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類型分類：: 科普知識

數據分類：: 導軌式開關電源

PULS普爾世

發布日期：2022-04-26 點擊率：221 品牌：普爾世_PULS

美國某城市的污水處理系統由污水收集和污水處理兩部分組成，如圖1所示。其中的污水收集系統先將住宅污水借助地勢差通過管道匯聚到提升站，在提升站由水泵將污水提升，再通過管道匯聚到下一級的提升站，如此經過多個提升站后到達污水處理廠集中進行處理。

圖1 城市污水收集處理系統關系圖

其中，提升站的主要功能是實時監測污水量，并相應地對水泵的輸出功率進行控制，以保證收集的污水被及時地提升并排至下一級提升站，如果因為水泵排水不夠而造成污水溢出，運營企業會受到非常嚴厲的懲罰，這部分控制功能主要通過一個PLC系統實現；另一方面，污水處理廠要對其所屬的提升站進行實時的遠程監控，統籌安排污水收集量和處理量，如在某些提升站出現異常情況時，采取分流等補救措施等，這就要求各個提升站與處理廠之間有實時通訊通道，這里通過一個無線通訊器來實現。PLC系統和無線通訊器等安裝在圖2所示的控制柜中。

圖2 污水處理廠對各個提升站進行實時遠程監控

與所有過程控制系統一樣，可靠性是污水收集處理系統最重要的指標之一，這也體現在對提升站控制柜的供電方案選擇中。PULS普爾世為此提供了安全可靠的、不間斷的電源解決方案：只需要一臺直流不間斷電源控制器和一臺12V電池，就可以在正常工作模式和電網斷電模式(緩沖模式)下提供雙路輸出。該直流不間斷電源有24V和12V兩路輸出，在電網斷電時只需要一臺12V電池來提供緩沖能力。

該方案的優點在于：第一，如圖3和4所示，用戶可以節省一臺開關電源、一臺不間斷電源控制器和一塊電池，占用更小的空間實現所需的功能。

圖3 常規的DC-UPS解決方案

圖4 普爾世的DC-UPS解決方案

第二，在緩沖模式下，不間斷電源管理器也能夠輸出穩定電壓。如圖5所示，通常的直流不間斷電源在緩沖模式（即電網斷電由電池供電）下，輸出電壓會隨著電池的放電而降低，整個放電過程中電壓變化可能超過幾伏，在最后的約五分之一時間里的電壓還可能低于20伏，而且也無法很好的滿足負載的峰值電流需求。而普爾世的不間斷電源在緩沖模式下仍可以保持恒定的輸出電壓，具有5秒內的50％額外功率，在保持電壓的條件下，可以輸出150％的額定電流，使負載能夠“享受”到有如優質的開關電源一樣的穩定電壓。

圖5 DC-UPS在緩沖模式下的輸出電壓

第三，精確的電池管理避免電池過充、欠充或深度放電，延長電池的使用壽命。熟悉電池管理的人都知道，在一定環境溫度下的電池有一定的滿充電壓(End-of-Charge Voltage)，充電電壓與該滿充電壓完全一致時，電池可以具有最長的使用壽命；據統計，如果充電電壓高于或低于滿充電壓0.6V，就可能導致12V鉛酸電池使用壽命減少約一半。如圖6所示，采用兩塊12V電池串聯的方案，由于兩塊電池的內阻很難相同，保證精確的總充電電壓也不能保證每塊電池上的電壓，而且如果其中一塊電池損壞了，往往要同時將兩塊電池更換掉，以減少兩塊串聯電池的內阻差；而普爾世的不間斷電源只需對單個12V電池充電，用戶可以通過面板上的“滿充電壓旋鈕End-of-Charge Voltage”，根據現場的環境溫度精確設定滿充電壓，電池則會被充電至該電壓，保證最優的使用壽命。

另外，電池如果經常被深度放電，也會大大減少使用壽命，而這在實際應用中經常會出現。電網斷電后，負載由直流不間斷電源供電，假設在最初的5分鐘時間里，直流不間斷電源可以輸出20V以上的電壓，并保證負載的電流需求；5分鐘之后，電壓降至20V之下，負載已經無法工作，而電池卻一直在放電，如果電網在很長時間無法恢復，負載也不能被及時切斷，電池可能會最終被完全放電，這對電池壽命危害極大，而這部分電能流失毫無意義，非常浪費。選用普爾世的直流不間斷電源控制器，用戶可以通過面板上的“緩沖時間限制器Buffer-time Limiter”根據預計所需的緩沖時間設定一個限值，或者在“禁止Inhibit”端口施加一個脈沖信號，以終止電池放電，避免上述情況的發生。

圖6 DC-UPS的充放電管理

第四，根據所需的緩沖時間，可以與任意的12V免維護鉛酸蓄電池搭配使用。市場上的鉛酸電池種類很多，很多用戶希望能夠自行選配電池，或者希望能夠在進行維護時自行更換電池。如圖7所示，普爾世的直流不間斷電源方案里可以選配任意品牌的電池，而且非常便于裝卸，但在選用時要注意：電池質量差別很大，即使標定相同Ah的電池能提供的緩沖時間差別也很大，如果要保證所需的緩沖時間，要提前進行相應測試。而普爾世的電池則配有詳細的緩沖時間輸出電流曲線，如圖8所示。