Как устроены моноблоки обслуживаемых и необслуживаемых аккумуляторов

Обновлено: 20.11.2024

Большинство источников бесперебойного питания мощностью более 10 кВА поддерживают параллельную работу. Это означает, что две или более систем ИБП можно соединить параллельно, чтобы обеспечить отказоустойчивость N+X или увеличить общую мощность.

Моноблочные ИБП — это системы фиксированной мощности. Единственный способ добавить дополнительную мощность к установке ИБП — это добавить еще один моноблочный ИБП, и, как правило, он должен иметь такой же номинал. Если бы существующая система ИБП имела мощность 250 кВА, то дополнительные ИБП на 250 кВА обеспечили бы резервирование по схеме N+1 или 500 кВА (система с мощностью 2 × 250 кВА).

Моноблочные ИБП, способные работать в параллельном режиме, должны иметь платы параллельного подключения с соединительными кабелями для обеспечения замкнутого пути связи между ведущими и ведомыми устройствами. Системы ИБП могут быть отключены и удалены из конфигурации, даже если один из них был главным блоком, поскольку подчиненный взял на себя эту роль.

Каждая моноблочная система ИБП должна иметь необходимую электрическую инфраструктуру и систему распределения питания, включая статические и ручные переключатели байпаса. ИБП может иметь двойное входное питание (каналы A и B) и общую батарею или иметь собственное подключение для набора батарей. Снаружи может быть установлен обходной центральный байпас.

В этом типе параллельной установки ИБП отдельные системы ИБП будут называться модулями ИБП, даже если они не являются настоящей модульной конструкцией.

Модульные системы ИБП

Модульные системы бесперебойного питания обеспечивают такое же высокое качество выходного сигнала, что и моноблочные системы ИБП, но используют другую архитектуру. Модульный ИБП основан на типоразмере рамы с фиксированной мощностью, в который необходимо установить модули с фиксированной номинальной мощностью.

Типичный размер корпуса ИБП может составлять 500 кВт, а мощность модулей ИБП – 50 кВт. В этой модульной системе ИБП на корпус ИБП можно установить от 1 до 10 модулей ИБП. Модульная система позволяет правильно подобрать размер ИБП для текущей нагрузки (с резервированием N+X или без него). Емкость системы можно легко увеличить с помощью дополнительных подключаемых модулей без прерывания работы подключенных нагрузок.

В раме ИБП будут размещаться подключения к сети и нагрузке, а также устройства байпаса. Некоторые модульные корпуса ИБП включают в себя как сервисный, так и статический байпас. В других имеется только сервисный байпас, так как каждый модуль ИБП имеет собственный статический выключатель на случай перегрузки и неисправности.

Преимущества модульных ИБП

Системы ИБП такого типа становятся все более популярными в быстрорастущих серверных комнатах и центрах обработки данных. Модульный подход позволяет правильно подобрать размер нагрузки, снизить затраты на обслуживание и техническое обслуживание и повысить эффективность работы.

Модульные системы ИБП обычно имеют спящие режимы для повышения эффективности работы. Архитектура дает команду неиспользуемым модулям ИБП или модулям ИБП с недостаточной мощностью переводить питание в «спящий режим». В этом режиме активируется электроника модулей ИБП, но модули не питают напрямую нагрузку и не заряжают батарею. В случае сбоя сетевого питания или изменения нагрузки модули ИБП снова включаются в цепь до тех пор, пока не будет достигнуто новое устойчивое состояние. Архитектура ИБП также циклически выполняет циклы модулей, чтобы все они использовались регулярно.

Параметры модульного расширения

В модульном корпусе ИБП мощностью 500 кВт можно разместить до десяти модулей мощностью 50 кВт. Модули ИБП могут быть установлены для питания центра обработки данных и обеспечения отказоустойчивости N+1. Если нагрузка составляет 200 кВт, то четыре модуля покроют нагрузку, а дополнительный модуль обеспечит резервирование по схеме N+1. В центрах обработки данных более высокого уровня источник бесперебойного питания также может быть установлен с двумя источниками питания (A и B).

Снижение эксплуатационных расходов

Хотя модульные источники бесперебойного питания могут иметь более высокие капитальные затраты, их эксплуатационные расходы могут быть ниже благодаря повышению энергоэффективности и снижению затрат на техническое обслуживание.

Хотя на бумаге операционная энергоэффективность может быть сравнима с моноблочной системой ИБП при нагрузке 80–100 %, модульный подход является более гибким. Современные модульные ИБП обычно могут работать с широким профилем нагрузки до 25 % при КПД 98 % в онлайн-режиме. Неиспользуемая емкость из-за нестабильной загрузки сервера может привести к тому, что модули ИБП перейдут в спящий режим для дополнительной экономии энергии.

Снижение цен контрактов на техническое обслуживание

Модульные ИБП могут потребовать меньше времени на обслуживание и техническое обслуживание, чем моноблочные системы. Если модуль требует замены, это можно сделать в течение 30 минут после прибытия сервисного инженера. Когда модуль ИБП подключен, он выполнит процедуру включения и самопроверки. Только если модуль ИБП выполнит 100-процентное тестирование, он подаст сигнал корпусу ИБП, что он способен поддерживать нагрузку. Если для моноблочного ИБП требуются запасные части , их доставка из стороннего магазина может занять некоторое время, если на месте нет «аварийного комплекта».

Подключаемые свинцово-кислотные и литий-ионные аккумуляторы для ИБП

Подключаемые аккумуляторные блоки становятся популярными опциями для некоторых модульных систем ИБП для обеспечения короткого времени работы. Более длительное время резервного питания требует установки внешней батареи, и для этого могут использоваться свинцово-кислотные батареи с регулируемым клапаном (VRLA) в шкафах или на подставках.

Литиевые аккумуляторы обладают большей емкостью для более быстрых и частых циклов зарядки/разрядки, чем аккумуляторы VRLA. Их установка с модульным источником бесперебойного питания дает оператору центра обработки данных возможность использовать батарею в качестве системы хранения энергии и получать доход от программ реагирования на спрос со стороны National Grid.

Централизованная или децентрализованная установка ИБП

Моноблочные и модульные системы ИБП могут быть установлены в централизованной или децентрализованной конфигурации. Преимущество модульных ИБП состоит в том, что их можно перемещать между двумя типами установки, поскольку они могут быть переконфигурированы. Модули ИБП можно добавлять или удалять в соответствии с требованиями нагрузки. И моноблочные, и модульные ИБП обеспечивают одинаковый уровень надежности. Моноблочные ИБП имеют более долгую историю эксплуатации, но конструкция силовой электроники у них одинаковая.

Независимо от того, рассматриваете ли вы моноблочную установку ИБП или модульный подход, Server Room Environments работает с ведущими производителями ИБП и предлагает бесплатные беспристрастные услуги, включая бесплатные осмотры объектов по всей Великобритании, а также полный электромонтаж и техническое обслуживание. Мы завершили установку обоих типов систем с более чем 35-летним опытом работы в этом секторе.

На заводе автомобили Hyundai Solaris комплектуются необслуживаемой аккумуляторной батареей, изготовленной с использованием кальция, с номинальным напряжением 12 В, емкостью 60 Ач.

Элементы батареи расположены в полипропиленовом моноблоке и закрыты общей крышкой, неразрывно связанной с моноблоком.

В крышке аккумуляторного отсека нет заглушек, так как доливка дистиллированной воды не требуется.

Два вентиляционных отверстия позволяют небольшому количеству газа, образующегося в аккумуляторе, выходить наружу.

Современный автомобиль насыщен различными потребителями электроэнергии, электронными устройствами, от аудиосистемы до блоков электронных систем управления двигателем, коробкой передач, антиблокировочной системой тормозов, подушками безопасности и т.д.

В сырое межсезонье, а особенно зимой вся автомобильная электрика и электроника, а особенно автомобильный аккумулятор, проходят испытания на выносливость.

Как показывает практика, при возникновении проблем с запуском двигателя в холодное время года и для их решения приходится постоянно подзаряжать аккумулятор при условии исправности генератора и нормального натяжения ремня привода вспомогательных агрегатов. , а срок службы батареи превышает 3 года, вполне резонно встать вопрос о покупке новой батареи.

Современные аккумуляторы обычно бывают двух типов:

– не требует обслуживания в течение всего срока службы;

- малообслуживаемый, требующий долива дистиллированной воды один-два раза в год.

Желательно выбирать для своего автомобиля с учетом рекомендаций производителя необслуживаемый аккумулятор из широкого ассортимента автомобильных аккумуляторов различных производителей на вторичном автомобильном рынке.

Необходимо помнить, что при низких температурах из-за повышения вязкости моторного масла и ухудшения условий воспламенения топлива мощность, потребляемая стартером при запуске двигателя, увеличивается в два-три раза.

Время запуска холодного двигателя по сравнению с прогретым в ряде случаев увеличивается в 10–20 раз.

Таким образом, в зимний период при низких температурах воздуха предъявляются повышенные требования к пусковым характеристикам аккумуляторной батареи, т.е. к ее способности в течение короткого времени (10 с по ГОСТу) отдавать требуемый ток, необходимый для работы АКБ. стартера с номинальной частотой вращения его якоря в холодное время года (-18°С по ГОСТу).

Зависимость емкости аккумулятора от температуры электролита

В таблице представлена зависимость емкости аккумулятора от температуры электролита. Емкость батареи указана в процентах от емкости батареи при 25 °C.

Производитель устанавливает на автомобиль свинцово-кислотный аккумулятор с номинальным напряжением 12 В и емкостью 60 Ач.

Принцип работы свинцово-кислотных аккумуляторов основан на электрохимических реакциях свинца и диоксида свинца в среде серной кислоты.

Во время разряда диоксид свинца восстанавливается на катоде, а свинец окисляется на аноде.При зарядке происходят обратные реакции, к которым в конце заряда добавляется реакция электролиза воды, сопровождающаяся выделением кислорода на положительном электроде и водорода на отрицательном.

Ячейка свинцово-кислотного аккумулятора состоит из положительного и отрицательного электродов, сепараторов (разделительных сеток) и электролита.

Положительные электроды представляют собой свинцовую сетку, в которой активным веществом является перекись свинца (PbO2).

Отрицательные электроды также представляют собой свинцовую сетку с губчатым свинцом в качестве активного вещества.

На практике в свинцовые решетки добавляют 1–2 % сурьмы для повышения механической прочности.

В настоящее время в качестве легирующего компонента в обеих пластинах или только в позитивных (гибридная технология) используются соли кальция.

Электроды погружены в электролит, состоящий из водного раствора серной кислоты (H2SO4).

Наивысшая проводимость этого раствора при комнатной температуре (что означает наименьшее внутреннее сопротивление и наименьшие внутренние потери) достигается при его плотности 1,26 г/см3.

На практике в регионах с холодным климатом применяют и более высокие концентрации серной кислоты - до 1,29–1,31 г/см3.

Это сделано потому, что при разрядке свинцово-кислотного аккумулятора плотность электролита падает и температура его замерзания становится выше, разряженный аккумулятор может не выдержать холода.

В новых конструкциях аккумуляторов свинцовые пластины (сетки) заменены вспененным углеродом, покрытым тонкой свинцовой пленкой, а жидкий электролит загущен силикагелем до пастообразного состояния.

Используя меньшее количество свинца и распределяя его по большой площади, аккумулятор стал не только компактнее и легче, но и намного эффективнее: помимо большей эффективности, он заряжается намного быстрее, чем аккумуляторы предыдущего поколения.

Аккумуляторные элементы расположены в полипропиленовом моноблоке (корпусе) и закрыты общей крышкой, неразрывно связанной с моноблоком.

Два вентиляционных отверстия по бокам аккумулятора в верхней части позволяют выходить небольшому количеству газа, образующегося в аккумуляторе.

В крышке аккумулятора может быть установлен индикатор плотности электролита 6, показания которого учитывают температуру аккумулятора. Есть три варианта показаний индикатора:

– зеленая точка – батарея заряжена;

- темный индикатор без зеленой точки - аккумулятор частично разряжен, запуск двигателя затруднен или невозможен;

- прозрачный или светло-желтый индикатор - чрезмерное снижение уровня электролита из-за длительной перезарядки аккумулятора или его естественного износа.

Вместо штатного необслуживаемого аккумулятора можно установить любой аккумулятор других производителей, аналогичный по емкости и присоединительным размерам.

В этом случае используйте и обслуживайте батарею в соответствии с прилагаемыми к ней инструкциями.

Извлечение и установка аккумулятора

Открытие капота

Ослабьте гайку стяжного болта наконечника

Отсоедините провод от отрицательной клеммы аккумулятора

Отжимаем защелки защитной крышки

Ослабьте гайку стяжного болта наконечника

И отсоедините провод от плюсовой клеммы аккумулятора

Откручиваем болт крепления прижимной планки

Убираем планку

Извлечение аккумулятора из моторного отсека

Установите аккумулятор в порядке, обратном снятию. Подсоедините провода в порядке, обратном снятию, соблюдая полярность.

После подключения проводов к клеммам нанесите тонкий слой медьсодержащей токопроводящей смазки на наконечники проводов и открытые поверхности клемм.

Как хранить аккумулятор

Свинцово-кислотные аккумуляторы следует хранить только в заряженном состоянии.

При температуре ниже -20°С батарею следует заряжать один раз в год в течение 48 часов постоянным напряжением 2,275 В на элемент батареи, а при комнатной температуре - один раз в 8 месяцев в течение 6-12 часов при постоянное напряжение 2,35 В в одной банке.

Не рекомендуется хранить батарею при температуре выше 30 °C.

Слой грязи и накипи на поверхности аккумулятора становится проводником тока от одного контакта к другому и приводит к саморазряду аккумулятора, после чего начинается преждевременная сульфатация пластин.

Вот почему поверхность крышки батарейного отсека должна содержаться в чистоте (мыть перед хранением).

Хранение свинцово-кислотных аккумуляторов в разряженном состоянии приводит к быстрой потере производительности.

При длительном хранении аккумулятора и его разряде большими токами (в пусковом режиме) или при снижении емкости необходимо проводить контрольно-тренировочные («лечебные») циклы, то есть разряд -заряжать токами номинального значения.

Проверка заряда аккумулятора

Если в процессе эксплуатации возникают трудности с запуском двигателя, проверьте степень заряженности аккумулятора по плотности электролита или напряжению на его клеммах в ненагруженном состоянии.

Моноблоки Sunlight OGi представляют собой вентилируемые малообслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторы с жидким электролитом. Они идеально подходят для приложений с высоким током и коротким временем разряда, таких как системы ИБП, отвечающие высоким требованиям безопасности. Они также идеально подходят для длительных разрядов в телекоммуникациях, коммунальных службах и на электростанциях.

Специальная конструкция стержневой пластины Sunlight OGi обеспечивает высокую плотность энергии при компактных размерах, длительный срок службы и хорошие циклические характеристики в контейнерах стандартных отраслевых размеров. Конструкция вентиляционного отверстия и свинцовый сплав с низким содержанием сурьмы сокращают интервалы доливки воды и затраты на техническое обслуживание. Прочные прозрачные контейнеры облегчают визуальный осмотр, а конструкция клемм с высокой степенью целостности обеспечивает максимальную эксплуатационную безопасность и позволяет быстро и легко снимать показания напряжения и внутреннего сопротивления.

Эти продукты разрабатываются отделом исследований и разработок SUNLIGHT, который постоянно разрабатывает и оценивает новые инновационные решения для лучшего удовлетворения потребностей рынка на основе последних технологических тенденций, отраслевых разработок и отзывов рынка.

Продукты и услуги SUNLIGHT получили международное признание благодаря обеспечению бесперебойной и надежной работы в широком спектре критически важных приложений для широкого спектра отраслей, таких как телекоммуникационные и энергетические сети.

ПРЕИМУЩЕСТВА

Проверенная, надежная технология залитых свинцово-кислотных стержневых аккумуляторов
Быстрая и простая установка
Высокая надежность и надежность
Низкие эксплуатационные расходы – интервалы доливки прибл. 3 года в режиме ожидания при 20°C
Отлично подходит для приложений с быстрым разрядом благодаря особым характеристикам высокого тока.
Высокая стойкость к химическим воздействиям и механическим повреждениям.
Высокая плотность энергии — небольшие габариты
Выбор блоков 6 В и 12 В (блоки 4 В, 8 В и 10 В по запросу)
Контейнеры стандартного промышленного размера / в соответствии с DIN 40737-3 (размерная часть)
Долгий срок службы
Батарея, подлежащая вторичной переработке.

Сертификат качества

Соответствует требованиям международного стандарта IEC 60896-11 для стационарных вентилируемых свинцово-кислотных аккумуляторов.
Соответствует стандарту DIN 40739 для стационарных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей с положительной решеткой.
Соответствует DIN 40737-3 (часть этого стандарта, которая конкретно касается размеров)
Соответствует требованиям безопасности EN 50272-2, IEC 62485-2 и местным нормам.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Положительные пластины

Стержневые пластины из свинцового сплава с низким содержанием сурьмы.
Проверенный дизайн и структура радиальной сетки обеспечивают превосходную работу в течение длительного времени.

Отрицательные пластины

Вклеенные плоские пластины.
Обеспечить идеальный баланс с положительными пластинами, обеспечивающими максимальную производительность.

Сепараторы
Отлиты из прочного, ударопрочного, прозрачного материала SAN (стирол-акрилонитрил). Позволяет визуально проверить уровень электролита и состояние блока.

Крышка
Прочный, непрозрачный АБС-полимер. Герметично закрыт контейнером для предотвращения утечки электролита.

Электролит
Разбавленная серная кислота с удельным весом 1,240 кг/л (максимальный уровень) для длительной и надежной
работы.

Столбы
Герметичный, гнездо M10, предохранительный столб с латунной вставкой.

Вентиляционные заглушки
Проверенная конструкция с высокой надежностью. Оснащен пламегасителями для дополнительной безопасности.

Коннекторы

Гибкие межблочные кабельные соединители.
Концевые крышки кабелей позволяют измерять напряжение.

Расчетный срок службы
15 лет (поплавковый режим ожидания, 20℃).

Количество циклов
Прибл. 1100 циклов (глубина разряда 60%, 20℃).

Техническое обслуживание
Интервалы долива прибл. 3 года в режиме ожидания при 20°C.

Рабочая температура
Допустимый диапазон от -10°C до +45°C / Рекомендуемый диапазон от 10°C до 30°C.

Время хранения
Максимальный срок хранения до 3 месяцев при 20 °C, 2 месяцев при 30 °C или 1 месяца при 40 °C до повторной зарядки.

Читайте также: