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电源技术研究与设计熔融碳酸盐燃料电池电解质研究余晴春，吴晓梅，吴益华，朱新坚，曹广益（上海交通大学燃料电池研究所，上海204⑴酸盐中，并迁移到阳极被H2还原成金属Ni，造成电池短路，影响了使用寿命。为解决这一技术难点，延长MCFC的使用寿命，经优化计算得到了三元碱金属碳酸盐（0.474Li+0. 326Na+0.2K）C3提出了用ICP法测定NiO在该碳酸盐中的溶解度，以及不同的气体组成和压力对NiO溶解度的影响；同时用电化学测试的方法对2在该电极体系的还原行为进行了研究。为NiO在不同的熔盐组成和气氛下的溶解度。

从表中可以看到，当C2的分压较低时，NiO在不同成分熔盐中溶解度基本相等，而当C2的分压提高时，NiO在Li/K中的溶解度比在L/Na中高出2.5倍，而在优化的熔盐中的溶解度基本与在Li/Na中接近。

表1NO在不同气氛和熔盐组成下的溶解度当改变扫描速度B寸，峰值电位不变而峰值电流密度与扫描速度的平方根成正比，如所示。这表明O2在Au电极上的反应是一个传质控制过程。

交流阻抗谱图（）也证明了这一还测定了气体的压力对NiO溶解度的影响。由可以看到，随着气体总压的增力口，NiO的溶解度也随着增加。这是由于NiO在该熔盐中也遵循酸性溶解的机理，当总压升高时，CO2的分压也随着升高，导致熔盐的酸性增加，溶解更多的NiO.随着压力的增加，溶解氧的浓度增加，表现为峰值电流的增大。

NiO的溶解度随压力的变化曲线O2在不同熔盐中的交流阻抗点。在谱图中，未见半圆，说明电荷传递过程迅速；在低频附近，接近45°的直线，说明传质过程较缓慢。且在（0.474Li+对阻抗是小的，说明O2在该溶盐中的溶解度较高，有利于电化学反应的进行，提高MCFC的发电效率。

经优化计算得到的三元碱金属碳酸盐（0. 474Li+0.326Na+0.2K）CO3由于NiO在其中的溶解度较小而O2的溶解度较高，可作为MCFC的电解质。

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针对该机房现况和改造要求，拟定几种方案比较如下：

 方案A：实现“双UPS系统的双总线”结构的供配电模式，其示意图见图3，该方式是将容量相等、组合方式相同的两套UPS系统，相互线路独立、全容量互备的供电方式直到机架：
图3
 方案B：实现“单UPS系统+AC+集中式STS的双总线”结构的供配电模式，其示意图见图4；


图4
 方案C：实现“单UPS系统+AC+机架模块化STS的双总线”结构的供配电模式，其示意图见图5；

图5
5. 三种方案的优缺点比较（见下表4）：


内容
方案A
方案B
方案C
系统
组成
1.?1250A?–ATS柜，4组；
2.?300kva 2*（2+1）UPS、830KVAh蓄电池组，4组；
3.?STS配电柜，m组；
1.?1250A?–ATS柜，4组；
2.?300kva（2+1）UPS、830KVAh蓄电池组，2组；
3.?STS配电柜，m组；
1.?1250A?–ATS柜，4组；
2.?300kva（2+1）UPS、830KVAh蓄电池组，2俎；
3.?STS模块，237只；
优点
1.?两套独立UPS系统，配电结构比较清晰；
2.?市电中断时，后备时间长；
3.?系统的可靠性高；
1.?相比方案A投资较少；
2.?相比方案A占地面积小；
3.?相比方案A后期维护的量和费用要少；
1.?相比方案A/B，投资最少；
2.?占地面积最小；
3.?后期维护费用最少；
4.?单STS模块单点故障时影响面最小；
5.?系统可维护性高；
6.?改造过程不需中断业务；
7.?改造后单机架用电可远程监控；
缺点
1.?总体投资大；
2.?占地面积大；
3.?后期维护的量和费用高；
4.?STS设备形成新的单点故障点，STS数量越少逻辑位置越靠前，单点故障的影响面越大；
5.?系统可维护性低；
6.?改造后机架不可远程监控；
1.?市电中断后，电池后备时间短；
2.?STS设备形成新的单点故障点，STS数量越少逻辑位置越靠前，单点故障的影响面越大；
3.?系统可靠性、可维护性低
4.?改造过程需长时间中断业务；
5.?改造后机架不可远程监控；
1.?市电中断后，电池后备时间短；
2.?STS设备可能形成新的单点故障点多；
可行性分析
改造过程需长时间中断业务，没有足够可用的物理空间，在本项目中实际不可行
改造过程需长时间中断业务，在本项目中实际不可行
改造过程仅部分设备可能有计划地短时断电，方案可行、可控

6. 双电源互切间隔的技术要求：?
?
1) 对于服务器等计算机类的负载设备，其电性能的指标要求并不高，但为屏蔽单点故障，其对双电源之间的互切时间间隔有着严格要求，具体参数要求见下表5：?
性能指标
计算机类负载的要求
电压稳定精度
+15%，-20%、+20%，-35%
波形失真度
有效值峰值变化=稳压精度范围
三相电压不平衡度
<5%
频率变化范围
+200%/-10%??????
市电掉电时转换时间（ms）
<10

2) IT设备输入电压与时间关系的参数曲线见下图6（IEC-62040-3标准）：

?
图6
可见切换时间有严格规定。电力自动转换开关的切换时间与该开关容量、开关切换瞬间两路电力的相位差、幅值差有着密切关系。为确保用电安全，其原则是先断后通，其时间间隔在满足设备运行（不断电的）不受影响的前提下（小于图7中IEC标准的10ms），尽可能小。?
本公司常年供应各种知名品牌UPS电源、EPS电源、直流屏蓄电池，精密空调等（可以开授权，提供厂家质保函，原厂证明）全国各个省市都有工程师，客户的满意是我们永远的追求。

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