1.UPS供電系統(tǒng)的作用
? ? ? ?在UPS供電系統(tǒng)中,UPS是整個供電系統(tǒng)的核心,它起到兩個作用,一是向負載供電的不間斷性,二是改善對負載的供電質(zhì)量。對交流通信設備來說,其交流輸入的不間斷性除與UPS設備本身的技術(shù)指標和技術(shù)性能有關外,還與整個供電系統(tǒng)的方案設計有關。UPS不間斷電源系統(tǒng)不僅能對通信設備***的連續(xù)供電,而且,其輸出也比較穩(wěn)定,沒有瞬變和諧波,具有明顯的電力保護功能。當在市電斷電時,UPS可以不間斷地向負載繼續(xù)供電;在市電不穩(wěn)定的時候,UPS可以避免負載遭受欠壓、浪涌沖擊等的危害,改善了供電質(zhì)量;當供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,UPS不僅能給負載以保護,而且可起到對過載、短路、電池過放等非正常工作的防護,從而為負載提供了一個穩(wěn)定的工作環(huán)境。
2.閥控式密封鉛酸蓄電池的特點
? ? ? ?UPS供電系統(tǒng)中大多采用閥控式密封鉛酸(VRLA)蓄電池,該電池是一種將化學能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置。蓄電池需先用直流電源對其充電,將電能轉(zhuǎn)化為化學能儲存起來,當市電超限或中斷時,再將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄︰PS逆變器工作。
? ? ? ?閥控式密封鉛酸蓄電池的工作原理,基本上沿襲了傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池,它的正極活性物質(zhì)是二氧化鉛(PbO2),負極活性物質(zhì)是海綿狀鉛(Pb),電解液是稀硫酸(H2SO4)。
? ? ? ?普通的鉛酸蓄電池在充電過程中存在水分解反應,正極析出氧氣,負極析出氫氣。當正極充電到70%時,開始析出氧氣,負極充電到90%時開始析出氫氣,由于氫、氧氣的析出,如果反應產(chǎn)生的氣體不能重新復合成水,電池就會失水干涸。
? ? ? ?閥控式密封鉛酸蓄電池在結(jié)構(gòu)、材料上作了重要的改進:正極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金或低銻多元合金,負極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金,隔板采用超細玻璃纖維棉(AGM),并使用緊密裝配和貧液設計,在電池的上蓋中設置了一個單向的安全閥。這種電池結(jié)構(gòu),由于采用鉛鈣錫鋁四元合金,提高了負極析氫過電位值,從而抑制氫氣的析出。同時,采用特制安全閥使電池保持一定的內(nèi)壓,采用超細玻璃纖維棉(AGM)隔板,利用陰極吸收技術(shù),通過貧液式設計,在正負極之間和隔板之中預留氣體通道。因此在規(guī)定充電電壓下進行充電時,正極析出的氧(O2)可通過隔板通道傳送到負極板表面,還原為水(H2O)。
? ? ? ?這是閥控式密封鉛蓄電池特有的內(nèi)部氧循環(huán)反應機理,這種充電過程,電解液中的水幾乎不損失,使電池在使用過程中不需加水。
? ? ? ?目前,閥控式密封鉛酸蓄電池有兩類,即分別采用超細玻璃纖維棉(AGM)隔板和硅凝膠二種不同方式來“固定”電解液。它們都是利用陰極吸收原理使電池得以密封的,但給正極析出的氧氣到達負極提供的通道是不同的。對AGM密封鉛酸蓄電池而言,AGM隔膜中雖然保持了電池的大部分電解液,但使10%的隔膜孔隙中不進入電解液。正極生成的氧氣就是通過這部分孔隙到達負極而被負極吸收的。對膠體密封鉛酸蓄電池而言,電池內(nèi)的硅凝膠是以SiO2質(zhì)點作為骨架構(gòu)成的三維多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),它將電解液包含在里邊。電池灌注的硅溶膠變成凝膠后,骨架要進一步收縮,使凝膠出現(xiàn)裂縫貫穿于正負極板之間,給正極析出的氧氣提供了到達負極的通道。
? ? ? ?由此看出,兩種電池的區(qū)別就在于電解液的“固定”方式和提供氧氣到達負極的通道有所不同,因而兩種電池的性能也各有千秋。