如何配置安防监控网络ups电源2000VA/1600W系统的UPS电源

　　UPS电源网络ups电源2000VA/1600W是为安防监控系统提供动力的核心部分，是为安防监控系统提供持续、稳定、不间断电力供应的重要外部设备。目前，市场上供应的UPS电源设备种类繁多，输出功率也有所不同。UPS电源按工作模式可分为后备式、在线式两大类。按其输出波形又分为方波输出和正弦波输出两种。以下重要介绍了UPS电源的工作原理，以及如何配置安防监控系统的UPS电源。

　　备用电源是安防监控系统基本要素之一。缺少备用电源的系统则暗藏致命缺陷，不能投入实际应用当中，因为可以的可能在关键时刻贻误战机，抛锚停摆，整系统瘫痪，造成无可挽回的损失。

　　安防监控系统正常情况使用220伏市电，而在断电和市电被坏了的特殊情况下，还应正常工作一段时间，这就需要启用备用电源来维持这段时间监控系统的正常工作。备用电源有双路或多路供电、蓄电池组供电、发电机供电、UPS供电等等。但通常采用UPS不间断电源作为安防监控系统备用电源。

一、监控ups电源网络ups电源2000VA/1600W的工作原理

　　UPS电源由蓄电池、逆变器、充电器、稳压稳频器、转换开关组成。当市电正常输入时，UPS就将市电稳压后供给负载使用，同时对内置电池组充电，把能量储存在电池中;当市电中断(事故停电)或输入故障时，UPS立即将内置电池的能量转换，瞬间以220伏交流电继续供负载使用，使负载维持正常工作并保护负载软硬件不受损坏。UPS电源分为后备式、在线式、在线互动式三大类：

1、后备式UPS电源

　　在市电正常供电时，市电通过交流旁路通道经转换开关直接向负载提供电源，UPS电源内的逆变器处于停止工作状态，这时的UPS电源实质上相当于一台性能单一的市电稳压器。它除了对市电电压的幅度波动有所改善外，对电压的频率不稳、波形畸变以及从电网侵入的*等不良影响基本上没有任何改善。只有当市电供电中断或低于170伏时，蓄电池才立刻对逆变器供电，向负载提供稳压、稳频的方波交流电源。

2、在线式UPS电源

　　在市电正常供电时，它首先将市电交流电源经整流变成直流电源，然后进行脉宽调制、滤波、并将直流电源经逆变器重新转换成正弦波交流电源向负载供电，一旦市电中断，立即改由蓄电池提供的直流经逆变器、电脉宽调制、滤波，向负载提供正弦波交流电源。石家庄ups

　　因此，对在线式UPS而言，在正常情况下，无论有无市电，它都是由UPS电源的逆变器对负载供电，这样就避免了所有由市电电网电压波动及*而带来的影响。

　　显而易见，在线式UPS电源的供电质量明显优于后备式UPS电源，因为它可以实现对负载的稳频、稳压供电。而且在由市电转换到蓄电池供电时，其转换时间基本为零，真正给用户提供高质量稳压、稳频的纯净正弦波电源，从而提供符合安防监控系统需要的电源保护。

　　在线互动式UPS电源结合了后备式UPS和在线式UPS的许多优点，也是一种很不错的变换形式，但是由于它使用的是工频变压器，有笨重、体积大的问题存在。

监控ups电源网络ups电源2000VA/1600W电压72VDC应用场景:

　　中小型服务器及工作站、交换机和监控设备

　　ATM柜员机、自动售票机、电力及铁路信号系统、SCADA 系统

　　办公电脑、打印机、扫描仪、POS 机等设备

二、如何配置监控ups电源网络ups电源2000VA/1600W系统中UPS电源

　　UPS是伴随计算机的诞生而出现后备电源。在安防监控系统中越来越多应用计算机技术，因此对电力供电质量提出越来越高的要求。UPS不但可全面改善供电质量，对整个系统乃至网络数据全面保护，还可保证市电断电和被人为坏了的特殊情况下，继续正常工作运转。由于安防监控系统对供电要求较高，所以一般会选择在线式(正弦波，市电要求)UPS电源。

　　给安防监控系统配备UPS电源时，首先应估算整个系统设备的用电功率，安全系数一般取1.2-1.5为宜，为供电系统留有充分的冗余量。其次根据系统要求延时供电时间，计算配置电池组。后，还应注意使用环境，防潮通风，注重降温，延长平均无故障工作时间，提高系统的可靠性。UPS电源应设置在监控室，实行统一管理。当市电不正常时能及时为系统设备提供不间断电力供应，确保系统工作正常。

　　5 钛酸锂电池的安全性

　　钛酸锂电池是锂离子电池家族中安全的一种电池,其优点重要表现在以下几个方面:

　　①长寿命。钛酸锂单体电芯的循环寿命长达2.5万次以上,图9和图10分别给出了钛酸锂电池高温循环寿命测试曲线和室温循环寿命测试曲线;

　　②使用安全。钛酸锂电池在短路、过充、过放、挤压、针刺、跌落、高温冲击、加热的条件下是非常安全的,图11是钛酸锂电池在针刺、高温冲击、过充、过放、短路、挤压试验时的场景;

　　③可大电流快速充放电;

　　④耐高温性能优越,钛酸锂电池在-40～+60℃温度下仍然能够正常工作,图12给出了钛酸锂电池的低温充放电曲线;

　　⑤无记忆效应;

　　⑥绿色环保。

　　钛酸锂电池充电时,可分为恒流充电和恒压充电两个过程。首先是恒流充电,电流一般采用0.2C10,必要时可以采用6C10充电,当电池组电压达到充电限制电压时,改为恒压充电。所以,钛酸锂电池和开关电源配合使用,其充电过程将变得较为简单,只需将电池组浮充电压和均充电压调整一样即可。

　　钛酸锂电池放电时,电池放电电压非常平稳,一般在2.3V左右,放电后期(重要指剩余5%容量左右)的电压变化较快,放电的截止电压可以为1.5V。

6 钛酸锂电池组的管理系统

　　电池管理系统(BatteryManagementSystem,BMS)由监测、保护电路、电气、通讯接口、热管理和电池组反接保护装置等组成,是电池保护和管理的核心组成部分,不仅要保证电池安全可靠的使用,而且要充分发挥电池的性能和延长使用寿命,作为通信用的后备能源,BMS在开关电源和电池之间起到一个重要桥梁作用。对BMS的要求必须符合通信电源供电系统的要求,所以BMS的安全管理模式对电池的安全性至关重要。BMS重要包括数据采集单元、计算以及控制单元、均衡单元、控制执行单元和通讯单元等。图13为BMS示意图。

(1)BMS的基本作用

　　①监测单体电池的工作状况,例如检测每个单体电池的电压、充放电电流、电池组的环境温度等。

　　②保护电池,避免在可以的端的条件下发生电池寿命缩短和电池损坏。

(2)BMS的重要功能

①过压保护

　　当单体电池充电电压超过允许值时,立即停止充电,断开充电单元设备与电池组的连接;

②过放(欠压)报警

　　当单体电池放电电压低于警告值时,发出报警提示;

③过放保护

　　当单体电池放电电压低于保护值时,立即停止放电,断开用电设备与电池组的连接,并伴有报警提示;

④过流报警

　　当电池组输入或者输出的电流超过警告值时,发出报警提示;

⑤短路保护

　　当电池组发生短路时,立即停止放电,断开用电设备与电池组的连接,并伴有报警提示;

⑥过温报警

　　当电池温度或环境温度超过警告值时,发出报警提示;

⑦过温保护

　　当检测到环境温度或电池组内部温度超过保护值时,立即断开充电或者用电设备与电池组的连接,并伴有报警提示。当环境温度或电池组内部温度恢复到允许值后,可通过手动恢复或自动恢复对电池管理的功能,但不影响电池放电功能;

⑧估测电池组SOC

　　SOC(StateOfCharge,电池的荷电状态)即电池剩余电量。维持SOC在合理的范围内,防止由于过充或者过放对电池的损伤,随时预报电池的剩余容量;

⑨对电池组中的单体电池进行主动均衡

　　由于钛酸锂电池制造工艺复杂及锂离子的相对活跃性,所以电池组中单体电池电压随着充放电次数的变化存在不一致的现象。对电池组中的单体电池进行均衡充电,使电池组中单体电池都达到均衡一致的状态,可以有效地延长电池组的使用寿命,大大地提高电池组的工作效率。

⑩并口通讯

　　提供与电源监控系统进行通讯的接口,传输和显示电池组状态、报警、SOC、SOH(StateOfHealth,电池的健康状况)等信息,实现远程监控和管理干预。

7 钛酸锂电池组的安装和容量实验

　　钛酸锂电池在出厂时有60%左右的荷电量,所以,安装初始时应该对电池组进行补充电。并且,由于单体电池自放电大小的差异,可能会使各电池的端电压出现不均衡,所以钛酸锂电池组安装前必须测量开路电压,开路电压差一般要求小于50mV,并做可以电池测试纪录。

　　用假负载可以对电池组按1C10、2.5C10和5.5C10率进行的容量试验,此试验需要接入BMS,放电过程中必须严格检测电池单体电压,利用BMS对电池的总电压、放电电流、电池单体电压进行测量和纪录,电池在放电后期利用BMS密切关注单体电压低的电池,若有一只电池端电压到1.5V,自动停止放电,在25±2℃的情况下,计算出实际电池放出的容量与电池额定容量是否基本一致,若基本一致证明电池放电容量合格。若放电到终止电压时,电池组放出的容量与额定容量的差别大于5%,说明电池组的出厂容量可能存在问题,应及时联系相关厂家处理或更换。

　　例如,某通信基站使用48V/300Ah钛酸锂电池(实物图见图14),每组电池由22只300Ah的电池模块串联组成,其中300Ah的电池是由10个单电芯容量为30Ah的电芯并联组成,22节300Ah的电池模块分别有2个6串和2个5串模组串联组成一个48V/300AH的电池组,整组电池由BMS系统控制,由一个BCMS(BatteryClusterManagementSystem,主控电池管理系统)负责管理一个电池组中的全部BMU(BatteryManagementUnit,电池组管理单元),同时具备电池组的电流采集,总电压采集,漏电检测功能,并在电池组状态发生异常时驱动断开高压功率接触器,使电池组退出运行,保障电池使用安全。两个BMU,每个BMU负责管理12串单体电池模块。具有电池电压采集,多点温度采集,各种保护和电池组均衡控制等功能。钛酸锂电池配组示意图和BMS接线如图15所示。

监控ups电源网络ups电源2000VA/1600W

　　安防监控系统中为什么要用UPS电源首先,来说说安防监控系统中为什么要用监控ups电源网络ups电源2000VA/1600W电压72VDC。市电供电过程中偶尔会出现瞬态尖峰、电源浪涌、高压脉冲造成服务器、路由器、磁盘阵列等设备硬件损坏。