摘要在金卤灯照明系统的运行中，如果输入电源因故发生“闪断”故障的持续时间超过4～5ms，就会导致金卤灯发生“熄灯”10min以上的严重事故。为了确保奥运工程相关用电设备的稳定运行，艾默生公司为此开发出“场馆专用”UPS产品，以确保金卤灯照明系统的安全运行。
1概述
举世瞩目的2008年第29届奥林匹克运动会和第13届残奥会已经圆满结束。中国以“无以伦比”的组织工作向全世界展示出强大的经济和科技实力。为确保奥运会和残奥会的顺利进行,艾默生公司不仅为北京、天津、上海、青岛、秦皇岛和香港等各赛区的运动场馆及相关电信营运商所用该公司的UPS供电系统、通信电源系统、空调系统及动力集中监控系统等提供高品质的产品,而且还组织了专门的奥运保障团队为奥运会和残奥会提供全程、在线式的现场保障服务,并圆满地实现了“零事故”和“零投诉”的安全保障任务。迄今为止,艾默生公司已为北京及秦皇岛地区的奥运工程中的各场馆提供39台、总功率高达5620kVA的UPS设备(
Eatdan蓄电池ED17-12 批发零售及价格说明
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免维护：采用独特的气体再化合技术，不必定期补水，整个寿命期无需补液维护
安全：VRLA技术，防止外部气体被吸入蓄电池内部而破坏蓄电池性能，同时可防止因为充电等产生的气体而造成内压异常使蓄电池遭到破坏。全密闭电池在正常浮充状态下不会有电解液或酸雾排出，对人体无害
任意方向性：专利拉网技术，确保无溢液，可以侧转90°使用
寿命长：在20℃环境下，电池浮充寿命可达3-5年，胶体电池浮充寿命可达8-10年
自放电率低：采用优质的Pb-Ca多元合金，提高了氢析出过电位，降低了蓄电池的自放电率，在25℃环境温度下，蓄电池在6个月内不必补充电即可使用
适用性极强：在-20--50℃环境温度下均可使用，可用于防爆区的特殊电源，同时适用于沙漠，高原型气候
方便经济：蓄电池房无需特意采取耐酸防腐蚀促施，可以与电子仪器设备安装同一环境中
放电性能好：放电电压平稳，放电平台平缓
耐振动性好：完全充电状态的电池完全固定，以4mm的振幅，16.7hz的频率振动1小时，无漏液，无电池膨胀及破裂，开路电压正常
耐冲击性好：完全充电的电池从20cm高处自然下落至1cm厚的硬木板上3次无漏液，无电池膨胀及破裂，开路电压正常
耐过放电： 25℃，完全充电状态的电池进行定电阻放电3星期（电阻只相当于该电池1CA放电要求的电阻），回复容量在75%以上
耐充电性好： 25℃，完全充电状态的电池0.1CA充电48小时，无漏液，无电池膨胀及破裂，开路电压正常，容量维持率在95%以上
耐大电流性好：完全充电状态的电池2CA放电5分钟或10CA放电5S ,无导电部分熔断，无外观变形
1) 建议电池在+5℃~+30℃(好25℃)温度条件下使用，高温会缩短寿命，低温容量降低;
2)不同品牌、不同容量、不同新旧的电池严禁混合使用;
3) 电池使用中会产生氢气，所以要远离火源，保持通风，防止爆炸;
4) 请保持环境清洁，过多的灰尘可导致蓄电池短路;
5) 电池放电后应及时再充电，未充饱的电池再放电，会导致电池容量降低甚至损坏，所以必须配置适宜的充电器;
6)UPS带载过轻(如1KVAUPS带150VA负载)有可能造成电池的深度放电，应尽量避免;
7) 适当的放电，有助于电池的激活，如长期不停市电，应人工将电池放电，每年2~4次，可利用现有负载放电，时间为1/4~1/3后备时间;
8) 长期停用的电池(UPS)应充电后贮存，而且每半年需要对电池进行充放电一次，一般对电池进行浮充4~10小时左右，并在电池逆变状态下工作2~3分钟
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由UPS供电的设备可大体分为两大类。
2.1金卤灯照明系统
近年来,金卤灯照明系统因具有节能、照度高、光束射程远和光束均匀度高等优点被广泛地应用于大型体育场、会议厅、剧场及高速公路和铁路隧道等照明系统中。为确保这种用电设备的安全运行,它对供电电源有着特殊要求:
(1)期望输入电源的电压波动范围尽可能小。对于常见的三相金卤灯产品(1、2kW)而言,输入电源应为400V±15%;对于常见的单相金卤灯(0.07、0.16、1kW)而言,输入电源应为400V±10%;
(2)允许的瞬间供电中断时间很短,典型值为小于4～5ms。在奥运场馆建设的初期,曾因种种原因对金卤灯特殊运行特性的重要程度认识不够,而将用于一般应急照明灯的EPS选配在金卤灯照明设备的供电系统中,往往留下故障隐患。一次,某体育场馆在执行奥运测试赛的过程中,EPS因故在执行市电供电→逆变器供电的切换操作时,由于EPS的切换时间(几十毫秒到上百毫秒)远大于金卤灯所允许的小于4～5ms的切换时间,而导致该体育场的照明系统“熄灯”10min左右,造成不必要的负面影响。经过这样的事故得出两点重要的经验教训:一是有必要认真地分析金卤灯的运行特性;二是要探讨是否能将目前在金融、电信、半导体芯片制备、石化、钢铁、民航、地铁和铁路等企业的数据中心机房或工控系统中大量使用的UPS直接用到金卤灯照明系统的可能性。在此需说明的是:对于在数据中心机房中所用的IT设备和在工控系统中所用的DCS设备而言,它们所允许的“瞬间供电中断时间”为10～20ms。
2.2单相整流滤波型非线性负载
(1)场地大屏幕彩显系统
根据对场地大屏幕彩色显示屏输入特性的相关检测数据可知,在大屏幕彩色显示屏的交流电源输入端采用的是单相整流滤波器,来为其负载提供各种低压直流电源的设计方案,如图1所示。
这是一种单相整流滤波型非线性负载的典型输入波形。在正弦波电压供电的条件下,其电流波是一串非连续性的脉冲波。相关的运行实践表明,对于场地大屏幕彩显系统来说,彩显屏幕的图像画面亮度的瞬变,其所需输入功率的负载百分比的瞬态变化率极大。与图像亮度较暗(轻载)时的输入功率相比,处于图像亮度较亮(重载)时,其输入功率的变化可能会突然增大12～14倍。与此同时,其输入电流谐波含量THDI值始终保持在57%～77.4%的高电流谐波的“污染”水平上,其输入功率因数PF值始终处在0.5～0.76的低功率因数水平(见表2)。
由此可见,这种负载是会向UPS反馈大量谐波电流的单相整流滤波型的非线性负载,其谐波污染的危害性主要表现在:因场地大屏幕彩显系统输入电流谐波含量THDI值相当高,在此条件下,当它处于重载(图像亮度很高)条件下运行时,由于反射到UPS输入端的谐波电流的绝对值很大,会导致在输入电源原本是正弦波电压的波形上呈现出明显的“削顶”现象,从而导致在UPS的电压失真度(THDV值)急剧增大(见图2);对于这种单相整流滤波型非线性负载而言,由于其输入电流谐波含量主要来自3次电流谐波分量及其奇数次的电流谐波分量。由此所带来的负面影响之一是:导致其零线电流会增大到其输入相电流的150%～170%。对于所检测的这台大屏幕彩显系统而言,当它运行在相电流为131A的条件下时,所测得的零线电流竟高达226A,其零线电流与相电流之比高达1.7:1。
有鉴于此,在为场地大屏幕彩显系统选配UPS时,一定要预留足够的功率裕量。因此,按照大屏幕彩显系统的最大运行功耗来选配UPS的功率,并将其供电系统的零线电缆截面积增大为相线电缆截面积的1.5倍。
(2)场地音响功放系统
众所周知,由于音响功放设备及大功率扬声系统经常是在功放音乐信号/语言信号的条件下运行的,信号强弱的波动范围很大。其中,音乐信号的强弱起伏最大。就一般的音乐信号而言,其峰值功率会比其额定功率高出2～3倍。为了使这些音响功放设备能长期可靠地运行,应为它们预留适当的功率裕量。在实际工作中,常将功率裕量设定为≥最大不失真功率P0。P0这个参数的定义是:在负载为8Ω时,在确保供电电源的总电压谐波失真(THDV)不大于1%的条件下,这套功放设备所应输出的连续正弦波的功率。根据相关的经验数据,宜将音响功放设备的额定功率取为其功放最大不失真功率的1/2左右。为此,在选配UPS的输出功率时,要考虑此项运行参数。在充分考虑到UPS的过载能力的前提下,选择UPS的输出功率。