浅谈UPS蓄电池在线监测系统的重要性

李明

摘要：分析UPS蓄电池在线监测系统在地球站的必要性、系统组成及工作原理，介绍UPS蓄电池在线监测系统在地球站的实际使用情况，以体现其在UPS电源可靠运行中的重要性。

关键词：模块；监测；预警

中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）01-0221-02

地球站各项业务稳定运行的基本条件之一是保障可靠的电力供应，UPS电源在供电安全、不间断供电方面具有极为重要的作用。UPS是一种具有储能装置，恒频恒压的不间断电源，由整流器、逆变器、蓄电池组和静态开关组成，主要提供电能给负载。当输入市电正常时，负载使用的电能由UPS将市电稳压后提供，此时UPS就像是一台交流稳压器，同时蓄电池组的充电也由它来完成；当市电输入中断时，UPS立即将蓄电池组的电能，通过逆变转换的方法将220V交流电继续供应给负载使用，以便负载保持正常工作状态，保护负载硬件、软件不受损坏。所以，在UPS的工作中蓄电池有着重要的作用。我站的UPS蓄电池组有32块电压12V的蓄电池组成，如何知道这32块蓄电池的“健康”状况，及时发现个别蓄电池早期失效及容量不足等问题呢？蓄电池在线监测系统能通过对各个蓄电池的检测，及时发现异常问题，并在电脑界面上展示出来，从而提高UPS蓄电池供电的可靠性，为科学运行提供了依据。

1 蓄电池在线监测系统的基本原理

蓄电池在线监测系统实现了监测与控制技术，它包括用于远程监控的远程监控终端系统，用于数据传输的远距离传输系统以及用于对现场数据进行监测与控制的现场设备监测与控制系统。现场设备监测与控制系统主要是对蓄电池的各个状态参数进行监测，然后通过远距离数据传输系统将采集来的數据传动到远程监控终端系统，远程监控终端系统对数据进行分析处理。

UPS蓄电池在线监测系统由三个相对独立的模块组成，TV模块、TC模块与收敛模块（环境动力监控主机）组成。可以实时采集电池组的电压、内阻、温度、电流。实现电池故障的早期预报，降低电池风险。带有数据保存功能，并可通过RS485或网络口上传数据，通过浏览器访问平台即可完成数据查阅、报警处理、管理等日常工作。系统拓扑图如下图1。

2 各部分的功能

（1）TC模块。TC模块可以采集每组电池的环境温度及充放电电流，由UART总线互连后连接到收敛模块（环境动力监控主机）上，与收敛器进行通讯。（2）TV模块。TV模块能够监测单个电池的温度与电压，并且将监测到的数据通过通信口传送给收敛模块（环境动力监控主机）。TV模块是由电池进行供电的，2V模块的最大功率小于0.03W，12V模块的最大功率小于0.05W。TV模块自身没有告警判断功能。（3）收敛模块（环境动力监控主机）。收敛模块（环境动力监控主机）为一管理软件，从TV模块中逐个读取电压与温度值，并进行分析处理与显示，可以将数据通过网络实时传输到中心平台，提供数据查看及远程控制，实现远程集中管理。主要完成查询，设置系统借点设备的相关参数并实现数据库的管理和查询。提供系统操作员添加、删除及修改功能，用户可以方便的设置其权限；为用户提供远程监视信息以及方便用户操作远程设备，一旦系统出现告警信息，如蓄电池单体电压速降等运行故障能及时通知工作人员进行处理；完成设备通讯参数的设置，以确保用户能通过该系统实现远程监控功能；完成一些报表查询的功能，具备了蓄电池容量在线分析功能；负责系统服务器的数据库管理及维护功能。

3 蓄电池在线监测系统的作用

（1）维护简单、快捷、安全、可靠。蓄电池在线监测系统每时每刻都在监测着每一节蓄电池的电压、充放电电流、内阻、温度等参数，时刻检测判断电池的状况，蓄电池的各项数据值班人员可以在计算机上随时看到，能够及时、全面了解蓄电池的状况。一旦出现危险隐患，系统便会以声光的形式发出告警，提醒值班人员及时处理，避免发生事故，可以使UPS供电的可靠性和安全性得到极大地提高。（2）可以延长蓄电池组的使用寿命。蓄电池在线监测系统的投入使用，使整组蓄电池减少了因个别蓄电池劣化而造成损坏的可能，由此使蓄电池组的使用寿命得到了延长。（3）人员伤害事故减少。蓄电池在线监测系统可以自动完成蓄电池参数的检测，不需要工作人员到UPS蓄电池组现场进行接线、测量，这样人员伤害事故的可能性就得到了减少，同时由于检测造成检测设备损坏的可能性也可以避免。

4 蓄电池在线监测系统的主要功能

（1）时刻全面掌握蓄电池状况。蓄电池在线监测系统每时每刻都在监测着每一节蓄电池的电压、充放电电流、内阻、温度等参数，工作人员可以依据监测数据对蓄电池状态进行实时综合分析，对蓄电池的状况全面掌握。（2）检测蓄电池内阻。蓄电池在线监测系统可以设定人工发布命令或自动定时，随时检测全部蓄电池的单体电池内阻。（3）快速巡检。蓄电池在线监测系统对总电流、总电压、单体电池电压、电极温度可进行快速巡检。（4）提前预警功能。蓄电池在线监测系统时时对电池的状况进行判断，一旦出现隐患，系统将发出声光告警，工作人员可以适时得到提醒，以便及时处理隐患，避免发生事故。（5）全程记录充放电过程。蓄电池在线监测系统可以对蓄电池的放电过程、自动均充过程进行全程记录。电池监测仪可以对单个电池和电池组的放电容量和充电容量进行自动测试。充电及放电过程可以在远程查看，放电时放电电流和电池组电压以及各电池的电压变化也可以全过程监测。

5 结语

UPS由整流器、逆变器、蓄电池组及静态开关组成，其中UPS供电系统的最后一道保障无疑是蓄电池，作为UPS电源的最后保障，其工作状态的好坏将直接影响到的工作是否正常，所以对蓄电池健康状况的了解就显得尤为重要。而蓄电池在线监测系统能及时发现个别蓄电池容量不足及早期失效等问题，从而为UPS蓄电池供电提供了科学运行的依据，并提高了给UPS供电的可靠性。