铅酸蓄电池在线监测增强供电系统可用性

目前对于蓄电池的维护工作普遍存在维护工作不到位;流程复杂、针对性差;维护手段匮乏等问题。蓄电池系统已经成为电源系统中最不可靠的部分。在重大的电源事故中,由于电源自身故障引发的事故占10%、开关切换故障引发事故占20%,而其余70%的事故都是与蓄电池故障相关的(见图1)。有效地监控和科学地维护对于提高蓄电池组稳定性至关重要。发现和解决蓄电池系统中的隐患、提高蓄电池组的安全性是目前蓄电池维护工作的重点。也是提高数据中心供电系统可用性的有效手段之一。

随着电力电子技术的发展,电源(通信电源、UPS)的可靠性和安全性已经大大提高,但作为供电系统中最后一道屏障的备用储能单元(铅酸蓄电池),由于其特性(化学反应)可靠性一直没有多大提升,因此科学有效的维护是保障蓄电池系统稳定运行的关键。

1阀控铅酸蓄电池维护测试方法

　　(1)传统的蓄电池维护方法

　　国际电工学会铅酸蓄电池检测和维护规范IEEE1188-1996中对于蓄电池维护规定,对于铅酸蓄电池的维护应做到以下4点:

　　①实时、准确的单体蓄电池电压、电池组电流和环境温度的监控;

　　②每月1～2次的单体蓄电池内阻测试并跟踪蓄电池内阻变化趋势;

　　③每年2次的核对性放电;

　　④对现场使用时间超过2年的蓄电池,应做到每3个月进行一次核对性放电。

　　该标准在提高了蓄电池系统的稳定可靠性的同时,也大大提高了对于蓄电池日常维护的要求,很难在我们的日常维护中得到充分的执行。结合我们自身的实际情况,大部分运行维护工作采用了相对简化的维护流程:

　　①现网电池浮充电压、浮充电流的日常巡检(每月1次);

　　②枢纽机房蓄电池组核对性放电试验,放出容量的30%～40%(每年1次);

　　③基站电池全容量放电试验(每年1次);

关于蓄电池的阻抗和电导的区别一直以来有一定的争论。国际电工学会对于蓄电池的阻抗和电导的测试方法进行了如下的定义:将已知频率的恒定电流注入到蓄电池,通过对蓄电池端电压反馈进行测试,获得的数据为蓄电池的阻抗;将已知频率和振幅的交流电压加到蓄电池的两端,测量所产生的电流,获得的数据为蓄电池的电导。即通过施加恒流信号,测试蓄电池电压反馈的方法为阻抗测试法;通过施加恒压信号,测试蓄电池电流反馈的方法为电导测试法。经过对于目前世界市场主流的蓄电池测试设备分析和比较,以MIDTRONIC、BTECH、GRANDPOWER等为代表的主流蓄电池监控设备生产厂家均采用恒流方式进行蓄电池的阻抗测试。也就是说,市场上主流的蓄电池阻抗测试设备,不管显示的是蓄电池的阻抗或是电导,实际上都是基于国际电工学会定义的蓄电池阻抗测试方法实现的。因此,目前对于阻抗/电导的提法,主要针对于采用直流大电流放电法测量蓄电池内阻而提出的。蓄电池的阻抗/电导测试的实质是针对于蓄电池在一定频率下复频阻抗的测量,除了应体现蓄电池内阻的欧姆内阻之外,还要综合考虑蓄电池的极化内阻等复频阻抗。在很多研究方法中[3],采用图5作为电池阻抗分析的等效电路。从等效电路,能够看出对于蓄电池进行复频阻抗综合分析而不是单纯的内阻分析的必要性。