ups不間斷電源修理|智能蓄電池單體監測體系在數據中心領域是一個毛病高發點。鼓脹、短路、漏液,嚴重時導致起火,形成的丟失令人觸目驚心。國內外多個IDC機房均有電池起火的慘痛教訓。
怎么防患于未然?UPS主機或直流電源自帶的電池監測體系很難完成此項重擔。這些監測體系一般只能監控整組電池的電壓、電流和環境溫度。關于每節電池單體的溫度、電壓和電流以及要害的電池內阻值無法做到在線監測,所以不能做到提早預警。電池長時間處于浮充狀況時,測得的電池端電壓是一個浮值,毛病電池和正常電池的端電壓沒有顯著差異,在電池浮充期間,只監測電池電壓和電流,無法在線檢測出毛病電池。只有在蓄電池放電時,毛病電池的端電壓將急劇下降。同一類型、同一批次的電池內阻值,在運用初期,參數往往附近,當電池老化或毛病(斷路、短路、電池端子虛接)時,其內阻值會發作明顯改變。經過監測電池內阻值的相對改變,就能夠完成電池毛病提早預警。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。有關規范在這點上均有明確要求:GB50174《電子信息機房規劃規范》要求A級機房監測每一節蓄電池的電壓、阻抗和毛病。美國電信聯合會TIA942要求Tier4機房有必要裝備在線主動檢測體系,監測每節電池電壓、溫度和內阻。
智能電池單體監測體系歷經三代的開展。第一代電池單體監測體系只檢測電池電壓和電流,只能在電池放電狀況下,經過檢測電池端電壓發現毛病電池;第二代集中式監測體系除了具有第一代體系功用外,還能夠監測電池內阻。第二代選用集中式收集結構,基本能判別單個電池毛病。集中式一般選用非插拔式端子,毛病發作時更換不易,接線繁瑣容易犯錯,端子密布可能導致接線混亂和累積成高風險電壓;第三代選用渙散模塊化結構,能夠監測單節電池的電壓、內阻、溫度等。具有完善的告警和預告警功用。模塊化簡化了體系結構,使裝置和維護愈加便利快捷。圖1為模塊化電池單體體系銜接示意圖。
1 單體電池內阻丈量辦法
智能單體監測體系一般選用兩種辦法來檢測電池內阻。
(1)直流法
如圖2所示。電池向檢測模塊放電;丈量電池放電電壓穩定后的瞬間康復電壓差ΔU=U2-U1;
丈量放電電流值I;
核算出電池內值Ri=ΔU/I。
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危害?新式的智能檢測體系選用脈寬調制放電形式,盡量削減放電時對電池的危害。艾特網能單體監測體系選用先進的四線內阻檢測法能夠極大的下降線路阻抗對電池內阻檢測的影響,數據精確合理。圖3為四線內阻檢測法的原理圖。
溝通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。給電池施加必定頻率和必定電流(現在一般運用100Hz～1kHz頻率、50mA小電流);然后檢測出相應電池電壓的反應改變,對其反應電壓進行采樣,經過整流、濾波等一系列處理后,經過核算得到該電池的內阻值。
用戶對溝通法的疑慮是檢測過程中注入的溝通信號是否會對體系發作*?優化的溝通測驗體系多選用非注入辦法,充分利用電池的充電紋波來進行丈量。
兩種辦法各有利弊。在充電電壓紋波較小時,直流法愈加精確牢靠。在電池充電壓紋波較大時,直流法會遭到很大*,溝通法愈加精準。艾特網能電池單體監測體系選用了兩種測驗辦法兼容形式,體系能夠依據充電紋波主動選取最佳檢測辦法。
2 溫度丈量辦法
傳統型集中式蓄電池內阻在線監測體系的溫度檢測,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外表溫度,不能實在的反映單個蓄電池的內部溫度。艾特網能電池收集模塊的溫度探頭,直接集成在丈量線束上。可直接收集每節蓄電池的極柱溫度(見圖5)。一方面可有用地避免單節電池熱失控現象的發作,另一方面也可檢測電池大電流放電時極柱溫升狀況,避免電池電纜過熱。一起具有環境溫度檢測功用,可完成電池溫升報警、溫度報警等功用。智能監測體系能夠在電池極柱溫度反常升高時,主動脫扣電池開關,堵截電池充放電回路,有用避免火災的發作。檢測每節電池的極柱溫度對蓄電池火災前期預警含義嚴重。
3 電池的主動均衡
艾特網能智能電池辦理體系能完成電池在線主動均衡功用。可消除電池間的差異,確保組內電池的共同,進步電池的運用率。電池在浮充狀況時,體系經過電壓檢測,一旦發現某節電池電壓超過平均值或基準值的必定份額,體系進入均衡處理過程。電池均衡電路選用MOS開關對電池進行旁路脈沖式放電,避免電池過充,完成電壓均衡(見圖6)。
4 電池活化功用
在均衡電路基礎上,可進一步供給活化功用。體系經過內核的算法,斷定脈寬調制的占空比,并發出活化均衡操控信號來操控MOS管變頻高速通斷,到達對該節電池進行小電流瞬時的可控充放電(斷開時康復充電),然后完成對該節電池的激勵作用,繼續高頻沖擊和破碎電池內部硫酸鹽層,活化電池。圖7為破碎硫酸鹽層的相片。
5 體系的裝置和維護
模塊化的規劃使工程裝置極端便利。
(1)電池收集線纜
選用雙****線鼻和插拔線纜組合辦法,便利施工裝置和線纜更換。在電池裝置時,將墊片一起預裝,可大節操省電池監控體系裝置工時。電池收集線纜見圖8。
(2)電池收集模塊體積細巧,直接粘在蓄電池外表
選用配套專用丈量線纜,丈量線纜能夠隨時從電池收集模塊上拆卸。通訊線選用網線串接在各個電池收集模塊之間(*形式不需要通訊線),模塊裝置選用戲法貼裝置辦法,便利模塊的檢測、拆裝和再利用。
(3)選用主控顯現和渙散模塊丈量電池數據
各單元間選用總線辦法數據銜接,從電池柜中僅需引出1～N根通訊線(依據電池組數而定,*辦法不需要)即可,大大削減傳統電池監測體系的工程施工量。監控單元選用19寸機架結構,能夠直接裝置在規范機柜內,或直接掛墻和掛電池柜上,便利裝置。圖9為智能電池監測體系現場裝置圖。
6 結束語
智能蓄電池單體監測體系彌補了UPS自帶整組電池監測體系的短板,使電池維護智能數據化,實時在線地監測每節單體,高效精確地發現單體電池毛病，做到毛病提早預警，有用避免了機房嚴重事故的發作，還能做到電池均衡和活化，是中高端數據中心生命周期辦理中必不可少的安全維護體系。
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