常用设备与装置——UPS系统配电柜、主机和电池

UPS系统中，常用的设备和装置包括UPS输入配电柜、UPS主机、UPS输出配电柜和电池等。

1.UPS输入配电柜

UPS输入配电柜是为UPS主机提供交流配电的电器装置，如图4⁃38所示。

图4⁃38 UPS输入配电柜

由于在上游的低压配电柜内已经有UPS系统总开关，UPS输入配电柜内可以不再设置总开关，直接将输入电缆接入总线铜排即可；对于追求高可用性的UPS冗余并机系统或双总线供电系统，UPS输入配电柜要根据UPS主机数量设置多路输出；UPS输入配电柜内输出也要配置备用回路，以备扩容和维修之用。

2.UPS主机

UPS主机是UPS系统的核心，作为一台完整的供电设备，它集改善供电质量、不停电供电、系统智能管理于一身，如图4⁃39所示。

图4⁃39 UPS主机

UPS的输出能力、可靠性、工作效率、冗余并机功能、谐波抑制能力等成为衡量UPS是否先进的重要性能指标。

在UPS的电路结构和体系结构形式方面，无输出变压器UPS和模块化UPS成为UPS的主要发展方向。

3.UPS输出配电柜

UPS输出配电柜是将UPS输出分配给各路用电设备的电器装置，如图4⁃40所示。

图4⁃40 UPS输出配电柜

对于大容量UPS集中供电系统，通常以机房区域供电路数或者主机房机架排为单元供电，输出配电柜的输出路数等于UPS系统所供电的区域数或主机房机架排数。

对于高可用的UPS冗余并机系统，UPS输出配电柜还有汇总各台UPS的输出回路、安全并联的功能。(www.xing528.com)

当系统中配置了集中旁路系统和维护旁路系统时，这两个环节通常也是安装在输出配电柜中的。

UPS输出配电柜的输入端也要预留扩容和维修用的开关。

4.电池

电池是目前UPS系统中最普遍采用的储能装置，其具有运行条件和要求较为宽松（可以安装在专门的房间、电池柜、电池架等）、成本较低、安全性好等特点。电池配有专用的电池断路器，保护电池不会过放电，并且在电池短路时保护整流器和逆变器不受影响，可以对电池逐节监测或进行故障诊断。虽然目前多数采用阀控铅酸蓄电池，但近年来磷酸铁锂蓄电池作为新型蓄电池，由于寿命长、耐高温、体积小、无污染等优点，正逐步被数据中心采用。

（1）阀控铅酸蓄电池 阀控铅酸蓄电池（图4⁃41），英文名称为Valve Regulated Lead Acid Battery（简称VRLA电池），是以硫酸溶液和铅元素反应为主体的电池设备，其基本特点是使用期间不用加酸加水维护，电池为密封结构，不会漏酸，也不会排酸雾，不会污染环境。电池盖上设有单向排气阀（也叫作安全阀），当电池内部气体量超过一定值，即当电池内部气压升高到一定值时，排气阀自动打开，排出气体，然后自动关阀，防止空气进入电池内部。

VRLA电池俗称“免维护电池”，但并不是不需要维护，若不根据其工作特点进行科学有效的维护，很容易造成蓄电池寿命大幅度缩短，甚至导致通信故障。安装该蓄电池的机房应配有通风换气装置，温度不宜超过28℃，建议环境温度保持在10～25℃。同时，避免阳光对电池直射，朝阳窗户应做遮阳处理。确保电池组之间预留足够的维护空间，电池组的维护通道应铺设绝缘胶垫。

图4⁃41 阀控铅酸蓄电池

（2）磷酸铁锂蓄电池 磷酸铁锂电池简称铁锂电池，是一种正极材料为磷酸亚铁锂（LiFePO₄）的新型蓄电池。与传统的铅酸蓄电池相比，磷酸铁锂蓄电池具有以下优点。

1）能量密度高。标称电压为3.2V，能量密度是铅酸电池的4倍左右，体积小、重量轻。

2）安全性强。磷酸铁锂正极材料具有良好的电化学性能，充放电平台十分平稳，充放电过程中结构稳定，电池不燃烧、不爆炸、安全性好。

3）高温性能好。外部温度55℃时电池正常工作。

4）高功率输出。标准放电为0.2C、可3C充放。

5）长循环寿命。常温1C充放电，单体经2000次循环后容量仍大于80%。

6）环保。整个生产过程清洁无毒，所有原料都无毒。

相比传统的铅酸蓄电池，磷酸铁锂蓄电池应用更能体现“节能”“节材”“节地”等节能减排需求。