淺談UPS蓄電池在線監測系統的重要性

李明

摘要：分析UPS蓄電池在線監測系統在地球站的必要性、系統組成及工作原理，介紹UPS蓄電池在線監測系統在地球站的實際使用情況，以體現其在UPS電源可靠運行中的重要性。

關鍵詞：模塊；監測；預警

中圖分類號：TN86 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）01-0221-02

地球站各項業務穩定運行的基本條件之一是保障可靠的電力供應，UPS電源在供電安全、不間斷供電方面具有極為重要的作用。UPS是一種具有儲能裝置，恒頻恒壓的不間斷電源，由整流器、逆變器、蓄電池組和靜態開關組成，主要提供電能給負載。當輸入市電正常時，負載使用的電能由UPS將市電穩壓后提供，此時UPS就像是一臺交流穩壓器，同時蓄電池組的充電也由它來完成；當市電輸入中斷時，UPS立即將蓄電池組的電能，通過逆變轉換的方法將220V交流電繼續供應給負載使用，以便負載保持正常工作狀態，保護負載硬件、軟件不受損壞。所以，在UPS的工作中蓄電池有著重要的作用。我站的UPS蓄電池組有32塊電壓12V的蓄電池組成，如何知道這32塊蓄電池的“健康”狀況，及時發現個別蓄電池早期失效及容量不足等問題呢？蓄電池在線監測系統能通過對各個蓄電池的檢測，及時發現異常問題，并在電腦界面上展示出來，從而提高UPS蓄電池供電的可靠性，為科學運行提供了依據。

1 蓄電池在線監測系統的基本原理

蓄電池在線監測系統實現了監測與控制技術，它包括用于遠程監控的遠程監控終端系統，用于數據傳輸的遠距離傳輸系統以及用于對現場數據進行監測與控制的現場設備監測與控制系統。現場設備監測與控制系統主要是對蓄電池的各個狀態參數進行監測，然后通過遠距離數據傳輸系統將采集來的數據傳動到遠程監控終端系統，遠程監控終端系統對數據進行分析處理。

UPS蓄電池在線監測系統由三個相對獨立的模塊組成，TV模塊、TC模塊與收斂模塊（環境動力監控主機）組成。可以實時采集電池組的電壓、內阻、溫度、電流。實現電池故障的早期預報，降低電池風險。帶有數據保存功能，并可通過RS485或網絡口上傳數據，通過瀏覽器訪問平臺即可完成數據查閱、報警處理、管理等日常工作。系統拓撲圖如下圖1。

2 各部分的功能

（1）TC模塊。TC模塊可以采集每組電池的環境溫度及充放電電流，由UART總線互連后連接到收斂模塊（環境動力監控主機）上，與收斂器進行通訊。（2）TV模塊。TV模塊能夠監測單個電池的溫度與電壓，并且將監測到的數據通過通信口傳送給收斂模塊（環境動力監控主機）。TV模塊是由電池進行供電的，2V模塊的最大功率小于0.03W，12V模塊的最大功率小于0.05W。TV模塊自身沒有告警判斷功能。（3）收斂模塊（環境動力監控主機）。收斂模塊（環境動力監控主機）為一管理軟件，從TV模塊中逐個讀取電壓與溫度值，并進行分析處理與顯示，可以將數據通過網絡實時傳輸到中心平臺，提供數據查看及遠程控制，實現遠程集中管理。主要完成查詢，設置系統借點設備的相關參數并實現數據庫的管理和查詢。提供系統操作員添加、刪除及修改功能，用戶可以方便的設置其權限；為用戶提供遠程監視信息以及方便用戶操作遠程設備，一旦系統出現告警信息，如蓄電池單體電壓速降等運行故障能及時通知工作人員進行處理；完成設備通訊參數的設置，以確保用戶能通過該系統實現遠程監控功能；完成一些報表查詢的功能，具備了蓄電池容量在線分析功能；負責系統服務器的數據庫管理及維護功能。

3 蓄電池在線監測系統的作用

（1）維護簡單、快捷、安全、可靠。蓄電池在線監測系統每時每刻都在監測著每一節蓄電池的電壓、充放電電流、內阻、溫度等參數，時刻檢測判斷電池的狀況，蓄電池的各項數據值班人員可以在計算機上隨時看到，能夠及時、全面了解蓄電池的狀況。一旦出現危險隱患，系統便會以聲光的形式發出告警，提醒值班人員及時處理，避免發生事故，可以使UPS供電的可靠性和安全性得到極大地提高。（2）可以延長蓄電池組的使用壽命。蓄電池在線監測系統的投入使用，使整組蓄電池減少了因個別蓄電池劣化而造成損壞的可能，由此使蓄電池組的使用壽命得到了延長。（3）人員傷害事故減少。蓄電池在線監測系統可以自動完成蓄電池參數的檢測，不需要工作人員到UPS蓄電池組現場進行接線、測量，這樣人員傷害事故的可能性就得到了減少，同時由于檢測造成檢測設備損壞的可能性也可以避免。

4 蓄電池在線監測系統的主要功能

（1）時刻全面掌握蓄電池狀況。蓄電池在線監測系統每時每刻都在監測著每一節蓄電池的電壓、充放電電流、內阻、溫度等參數，工作人員可以依據監測數據對蓄電池狀態進行實時綜合分析，對蓄電池的狀況全面掌握。（2）檢測蓄電池內阻。蓄電池在線監測系統可以設定人工發布命令或自動定時，隨時檢測全部蓄電池的單體電池內阻。（3）快速巡檢。蓄電池在線監測系統對總電流、總電壓、單體電池電壓、電極溫度可進行快速巡檢。（4）提前預警功能。蓄電池在線監測系統時時對電池的狀況進行判斷，一旦出現隱患，系統將發出聲光告警，工作人員可以適時得到提醒，以便及時處理隱患，避免發生事故。（5）全程記錄充放電過程。蓄電池在線監測系統可以對蓄電池的放電過程、自動均充過程進行全程記錄。電池監測儀可以對單個電池和電池組的放電容量和充電容量進行自動測試。充電及放電過程可以在遠程查看，放電時放電電流和電池組電壓以及各電池的電壓變化也可以全過程監測。

5 結語

UPS由整流器、逆變器、蓄電池組及靜態開關組成，其中UPS供電系統的最后一道保障無疑是蓄電池，作為UPS電源的最后保障，其工作狀態的好壞將直接影響到的工作是否正常，所以對蓄電池健康狀況的了解就顯得尤為重要。而蓄電池在線監測系統能及時發現個別蓄電池容量不足及早期失效等問題，從而為UPS蓄電池供電提供了科學運行的依據，并提高了給UPS供電的可靠性。