但VRLAB電池的實(shí)際使用情況并不令人樂(lè)觀，在使用3~4a后，大部分電池組很難通過(guò)容量檢測(cè)，只有少數(shù)能超過(guò)6a。由于免維護(hù)，許多VRLAB電池應(yīng)用部門(mén)減少了蓄電池維護(hù)的人員和精力，而且對(duì)于此類蓄電池維護(hù)，經(jīng)常缺乏訓(xùn)練有素的人員。很多情況下是在市電停電后才發(fā)現(xiàn)蓄電池放電容量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，甚至有的電池組的容量達(dá)不到額定容量的50%還在繼續(xù)工作。
因此，VRLAB電池出現(xiàn)的故障類型和次數(shù)反而明顯高于傳統(tǒng)的蓄電池。傳統(tǒng)蓄電池最基本的故障是正極板腐蝕引起正極活性物質(zhì)喪失，而VRLAB電池產(chǎn)生故障的原因卻很多，如板柵腐蝕及增長(zhǎng)問(wèn)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(guò)多，甚至干涸而引發(fā)的性能變壞，如內(nèi)阻增加，熱失控等；電池性能不均勻，個(gè)別電池的提前失效問(wèn)題或由于長(zhǎng)期缺乏有效的性能監(jiān)控及檢測(cè)手段，導(dǎo)致直流系統(tǒng)事故的發(fā)生，給企業(yè)安全運(yùn)行造成隱患甚至巨大損失。
UPS蓄電池預(yù)警儀系統(tǒng)
UPS蓄電池預(yù)警儀系統(tǒng)由傳感器模塊、匯聚模塊、顯控模塊及相關(guān)軟件組成，UPS蓄電池預(yù)警儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。
①傳感器模塊。完成對(duì)單電池內(nèi)阻、單電池電壓、單電池溫度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)在線采集，并將數(shù)據(jù)傳給匯聚模塊。高精度、高時(shí)效的傳感器模塊采用模塊化設(shè)計(jì)方案，兼顧了專用化與通用化原則，配置靈活，根據(jù)采樣點(diǎn)種類及規(guī)模的需求，各個(gè)模塊可單獨(dú)使用，亦可自由組合，能適應(yīng)不同的監(jiān)測(cè)場(chǎng)合。
②匯聚模塊。通過(guò)總線控制傳感器模塊工作，收集傳感器模塊采集的數(shù)據(jù)，并檢測(cè)電池充放電電流，完成對(duì)蓄電池組中每個(gè)單電池的內(nèi)阻、電壓、溫度監(jiān)測(cè)管理數(shù)據(jù)的通信、存儲(chǔ)和查詢功能，一個(gè)匯聚模塊可接入最多240個(gè)傳感器模塊。匯聚模塊可以直接將數(shù)據(jù)通過(guò)MODBUS遠(yuǎn)傳到顯控模塊或機(jī)房的計(jì)算機(jī)監(jiān)控終端。
③顯控模塊。為現(xiàn)場(chǎng)操作裝置，采用觸摸屏實(shí)現(xiàn)就地操作，顯控模塊與匯聚模塊通信，實(shí)時(shí)提取數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，智能分析數(shù)據(jù)，對(duì)異常的電池運(yùn)行情況進(jìn)行及時(shí)報(bào)警，并具有遠(yuǎn)程通信接口、聲光報(bào)警及報(bào)警輸出接點(diǎn)。顯控模塊也能將數(shù)據(jù)通過(guò)TCP/IP或MODBUS協(xié)議，遠(yuǎn)傳至計(jì)算機(jī)監(jiān)控終端。
UPS蓄電池預(yù)警儀系統(tǒng)軟件
蓄電池預(yù)警儀軟件可以安裝在普通客戶端，能夠?qū)崿F(xiàn)電池組的管理、參數(shù)設(shè)置、趨勢(shì)分析、通信設(shè)定、時(shí)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(bào)警參數(shù)、校正系統(tǒng)時(shí)間，提取當(dāng)前監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、提取歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，還可以對(duì)所有監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行時(shí)間段趨勢(shì)變化分析，生成曲線和圖表，通過(guò)曲線可以直觀分析出監(jiān)測(cè)參數(shù)在某時(shí)間段的變化過(guò)程，通過(guò)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(shí)打印。
UPS蓄電池預(yù)警儀系統(tǒng)原理
電池的運(yùn)行參數(shù)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(zhǎng)期工作在偏高(或偏低)的浮充電壓下，浮充電壓的測(cè)量需具有高準(zhǔn)確度、高抗共模干擾性能。
在線測(cè)量每個(gè)單電池的內(nèi)阻是系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，測(cè)量準(zhǔn)確度直接關(guān)系到分析的準(zhǔn)確度，在線測(cè)量需要解決充電機(jī)和用電負(fù)載干擾的問(wèn)題。電池的內(nèi)阻是μΩ、mΩ數(shù)量級(jí)的參數(shù)，常規(guī)的測(cè)量方式得不到有意義的數(shù)值。結(jié)合電力電子技術(shù)和DSP數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、無(wú)損測(cè)量技術(shù)的綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)阻的高精度測(cè)量的同時(shí)，不會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生任何損傷。
通過(guò)對(duì)系統(tǒng)每一節(jié)電池的電壓、內(nèi)阻、電流和溫度數(shù)據(jù)及其變化進(jìn)行綜合分析，可以發(fā)現(xiàn)超越電池參數(shù)極限的事件。這些事件包括：充電電流過(guò)大、放電電流過(guò)大、電池組浮充電壓高、電池組浮充電壓低、電池組過(guò)放電、單電池浮充電壓高、單電池浮充電壓低、單電池過(guò)放電。
根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE1188要求，當(dāng)內(nèi)阻等參數(shù)的變化發(fā)生超限時(shí)，必須對(duì)電池進(jìn)行檢查或維護(hù)。故在線實(shí)時(shí)電池監(jiān)測(cè)由于能測(cè)量出單電池內(nèi)阻，從而可提前預(yù)報(bào)電池失效。
UPS蓄電池預(yù)警儀系統(tǒng)特點(diǎn)
①高可靠性。該系統(tǒng)應(yīng)用于對(duì)可靠性要求很高的場(chǎng)合，對(duì)用戶設(shè)備不產(chǎn)生任何附加干擾，保證用戶設(shè)備同監(jiān)測(cè)系統(tǒng)共同長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，系統(tǒng)具有較好的容差和容錯(cuò)能力，避免誤報(bào)警。
②可擴(kuò)展和網(wǎng)絡(luò)化。該系統(tǒng)滿足UPS蓄電池應(yīng)用的大部分場(chǎng)合及不同配置的電池，包括電力、電信、石化等行業(yè)?？梢愿鶕?jù)電池的數(shù)量、規(guī)格和擺放形式來(lái)靈活配置。系統(tǒng)可擴(kuò)展放電測(cè)試設(shè)備，自動(dòng)完成放電測(cè)試。系統(tǒng)設(shè)計(jì)有通信接口和多種網(wǎng)絡(luò)方案。
③活化放電。系統(tǒng)可擴(kuò)展測(cè)試容量設(shè)備對(duì)單電池或整組電池進(jìn)行放電測(cè)試。系統(tǒng)自動(dòng)采集放電數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)計(jì)算電池的放電容量，在電池組中容量最小的電池達(dá)到放電下限電壓時(shí)結(jié)束測(cè)試。
④24h實(shí)時(shí)監(jiān)控，由被動(dòng)式的事故后處理轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)式的提前預(yù)警，提前發(fā)現(xiàn)蓄電池組中的劣化電池，減少不合格的蓄電池爆炸對(duì)人員造成的意外傷害。
