但VRLAB電池的實際使用情況并不令人樂觀,在使用3~4a后,大部分電池組很難通過容量檢測,只有少數能超過6a。由于免維護,許多VRLAB電池應用部門減少了蓄電池維護的人員和精力,而且對于此類蓄電池維護,經常缺乏訓練有素的人員。很多情況下是在市電停電后才發現蓄電池放電容量達不到設計要求,甚至有的電池組的容量達不到額定容量的50%還在繼續工作。
因此,VRLAB電池出現的故障類型和次數反而明顯高于傳統的蓄電池。傳統蓄電池最基本的故障是正極板腐蝕引起正極活性物質喪失,而VRLAB電池產生故障的原因卻很多,如板柵腐蝕及增長問題,甚至極柱從蓄電池蓋突出造成酸霧泄漏;由于電池失水過多,甚至干涸而引發的性能變壞,如內阻增加,熱失控等;電池性能不均勻,個別電池的提前失效問題或由于長期缺乏有效的性能監控及檢測手段,導致直流系統事故的發生,給企業安全運行造成隱患甚至巨大損失。
UPS蓄電池預警儀系統
UPS蓄電池預警儀系統由傳感器模塊、匯聚模塊、顯控模塊及相關軟件組成,UPS蓄電池預警儀系統結構如圖所示。

①傳感器模塊。完成對單電池內阻、單電池電壓、單電池溫度數據實時在線采集,并將數據傳給匯聚模塊。高精度、高時效的傳感器模塊采用模塊化設計方案,兼顧了專用化與通用化原則,配置靈活,根據采樣點種類及規模的需求,各個模塊可單獨使用,亦可自由組合,能適應不同的監測場合。
②匯聚模塊。通過總線控制傳感器模塊工作,收集傳感器模塊采集的數據,并檢測電池充放電電流,完成對蓄電池組中每個單電池的內阻、電壓、溫度監測管理數據的通信、存儲和查詢功能,一個匯聚模塊可接入最多240個傳感器模塊。匯聚模塊可以直接將數據通過MODBUS遠傳到顯控模塊或機房的計算機監控終端。
③顯控模塊。為現場操作裝置,采用觸摸屏實現就地操作,顯控模塊與匯聚模塊通信,實時提取數據,實時顯示數據,智能分析數據,對異常的電池運行情況進行及時報警,并具有遠程通信接口、聲光報警及報警輸出接點。顯控模塊也能將數據通過TCP/IP或MODBUS協議,遠傳至計算機監控終端。
UPS蓄電池預警儀系統軟件
蓄電池預警儀軟件可以安裝在普通客戶端,能夠實現電池組的管理、參數設置、趨勢分析、通信設定、時間校正等功能。用戶可以利用該軟件增加電池組,修改電池組屬性、修改報警參數、校正系統時間,提取當前監測數據、提取歷史監測數據,還可以對所有監測參數進行時間段趨勢變化分析,生成曲線和圖表,通過曲線可以直觀分析出監測參數在某時間段的變化過程,通過直方圖可以看出單體電池的不一致性等。生成的曲線和圖表可以隨時打印。
UPS蓄電池預警儀系統原理
電池的運行參數主要受充電電源的控制,尤其是電池的浮充電壓,電池不能長期工作在偏高(或偏低)的浮充電壓下,浮充電壓的測量需具有高準確度、高抗共模干擾性能。
在線測量每個單電池的內阻是系統的核心技術之一,測量準確度直接關系到分析的準確度,在線測量需要解決充電機和用電負載干擾的問題。電池的內阻是μΩ、mΩ數量級的參數,常規的測量方式得不到有意義的數值。結合電力電子技術和DSP數字信號處理技術、無損測量技術的綜合應用,實現對內阻的高精度測量的同時,不會對電池產生任何損傷。
通過對系統每一節電池的電壓、內阻、電流和溫度數據及其變化進行綜合分析,可以發現超越電池參數極限的事件。這些事件包括:充電電流過大、放電電流過大、電池組浮充電壓高、電池組浮充電壓低、電池組過放電、單電池浮充電壓高、單電池浮充電壓低、單電池過放電。
根據國際標準IEEE1188要求,當內阻等參數的變化發生超限時,必須對電池進行檢查或維護。故在線實時電池監測由于能測量出單電池內阻,從而可提前預報電池失效。
UPS蓄電池預警儀系統特點
①高可靠性。該系統應用于對可靠性要求很高的場合,對用戶設備不產生任何附加干擾,保證用戶設備同監測系統共同長期穩定工作,系統具有較好的容差和容錯能力,避免誤報警。
②可擴展和網絡化。該系統滿足UPS蓄電池應用的大部分場合及不同配置的電池,包括電力、電信、石化等行業。可以根據電池的數量、規格和擺放形式來靈活配置。系統可擴展放電測試設備,自動完成放電測試。系統設計有通信接口和多種網絡方案。
③活化放電。系統可擴展測試容量設備對單電池或整組電池進行放電測試。系統自動采集放電數據,實時計算電池的放電容量,在電池組中容量最小的電池達到放電下限電壓時結束測試。
④24h實時監控,由被動式的事故后處理轉變為主動式的提前預警,提前發現蓄電池組中的劣化電池,減少不合格的蓄電池爆炸對人員造成的意外傷害。