從高效率到傳統(tǒng)操作模式的短暫過渡時間,。
由于在高效率和傳統(tǒng)操作之間轉(zhuǎn)換時不需要磁化輸出變壓器，所以無變壓器UPS應(yīng)該能夠在大約2毫秒內(nèi)完成轉(zhuǎn)換,。大于10毫秒的轉(zhuǎn)換時間可能會對下游靜態(tài)交換機(jī)或受支持的IT設(shè)備本身造成問題,。
帶有小型輕量級濾波電感器的無變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，逆變器和整流器中的高性能IGBT以及*的控制策略可帶來更高的性能和價值,。
與傳統(tǒng)的UPS拓?fù)湓O(shè)計相比,，無變壓器的UPS通常只有25%的重量,，并占地面積僅為前者的60%,。低輸入THD(滿載時小于4.5%)和高輸入功率因數(shù)(>0.99)支持低至近10%的負(fù)載，無需額外的輸入濾波器,。另外,，滿載效率可以達(dá)到95%以上。包裝可以設(shè)計成冷卻和接線不需要側(cè)面或后面的通道或間隙,。有了這些新的優(yōu)勢,，這種技術(shù)密集型設(shè)計將成為企業(yè)數(shù)據(jù)中心的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

從使用者的角度,，蓄電池檢測的目的是確定蓄電池的健康狀態(tài)（SOH）和充電狀態(tài)(SOC),前者是為了確定蓄電池需不需要換,，后者是為了確定蓄電池需不需要補(bǔ)充充電。我想這是蓄電池維護(hù)檢測的核心,。國內(nèi)外的業(yè)內(nèi)人士十幾年來,，一直在努力尋求一種適合于使用者，在工程環(huán)境,，而不是實(shí)驗(yàn)室,，操作的檢測方法。現(xiàn)在,，北美,、歐洲、南亞國家(除了中國以外)都普遍采用以內(nèi)阻測試為核心的維護(hù)檢測手段。 
企業(yè)數(shù)據(jù)中心運(yùn)營管理人員們需要主動的關(guān)注在他們的日常運(yùn)維中不起眼的,、經(jīng)常被忽視的UPS設(shè)備架構(gòu)中的一大元素——電容器,。從而可以有助于擴(kuò)展用于保護(hù)數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵電子系統(tǒng)的UPS系統(tǒng)的價值。在本文中,，我們將就企業(yè)終用戶在其數(shù)據(jù)中心的日常運(yùn)維中經(jīng)常遇到的問題進(jìn)行解答,。
數(shù)據(jù)中心的電容器其實(shí)是相當(dāng)簡單的設(shè)備，其規(guī)格從頂針到聽裝蘇打水罐大小不等,，可幫助消除電壓的波動,。典型的UPS包含十幾種或更多種不同類型和規(guī)格尺寸的電容器：小型的電容器可平滑供應(yīng)給UPS處理器的電源(機(jī)載智能)，而大型的電容器則主要用于調(diào)節(jié)流向受保護(hù)的設(shè)備的電源,。
像電池一樣,，電容器會隨著時間的推移而降級。一款典型的電容器可能會被制造商評定為能夠維持大約七年的時間保持全天候二十四小時的持續(xù)使用,。但是,，在有利的操作條件下，其可以提供長達(dá)10年的正常使用壽命,。
當(dāng)電容器發(fā)生故障失敗時,，您數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營管理人員們可能看不到任何可見的影響，但其他電容器將不得不承擔(dān)其工作負(fù)載,，這會縮短其使用壽命,。在很多情況下，電容器故障會觸發(fā)UPS切換到旁路模式,，在此期間,，其不能保護(hù)下游的工作負(fù)載。
為了大限度地提高UPS的性能和可靠性,，請將電容器視為易腐商品,，并計劃在其額定使用壽命結(jié)束時或接近其壽命末期及時更換電容器。相關(guān)服務(wù)供應(yīng)商的客戶服務(wù)工程師們可以幫助企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營管理人員們診斷UPS中電容器的狀況,，并在必要時提供全面或部分更換電容器組,，以保持UPS性能達(dá)到工廠規(guī)格。主動關(guān)注這種經(jīng)常被忽視的UPS架構(gòu)元素：不起眼的電容器,，可以擴(kuò)展用于保護(hù)關(guān)鍵電子系統(tǒng)的UPS系統(tǒng)的價值,。