Термін дії батареї і надійність ДБЖ

Термін дії батареї і надійність ДБЖ   Про використовуваних батареях   У всіх ДБЖ, вироблених АРС (і всіма іншими з відомих великих виробників ДБЖ), використовуються свинцеві кислотні акумуляторні батареї, дуже схожі на звичайні автомобільні акумулятори Термін дії батареї і надійність ДБЖ

Про використовуваних батареях

У всіх ДБЖ, вироблених АРС (і всіма іншими з відомих великих виробників ДБЖ), використовуються свинцеві кислотні акумуляторні батареї, дуже схожі на звичайні автомобільні акумулятори. Різниця полягає в тому, що, якщо вже порівнювати ці батареї з автомобільними, то батареї, які використовуються АРС, виготовлені за однією технологією з найдорожчими з доступних на сьогоднішній день автомобільних: що міститься всередині електроліт знаходиться в гелеобразном стані і не розливається при пошкодженнях корпусу; батарея герметизирована, внаслідок чого вона не вимагає догляду, не виділяє при експлуатації шкідливих і вибухонебезпечних газів, її можна "кантувати" як завгодно, не побоюючись пролити електроліт. До речі, досить цікавим є той маловідомий факт, що American Power Conversion Corporation є найбільшим в світі покупцем батарей: обсяги закупівель АРС акумуляторів більше, ніж, скажімо, у Ford Motors, лідера світової автомобільної промисловості.

Вражаючі новини про довговічність ДБЖ

Незважаючи на те, що в різних ДБЖ використовується, здавалося б, одна і та ж батарейна технологія, спостерігаються коливання терміну експлуатації батарей ДБЖ різних виробників в широких межах. Це дуже важливо для користувачів, оскільки заміна батарей коштує дорого (до 30% початкової вартості ДБЖ). Вихід батарей з ладу знижує надійність системи, є джерелом простоїв і занепокоєння.

Температура батареї впливає на її надійність

Природні процеси, що викликають старіння батареї, в значній мірі залежать від температури. Докладні дані випробувань, представлені виробниками батарей, показують, що термін експлуатації батареї при підвищенні температури на кожні 10яС знижується на 10%. Це означає, що конструкція ДБЖ повинна передбачати мінімальний нагрів батареї. Всі ДБЖ з топологією on-line і гібридні-on-line нагріваються сильніше, ніж резервні або лінійно-інтерактивні (ось чому першим потрібно вентилятор). Це - найважливіша причина, через яку ДБЖ резервного і лінійно-інтерактивного типів рідше потребують заміни батарей, ніж ДБЖ з топологією on-line. У системах ДБЖ фірми АРС батареї працюють при кімнатній температурі, що підвищує ефективність їх роботи при максимальному підвищенні надійності систем, а також скорочує час заміни батарей.

Конструкція пристрою для зарядки батарей впливає на надійність

Зарядний пристрій є важливим компонентом ДБЖ. Умови підзарядки батарей істотно впливають на їх довговічність.

Термін служби батареї ДБЖ максимальний в тому випадку, якщо вона безперервно заряджається від зарядного пристрою з постійною напругою або "плаваючого" типу. Фактично термін експлуатації заряджається батареї значно перевищує термін простого зберігання! Це відбувається тому, що деякі природні процеси старіння припиняються постійної підзарядкою. Тому необхідно заряджати батарею, навіть якщо ІБП відключений. У багатьох випадках ДБЖ відключають регулярно (якщо захищається навантаження відключена, то нема чого тримати включеним і ІБП, оскільки він може спрацювати і викликати небажаний знос батареї).

У всіх ДБЖ фірми АРС батареї заряджаються навіть тоді, коли сам ДБЖ вимкнений (необхідно лише, щоб ІБП був приєднаний до електричної мережі). Багато із запропонованих до продажу ДБЖ не забезпечують такої важливої ​​функції. Хоча ця функція і підвищує ціну ДБЖ, сумарна вартість ДБЖ фірми АРС протягом всього терміну експлуатації з урахуванням "прихованих" витрат на заміну батареї нижче.

Напруга батареї впливає на надійність

Батареї складаються з окремих осередків, приблизно по 2 вольта кожна. Для створення батареї більш високої напруги окремі елементи з'єднують послідовно. У 12-вольтової батареї 6 елементів, в 24-вольтової - 12 елементів і т.д.

Коли батарея знаходиться під безперервним підзарядкою, як в системах ДБЖ, окремі елементи заряджаються одночасно. В силу неминучого розкиду параметрів деякі елементи відбирають велику частку напруги зарядки, ніж інші, що викликає передчасне старіння цих елементів. Надійність групи з послідовно з'єднаних елементів визначається надійністю найменш надійного елемента. Тому, коли один з елементів виходить з ладу, то виходить з ладу і батарея в цілому. Доведено, що швидкість процесів старіння безпосередньо пов'язана з кількістю елементів в батареї, тому швидкість старіння зростає при підвищенні напруги батареї. При заданій величині навантаження найбільший термін експлуатації буде мати ІБП з найменшим напругою батареї.

У кращих типах ДБЖ застосовується менша кількість більш потужних елементів замість більшої кількості елементів меншої потужності, тим самим досягається велика надійність. Деякі виробники застосовують батареї більш високої напруги, що при заданому рівні потужності дає можливість зменшити кількість дротових з'єднань і напівпровідників і таким чином знизити вартість ДБЖ. Напруга батареї більшості типових ДБЖ при потужності близько 1 кВА становить 24 ... 96 В. При такому рівні потужності у батарей ДБЖ фірми АРС, зокрема, сімейства Smart-UPS, напруга не перевищує 24В.

Батареї низької напруги в ДБЖ, вироблені компанією АРС, мають більш високий у порівнянні з конкуруючими пристроями термін експлуатації. Середній термін експлуатації батарей в системах АРС становить три-п'ять років (в залежності від температурного режиму, частоти циклів заряд-розряд), тоді як деякі виробники вказують термін експлуатації тільки один рік. Протягом 10-річного терміну експлуатації ДБЖ користувачі деяких систем витрачають на батареї вдвічі більше, ніж на сам пристрій! Хоча розробка ДБЖ з використанням високовольтних батарей і обходиться виробнику простіше і дешевше, на користувача в такому випадку лягають приховані витрати у вигляді укороченого терміну експлуатації ДБЖ.

Пульсуючий струм впливає на довговічність батареї

В ідеальному випадку, для збільшення терміну експлуатації батарею ДБЖ необхідно постійно тримати на "плаваючою" або постійної підзарядки. Тоді повністю заряджена батарея відбирає від зарядного пристрою невелика кількість струму, званого плаваючим струмом або струмом самозарядка. Незважаючи на рекомендації виробників батарей, в деяких системах ДБЖ батареї піддаються дії додаткового струму, званого пульсуючим. Пульсуючі струми виникають, оскільки інвертор, що виробляє змінний струм для навантаження, споживає на вході постійний струм. Випрямляч ж, що знаходиться на вході ДБЖ, завжди видає пульсуючий струм. Коефіцієнт пульсації залишається ненульовим навіть при використанні найсучасніших схем випрямлення і придушення пульсацій. Тому батареї, включеної паралельно виходу випрямляча, доводиться віддавати якійсь ток в ті моменти часу, коли струм на виході випрямляча зменшується, і, навпаки, підзаряджатися тоді, коли струм на виході випрямляча падає. Це викликає мініатюрні цикли розрядки-зарядки з частотою, рівній, як правило, подвоєною робочої частоті ПБП (30 або 60 Гц). Ці цикли зношують батарею, нагрівають її і викликають її передчасне старіння. В ДБЖ з батареєю, що знаходиться в резерві, таких як класичний резервний, резервний феррорезонантного типу, лінійно-інтерактивний, батарея нічого піддається впливу пульсуючих струмів.

В ДБЖ типу on-line батарея в різному ступені (в залежності від конструктивних особливостей), але тим не менше завжди піддається їх впливу. Щоб з'ясувати, чи мають місце пульсуючі струми, необхідно проаналізувати топологію ДБЖ. В ДБЖ типу on-line батарея розміщена між зарядним пристроєм і інвертором, і пульсуючі струми будуть завжди. Це класичний, "історично" найраніший тип ІБП "on-line з подвійним перетворенням".

Якщо ж в ДБЖ типу on-line батарея відокремлена від входу інвертора замикаючим діодом, перетворювачем або перемикачем того чи іншого типу, то пульсуючого струму бути не повинно. Природно, в цих конструкціях батарея не завжди підключена до контуру, а тому ДБЖ такої топології зазвичай відносять до так званої гібридним.

Ми навмисно не займаємося в цій статті докладним розбором і порівнянням існуючих на сьогоднішній день топологій ІБП, оскільки останнім часом в комп'ютерній пресі опубліковано чимало статей на цю тему. Допитливі читачі зможуть почерпнути для себе нову інформацію з цього приводу (або освіжити вже накопичені знання), звернувшись, наприклад, до журналу "КомпьютерПресс" (я6, 1996, стор. 22).

Хороші новини від АРС

До відома тих наших замовників, для кого проблема заміни батарей є актуальною, повідомляємо: на сьогоднішній день батареї повністю підготовлені представництвом АРС до ввезення на територію СНД (зокрема, сертифіковані Ростеста), завезені на склади наших дистриб'юторів і продаються нарівні з іншою продукцією АРС. У продажу поки немає лише батарей для Smart-UPS третього покоління і Back-UPS Pro, оскільки поставки цих моделей почалися менше двох років тому, і все ДБЖ цих серій знаходяться на гарантії. Так що "вимагайте батареї у Вашого дилера"!

висновок

Батареї - це найменш надійний елемент більшості добре сконструйованих систем ДБЖ. Проте, конструкція ДБЖ може впливати на довговічність цього критичного компонента. Якщо тримати батарею під безперервної підзарядкою навіть при відключенні ДБЖ (як робиться у всіх ДБЖ, вироблених АРС), термін її експлуатації збільшується. При виборі ДБЖ слід уникати топологій з високою напругою батареї. Слід остерігатися ІБП, в яких батарея піддається впливу пульсуючих струмів та перегрівання. У більшості систем ДБЖ застосовуються однакові батареї. Проте, конструктивні відмінності між ДБЖ різних систем обумовлюють значні відмінності в терміні служби батарей, а отже, і в розмірах експлуатаційних витрат.

Олексій Солодовников, менеджер по великим проектам Московського редставітельства
American Power Conversion, тел. (095) 929-9095, адреса ел. пошти [email protected].

Офіційні дистриб'ютори фірми APC в Північно-Західному регіоні:

Майстер-дистриб'ютори: Marvel Ltd. Синопская наб., 22, 274-1503, 274-1602, 325-1040 OCS Галерна вул., 55, 325-8725

Регіональні дистриб'ютори: Аспект СПб Кіров, вул. Леніна, 80, (8332) 692446, факс (8332) 692458 Нієншанц вул. Ворошилова, 2, 588-4080, 588-2505, 588-1912

КОМП'ЮТЕР-ІНФОРМ

© 2008 — 2012 offroad.net.ua . All rights reserved. by nucleart.net 2008