复华蓄电池MF12-40

计算机房UPS系统电池组，是在电网突然停电时，**系统供电的重要部件。其工作正常与否，直接涉及机房中计算机、网络等设备的安全和信息系统的数据安全，是信息系统安全生产的重要环节之一，必须给予高度重视。
据统计，UPS系统的故障由电池组引起的约占70%左右。一种故障表现为某些电池内阻升高，影响到整个电池组不能正常放电，在电网突然停电时导致UPS逆变器停止工作，负载掉电。更为严重的是某些电池内阻升高未能及时发现进行更换，会引起内部发热内压增高而。另一种故障表现为，由于电池参数的不一致某些电池容量下降，放电时电压降落加速，使有效后备时间减少，需及时更换。

电源监测子系统就是针对以上需求开发的，通过对电池组中每一块电池进行实时监测，及时发现电压过高或忽高忽低（内阻增大），以及电压过低（容量降低）的现象，及时，并对历史数据提供必要的分析，做到对电池组的正确维护保养，从而保证UPS系统的工作正常。


2. 系统组成与结构

图1：电源及环境监控系统组成框图






系统采用CAN总线连接技术，各采样模块并联在CAN总线上。模块有电池采样模块（DCU-A）、三相电压及相序采样模块（DCU-E）、单相电压采样模块（DCU-H）、电流采样模块（DCU-F）、控制模块（DCU-C）等类型，每个DCU-A模块可连接4节电池。CAN总线可连接分布在不同楼宇内的UPS和电池组监测模块，所有采样模块由网络集中控制器（NCU-A）集中控制。NCU-A有液晶屏显示和音响告警，具有对采集的数据进行显示、和控制功能，它有六个CAN接口和一个TCP/IP接口，通过TCP/IP（RJ45）接口可与局域网（LAN）连接，可在局域网微机上显示采样数据，进行，以及统计分析和发送控制到CAN总线的控制模块对被控设备进行开关复位等。可以通过计算机网络远程使用UPS电源电池监测系统，随时查看电源和电池组每节电池的电压情况和机房环境等，并可进行远程控制。


3. 系统的功能及特点

（1） 对UPS电池组中每一块电池的电压进行在线采样，实时监测每一节电池的电压波动情况。
（2） 对UPS输入/输出电压电流和相序进行在线采样，实时监测外电供电电压、电流、相序和UPS输出电压、电流及相序状况。
（3） 实时采样机房温度、湿度和烟雾传感数据。
（4） 采集到的各种数据进行屏幕呈现和高低门限（范围额度）判断，对**限者进行声音和红色文字显示。
（5） 对各种设备进行远程控制、开关复位。
（6） 网络集中监控器可使用，对采样数据进行显示和控制，也可通过TCP/IP网络与计算机相连，进行历史数据的转储和统计分析。
（7） 利用企业网的数据库服务器和WEB服务器，实现浏览器方式的在线监测、、分析功能。
（8） 多种监测结果的呈现方式：

·网络集中监控器自带的彩色液晶显示和音响。
·后台管理微机远程图表显示、。
·浏览器网上监视查看。


4. 系统使用情况

该系统已在我路局和下属分局投产使用两年多时间，系统自投入运行以来一直运转正常，稳定可靠，收到很好的效果。该系统能够实时准确地提供UPS电源系统电池组每一节电池的电压情况，对电压值**出额定范围的电池进行及时，使得维护人员能够及时更换电池，避免了电池组失效和电池异常引起等危险情况的发生；使用该系统，减去了工作人员现场检测每一块电池的危险工作，也就避免了检测单块电池带给工作人员的安全威胁，减轻了值班人员的压力，为UPS电源系统运行维护提供了先进的科学手段；该系统除了能够提供对UPS电源系统和电池组每一节电池的实时检测外，还提供了对历史数据的统计分析，可以对UPS电源系统和每一节电池进行电压变化趋势分析，掌握其规律，预先把握可能的故障，从而提高了运行维护的管理水平，为安全生产提供了**。

造成复华蓄电池短路的原因有以下几个方面：

⑴、隔板质量不好或缺损，使较板活性物质穿过，致使正、负极板虚接触或直接接触。
⑵、隔板窜位致使正负极板相连。
⑶、复华蓄电池较板上活性物质膨胀脱落，因脱落的活性物质沉积过多，致使正、负极板下部边缘或侧面边缘与沉积物相互接触而造成正负极板相连。
⑷、导电物体落入电池内造成正负极相连。
⑸、复华蓄电池焊接较群时形成的“铅流”未除尽，或装配时有“铅豆”在正负极板间存在，在充电过程中损坏隔板造成正负极板相连。

化学能转换成电能的装置叫化学电池，一般简称为电池。放电后，能够用充电的方式使内部活性物质再生——把电能储存为化学能；需要放电时再次把化学能转换为电能。将这类电池称为蓄电池(Storage Battery)，也称二次电池。
复华蓄电池规格参数介绍：
保护神阀控式密封铅酸蓄电池（VRLA Battery）具有全密封、无污染、免维护、比能量高等到优良特性，是传统的开口式铅酸蓄电池的升级换代产品。
高倍放电型VRLA Battery（高率型）是在普通型基础上，在电池体积的前提下，通过改进电极结构和活性物质配方，提高电流放电能力，延长大电流放电的时间，因此特别适合于要求体积小，放电电流大的场合如UPS、起动器和电动工具等，其市场前景十分广阔。目前高倍率放电型蓄电池在世界上只有少数几家**电池公司开发成功并推出市场，国内还是空白。
高倍放电型VRLA蓄电池主要技术指标如下：
1、3C放电时间 ＞10分钟
2、浮充寿命 ＞3年 （MF系列）
＞10年（GMF系列）
3、循环寿命（50% DOD） ＞500次 （MF系列）
＞1500次（GMF系列）

它用填满海绵状铅的铅基板栅（又称格子体）作负极，填满二氧化铅的铅基板栅作正极，并用密度1.26--1.33g/mlg/ml的稀硫酸作电解质。电池在放电时，金属铅是负极，发生氧化反应，生成硫酸铅；二氧化铅是正极，发生还原反应，生成硫酸铅。电池在用直流电充电时，两较分别生成单质铅和二氧化铅。移去电源后，它又恢复到放电前的状态，组成化学电池。铅蓄电池能反复充电、放电，它的单体电压是2V，电池是由一个或多个单体构成的电池组，简称蓄电池，较常见的是6V，其它还有2V、4V、8V、24V蓄电池。如汽车上用的蓄电池（俗称电瓶）是6个铅蓄电池串联成12V的电池组。

蓄电池作为电源系统的组成部分，起着储备电能、应付电网异常和特殊工作情况、维持系统正常运转的关键作用，是需要高可靠电能**领域的后一道防线。因电池故障造成的事故或停机的损失往往远比电池的费用要高昂得多。在电池的日常维护管理中，往往由于缺乏有效的监测维护手段，不能及时准确地掌握电池状态，无法消除电池问题带来的隐患。为此，蓄电池厂商、研究人员及维护人员都在积极探索安全、可靠、高效的蓄电池监控技术。

蓄电池作为电源系统的组成部分，起着储备电能、应付电网异常和特殊工作情况、维持系统正常运转的关键作用，是需要高可靠电能**领域的后一道防线。因电池故障造成的事故或停机的损失往往远比电池的费用要高昂得多。在电池的日常维护管理中，往往由于缺乏有效的监测维护手段，不能及时准确地掌握电池状态，无法消除电池问题带来的隐患。为此，蓄电池厂商、研究人员及维护人员都在积极探索安全、可靠、高效的蓄电池监控技术。
　　
　　1蓄电池的运行监测和性能监测
　　
　　阀控铅酸蓄电池对运行要求比较严格，偏离正确的使用条件将造成严重的后果，因此对其运行参数进行监测至关重要。
　　
　　1.1蓄电池的运行监测
　　
　　（1）人工运行检查
　　
　　一般的运行维护规程要求测量电池组电压、单体电池电压和环境温度。
　　
　　电池组电压测量可以发现充电机的参数设置是否正确；单体电池电压测量可以发现其浮充电压是否正确，是否被过充电、过放电；温度测量主要用于发现电池的工作环境是否通风不良、温度过高。
　　
　　人工运行检查实时性差，操作风险大，人力成本高。
　　
　　（2）在线运行监测
　　
　　在线监测通过监测设备与电池连接，实时采集和报告电池组电压、单体电池电压、充放电电流、温度等运行参数，并进行充、放电管理，有效地弥补了人工检查的弱点。
　　
　　1.2蓄电池的性能监测
　　
　　蓄电池的运行监测仅仅能够测量电池的运行参数，准确地掌握这些参数并利用它们对电池工作环境进行调整控制，只是维持系统安全正常运转的起码条件，远未达到全面了解电池状态，及时防范因电池失效或容量衰减导致系统故障的要求。例如在实际情况中，性能劣化、容量已大幅下降的电池其浮充电压往往变化不明显，仅凭单一的在线运行监测无法辨别和处理，当放电过程中发现某电池的放电电压异常时才能发出警告，往往为时已晚。
　　
　　因此，在测量蓄电池外部运行条件的同时，监测蓄电池的性能，了解其内部状态的变化，同样具有非常重要的意义。
　　
　　（1）人工性能检查
　　
　　人工检查蓄电池性能主要依靠定期放电测试来进行。通过深度放电，发现容量下降的电池。
　　
　　人工性能检查时效性差，人为因素大，风险和成本高。
　　
　　（2）在线性能监测
　　
　　蓄电池性能的在线监测长期以来一直是应用中急切需求而又缺乏有效解决方案的难题。近年来，随着单体电池内阻精确测量技术的出现，电池监测手段发生了革命性进步，测试原则由被动监测电池外部条件发展到主动测试电池内部状态，电池内阻检测与分析已被公认为是一种迅速、可靠的诊断电池健康状况的方法。
　　
　　2蓄电池在线监测与分析技术
　　
　　为了更好地管理与维护，提高工作效率，蓄电池的维护人员希望厂商提供有效的蓄电池的监控方法和技术。北京子木智能科技有限公司开发的KOKIIBM系列产品能够系统地实时监测蓄电池外部条件和以单体电池内阻为标志的性能参数，并综合分析目标电池的保有容量和剩余电量，实现对蓄电池完整的在线运行监测与性能监测。
　　
　　2.1运行监测
　　
　　KOKIIBM系列产品能够在线监测蓄电池的组电压、单体电池电压、充放电电流、温度等运行参数，实时监控电池的运行状态。
　　
　　2.2内阻监测与落后电池甄别
　　
　　电池内阻的在线测量需要克服微弱信号捕捉、抗环境*、经验分析等诸多技术障碍，目前只有少数几家厂商有产品问世。各厂家具体实现技术的不同致使他们产品的内阻测量准确度、抗*能力和内阻数据分析效果有很大的质量差别，尤其是绝大部分厂家的产品由于无法有效解决*问题而采用放电法进行测量，即在电池两端接入放电负载，通过测量电池在放电过程中的电压变化来获取内阻值，有的厂家产品需要把电池从回路中断开，或关掉充电机，以消除充电机和用电负载的影响。由于电池的内阻很小，放电时的电压变化微弱，即使采用较大的放电电流，直接测量的精度一般也很难提高。
自行放电原因
1、复华蓄电池外部有搭铁或短路。当复华蓄电池引出导线与机体搭铁，或复华蓄电池壳体上有扳手、铁丝等导体将正负极连通，将会产生剧烈自行放电，很快将电能放完。另外，当复华蓄电池外壳、顶盖上有溅漏的电解液时，也可将正负极接线柱连通而放电
2.蓄电极隔板侵蚀穿孔、损坏，或正、负极板下的沉积物过多，这时正、负极板便直接连通而短路，引起复华蓄电池内部自行放电。
3.电解液不纯，含有杂质，或添加的不是纯清水，这时电解液中的杂质随电解液的活动附着于较板上，各杂质之间形成一定的电位差，便会在复华蓄电池内部形成很多自成通路的微小电池，使复华蓄电池常处于短路状态。试验表明，电解液中若含有1%的铁，复华蓄电池充足电后会在24小时之内将电能全部放完。
4.复华蓄电池较板本身不纯，含杂质较多，也会形成很多微小电池而自行放电。
5.复华蓄电池存放过久，电解液中的水与硫酸，因比重不同而分层，使电解液密度上小下大，形成电位差而自行放电。