ups不間斷電源維修|智能蓄電池單體監測系統

文章來源：admin 發布時間：2017-03-28 09:08:23 瀏覽：0 次

ups不間斷電源維修|蓄電池在數據中心領域是一個故障高發點。鼓脹、短路、漏液,嚴重時導致起火,造成的損失令人觸目驚心。國內外多個IDC機房均有電池起火的慘痛教訓。

如何防患于未然?UPS主機或直流電源自帶的電池監測系統很難完成此項重任。這些監測系統通常只能監控整組電池的電壓、電流和環境溫度。對于每節電池單體的溫度、電壓和電流以及關鍵的電池內阻值無法做到在線監測,所以不能做到提前預警。電池長期處于浮充狀態時,測得的電池端電壓是一個浮值,故障電池和正常電池的端電壓沒有明顯區別,在電池浮充期間,只監測電池電壓和電流,無法在線檢測出故障電池。只有在蓄電池放電時,故障電池的端電壓將急劇下降。同一型號、同一批次的電池內阻值,在使用初期,參數往往相近,當電池老化或故障(斷路、短路、電池端子虛接)時,其內阻值會發生顯著變化。通過監測電池內阻值的相對變化,就可以實現電池故障提前預警。由此可知,在線監測單節蓄電池的內阻和溫度才是重中之重。有關標準在這點上均有明確要求:GB50174《電子信息機房設計規范》要求A級機房監測每一節蓄電池的電壓、阻抗和故障。美國電信聯合會TIA942要求Tier4機房必須配置在線自動檢測系統,監測每節電池電壓、溫度和內阻。

ups不間斷電源維修智能電池單體監測系統歷經三代的發展。第一代電池單體監測系統只檢測電池電壓和電流,只能在電池放電情況下,通過檢測電池端電壓發現故障電池;第二代集中式監測系統除了具備第一代系統功能外,還可以監測電池內阻。第二代采用集中式采集結構,基本能判斷單個電池故障。集中式通常采用非插拔式端子,故障發生時更換不易,接線繁瑣容易出錯,端子密集可能導致接線混亂和累積成高危險電壓;第三代采用分散模塊化結構,可以監測單節電池的電壓、內阻、溫度等。具備完善的告警和預告警功能。模塊化簡化了系統結構,使安裝和維護更加方便快捷。圖1為模塊化電池單體系統連接示意圖。

1 單體電池內阻測量方法

智能單體監測系統通常采用兩種方法來檢測電池內阻。

(1)直流法

如圖2所示。電池向檢測模塊放電;測量電池放電電壓穩定后的瞬間恢復電壓差ΔU=U2-U1;

測量放電電流值I;

計算出電池內值Ri=ΔU/I。

ups不間斷電源維修用戶對直流法的疑慮是直流法在電池放電過程中是否對電池有損害?新型的智能檢測系統采用脈寬調制放電模式,盡量減少放電時對電池的損害。艾特網能單體監測系統采用先進的四線內阻檢測法可以極大的降低線路阻抗對電池內阻檢測的影響,數據準確合理。圖3為四線內阻檢測法的原理圖。

(2)交流法

交流檢測法的檢測曲線如圖4所示。電池實際上等效于一個有源電阻。給電池施加一定頻率和一定電流(目前一般使用100Hz～1kHz頻率、50mA小電流);然后檢測出相應電池電壓的反饋變化,對其反饋電壓進行采樣,經過整流、濾波等一系列處理后,通過計算得到該電池的內阻值。

ups不間斷電源維修用戶對交流法的疑慮是檢測過程中注入的交流信號是否會對系統產生*?優化的交流測試系統多采用非注入方式,充分利用電池的充電紋波來進行測量。

兩種方法各有利弊。在充電電壓紋波較小時,直流法更加準確可靠。在電池充電壓紋波較大時,直流法會受到很大*,交流法更加精準。艾特網能電池單體監測系統采用了兩種測試方法兼容模式,系統可以根據充電紋波自動選取最佳檢測方式。

2 溫度測量方法

傳統型集中式蓄電池內阻在線監測系統的溫度檢測,僅檢測1～4路溫度,且檢測的是環境溫度或者是蓄電池組的表面溫度,不能真實的反映單個蓄電池的內部溫度。艾特網能電池采集模塊的溫度探頭,直接集成在測量線束上。可直接采集每節蓄電池的極柱溫度(見圖5)。一方面可有效地避免單節電池熱失控現象的發生,另一方面也可檢測電池大電流放電時極柱溫升情況,避免電池電纜過熱。同時具有環境溫度檢測功能,可實現電池溫升報警、溫度報警等功能。智能監測系統可以在電池極柱溫度異常升高時,自動脫扣電池開關,切斷電池充放電回路,有效避免火災的發生。檢測每節電池的極柱溫度對蓄電池火災早期預警意義重大。

3 電池的自動均衡

艾特網能智能電池管理系統能實現電池在線自動均衡功能。可消除電池間的差異,保證組內電池的一致,提高電池的使用率。電池在浮充狀態時,系統通過電壓檢測,一旦發現某節電池電壓超過平均值或基準值的一定比例,系統進入均衡處理過程。電池均衡電路采用MOS開關對電池進行旁路脈沖式放電,防止電池過充,實現電壓均衡(見圖6)。