監(jiān)控UPS電源應(yīng)急供電15kVA重要介紹：

    　UPS電源是為安防監(jiān)控系統(tǒng)提供動力的核心部分，是為安防監(jiān)控系統(tǒng)提供持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷電力供應(yīng)的重要外部設(shè)備。目前，市場上供應(yīng)的UPS電源設(shè)備種類繁多，輸出功率也有所不同。UPS電源按工作模式可分為后備式、在線式兩大類。按其輸出波形又分為方波輸出和正弦波輸出兩種。以下重要介紹了UPS電源的工作原理，以及如何配置安防監(jiān)控系統(tǒng)的UPS電源。

　　備用電源是安防監(jiān)控系統(tǒng)基本要素之一。缺少備用電源的系統(tǒng)則暗藏致命缺陷，不能投入實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，因?yàn)榭梢缘目赡茉陉P(guān)鍵時(shí)刻貽誤戰(zhàn)機(jī)，拋錨停擺，整系統(tǒng)癱瘓，造成無可挽回的損失。

　　安防監(jiān)控系統(tǒng)正常情況使用220伏市電，而在斷電和市電被壞了的特殊情況下，還應(yīng)正常工作一段時(shí)間，這就需要啟用備用電源來維持這段時(shí)間監(jiān)控系統(tǒng)的正常工作。備用電源有雙路或多路供電、蓄電池組供電、發(fā)電機(jī)供電、UPS供電等等。但通常采用UPS不間斷電源作為安防監(jiān)控系統(tǒng)備用電源。

一、UPS(不間斷電源)的工作原理：

　　UPS電源由蓄電池、逆變器、充電器、穩(wěn)壓穩(wěn)頻器、轉(zhuǎn)換開關(guān)組成。當(dāng)市電正常輸入時(shí)，UPS就將市電穩(wěn)壓后供給負(fù)載使用，同時(shí)對內(nèi)置電池組充電，把能量儲存在電池中;當(dāng)市電中斷(事故停電)或輸入故障時(shí)，UPS立即將內(nèi)置電池的能量轉(zhuǎn)換，瞬間以220伏交流電繼續(xù)供負(fù)載使用，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟硬件不受損壞。UPS電源分為后備式、在線式、在線互動式三大類：

　　1、后備式UPS電源

　　在市電正常供電時(shí)，市電通過交流旁路通道經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)直接向負(fù)載提供電源，UPS電源內(nèi)的逆變器處于停止工作狀態(tài)，這時(shí)的UPS電源實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一臺性能單一的市電穩(wěn)壓器。它除了對市電電壓的幅度波動有所改善外，對電壓的頻率不穩(wěn)、波形畸變以及從電網(wǎng)侵入的*等不良影響基本上沒有任何改善。只有當(dāng)市電供電中斷或低于170伏時(shí)，蓄電池才立刻對逆變器供電，向負(fù)載提供穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的方波交流電源。

　　2、在線式UPS電源

　　在市電正常供電時(shí)，它首先將市電交流電源經(jīng)整流變成直流電源，然后進(jìn)行脈寬調(diào)制、濾波、并將直流電源經(jīng)逆變器重新轉(zhuǎn)換成正弦波交流電源向負(fù)載供電，一旦市電中斷，立即改由蓄電池提供的直流經(jīng)逆變器、電脈寬調(diào)制、濾波，向負(fù)載提供正弦波交流電源。石家莊ups

　　因此，對在線式UPS而言，在正常情況下，無論有無市電，它都是由UPS電源的逆變器對負(fù)載供電，這樣就避免了所有由市電電網(wǎng)電壓波動及*而帶來的影響。

　　顯而易見，在線式UPS電源的供電質(zhì)量明顯優(yōu)于后備式UPS電源，因?yàn)樗梢詫?shí)現(xiàn)對負(fù)載的穩(wěn)頻、穩(wěn)壓供電。而且在由市電轉(zhuǎn)換到蓄電池供電時(shí)，其轉(zhuǎn)換時(shí)間基本為零，真正給用戶提供高質(zhì)量穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的純凈正弦波電源，從而提供符合安防監(jiān)控系統(tǒng)需要的電源保護(hù)。

　　在線互動式UPS電源結(jié)合了后備式UPS和在線式UPS的許多優(yōu)點(diǎn)，也是一種很不錯的變換形式，但是由于它使用的是工頻變壓器，有笨重、體積大的問題存在。

監(jiān)控UPS電源應(yīng)急供電15kVA概述：

    一體化儀控房在天然氣井口采集、處理、調(diào)壓、液化等工藝場站得到較多的應(yīng)用，具有功能齊備、緊湊、環(huán)境及區(qū)域適用廣等特點(diǎn)，為現(xiàn)場安裝施工、調(diào)試、運(yùn)行等提供較多便利。單相220V/230V/240V三相380V/400V/415V一體化儀控房監(jiān)控系統(tǒng)是把儀控房中的門禁監(jiān)控、智能空調(diào)監(jiān)控、溫濕度監(jiān)控、UPS監(jiān)控、供電監(jiān)控、漏水監(jiān)控、煙感監(jiān)控、紅外監(jiān)控及視頻監(jiān)控組合定制而設(shè)計(jì)的一體化集中式監(jiān)控管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)對一體化儀控房設(shè)備的集中監(jiān)測、控制、記錄和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳管理等功能。

監(jiān)控UPS電源應(yīng)急供電15kV重要包含內(nèi)容：

    智慧動環(huán)監(jiān)控管理系統(tǒng)

    智慧水務(wù)監(jiān)控管理系統(tǒng)

    智慧管廊監(jiān)控管理系統(tǒng)

    智慧建筑監(jiān)控管理系統(tǒng)

二、如何配置安防監(jiān)控系統(tǒng)中UPS電源

　　UPS是伴隨計(jì)算機(jī)的誕生而出現(xiàn)后備電源。在安防監(jiān)控系統(tǒng)中越來越多應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，因此對電力供電質(zhì)量提出越來越高的要求。UPS不但可全面改善供電質(zhì)量，對整個(gè)系統(tǒng)乃至網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)全面保護(hù)，還可保證市電斷電和被人為壞了的特殊情況下，繼續(xù)正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)。由于安防監(jiān)控系統(tǒng)對供電要求較高，所以一般會選擇在線式(正弦波，市電要求)UPS電源。

　　給安防監(jiān)控系統(tǒng)配備UPS電源時(shí)，首先應(yīng)估算整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的用電功率，安全系數(shù)一般取1.2-1.5為宜，為供電系統(tǒng)留有充分的冗余量。其次根據(jù)系統(tǒng)要求延時(shí)供電時(shí)間，計(jì)算配置電池組。后，還應(yīng)注意使用環(huán)境，防潮通風(fēng)，注重降溫，延長平均無故障工作時(shí)間，提高系統(tǒng)的可靠性。UPS電源應(yīng)設(shè)置在監(jiān)控室，實(shí)行統(tǒng)一管理。當(dāng)市電不正常時(shí)能及時(shí)為系統(tǒng)設(shè)備提供不間斷電力供應(yīng)，確保系統(tǒng)工作正常。

　　5 鈦酸鋰電池的安全性

　　鈦酸鋰電池是鋰離子電池家族中安全的一種電池,其優(yōu)點(diǎn)重要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

　　①長壽命。鈦酸鋰單體電芯的循環(huán)壽命長達(dá)2.5萬次以上,圖9和圖10分別給出了鈦酸鋰電池高溫循環(huán)壽命測試曲線和室溫循環(huán)壽命測試曲線;

　　②使用安全。鈦酸鋰電池在短路、過充、過放、擠壓、針刺、跌落、高溫沖擊、加熱的條件下是非常安全的,圖11是鈦酸鋰電池在針刺、高溫沖擊、過充、過放、短路、擠壓試驗(yàn)時(shí)的場景;

　?、劭纱箅娏骺焖俪浞烹?

　?、苣透邷匦阅軆?yōu)越,鈦酸鋰電池在-40～+60℃溫度下仍然能夠正常工作,圖12給出了鈦酸鋰電池的低溫充放電曲線;

　　⑤無記憶效應(yīng);

　　⑥綠色環(huán)保。

　　鈦酸鋰電池充電時(shí),可分為恒流充電和恒壓充電兩個(gè)過程。首先是恒流充電,電流一般采用0.2C10,必要時(shí)可以采用6C10充電,當(dāng)電池組電壓達(dá)到充電限制電壓時(shí),改為恒壓充電。所以,鈦酸鋰電池和開關(guān)電源配合使用,其充電過程將變得較為簡單,只需將電池組浮充電壓和均充電壓調(diào)整一樣即可。

　　鈦酸鋰電池放電時(shí),電池放電電壓非常平穩(wěn),一般在2.3V左右,放電后期(重要指剩余5%容量左右)的電壓變化較快,放電的截止電壓可以為1.5V。

　　6 鈦酸鋰電池組的管理系統(tǒng)

　　電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem,BMS)由監(jiān)測、保護(hù)電路、電氣、通訊接口、熱管理和電池組反接保護(hù)裝置等組成,是電池保護(hù)和管理的核心組成部分,不僅要保證電池安全可靠的使用,而且要充分發(fā)揮電池的性能和延長使用壽命,作為通信用的后備能源,BMS在開關(guān)電源和電池之間起到一個(gè)重要橋梁作用。對BMS的要求必須符合通信電源供電系統(tǒng)的要求,所以BMS的安全管理模式對電池的安全性至關(guān)重要。BMS重要包括數(shù)據(jù)采集單元、計(jì)算以及控制單元、均衡單元、控制執(zhí)行單元和通訊單元等。圖13為BMS示意圖。

　　(1)BMS的基本作用

　　①監(jiān)測單體電池的工作狀況,例如檢測每個(gè)單體電池的電壓、充放電電流、電池組的環(huán)境溫度等。

　?、诒Ｗo(hù)電池,避免在可以的端的條件下發(fā)生電池壽命縮短和電池?fù)p壞。

　　(2)BMS的重要功能

　?、龠^壓保護(hù)

　　當(dāng)單體電池充電電壓超過允許值時(shí),立即停止充電,斷開充電單元設(shè)備與電池組的連接;

　?、谶^放(欠壓)報(bào)警

　　當(dāng)單體電池放電電壓低于警告值時(shí),發(fā)出報(bào)警提示;

　?、圻^放保護(hù)

　　當(dāng)單體電池放電電壓低于保護(hù)值時(shí),立即停止放電,斷開用電設(shè)備與電池組的連接,并伴有報(bào)警提示;

　?、苓^流報(bào)警

　　當(dāng)電池組輸入或者輸出的電流超過警告值時(shí),發(fā)出報(bào)警提示;

　　⑤短路保護(hù)

　　當(dāng)電池組發(fā)生短路時(shí),立即停止放電,斷開用電設(shè)備與電池組的連接,并伴有報(bào)警提示;

　?、捱^溫報(bào)警

　　當(dāng)電池溫度或環(huán)境溫度超過警告值時(shí),發(fā)出報(bào)警提示;

　　⑦過溫保護(hù)

　　當(dāng)檢測到環(huán)境溫度或電池組內(nèi)部溫度超過保護(hù)值時(shí),立即斷開充電或者用電設(shè)備與電池組的連接,并伴有報(bào)警提示。當(dāng)環(huán)境溫度或電池組內(nèi)部溫度恢復(fù)到允許值后,可通過手動恢復(fù)或自動恢復(fù)對電池管理的功能,但不影響電池放電功能;

　　⑧估測電池組SOC

　　SOC(StateOfCharge,電池的荷電狀態(tài))即電池剩余電量。維持SOC在合理的范圍內(nèi),防止由于過充或者過放對電池的損傷,隨時(shí)預(yù)報(bào)電池的剩余容量;

　　⑨對電池組中的單體電池進(jìn)行主動均衡

　　由于鈦酸鋰電池制造工藝復(fù)雜及鋰離子的相對活躍性,所以電池組中單體電池電壓隨著充放電次數(shù)的變化存在不一致的現(xiàn)象。對電池組中的單體電池進(jìn)行均衡充電,使電池組中單體電池都達(dá)到均衡一致的狀態(tài),可以有效地延長電池組的使用壽命,大大地提高電池組的工作效率。

    ⑩并口通訊

　　提供與電源監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊的接口,傳輸和顯示電池組狀態(tài)、報(bào)警、SOC、SOH(StateOfHealth,電池的健康狀況)等信息,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理干預(yù)。

工業(yè)級UPS電源的監(jiān)控方式介紹:

     監(jiān)控模式的選擇決定了監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)方式和成本，因此在監(jiān)控模式的選擇上應(yīng)以方便性和有效性為原則。從監(jiān)控模式來看，目前市場上常見的UPS監(jiān)控系統(tǒng)重要有兩種:

(1)UPS網(wǎng)上集中監(jiān)控系統(tǒng)：

　　這個(gè)系統(tǒng)重要是基于它Internet/Ethernet網(wǎng)絡(luò)平臺，通過內(nèi)建完整的網(wǎng)絡(luò)平臺TCP/IP一種UPS監(jiān)控管理解決方案，可以通過網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議開發(fā)，通過Web瀏覽器或?qū)ｉT的作用監(jiān)控軟件遠(yuǎn)程集中管理UPS。該系統(tǒng)具有方便的WebServer管理功能模塊，使用戶可以通過Web瀏覽器方便地在任何操作系統(tǒng)平臺上查詢UPS的實(shí)時(shí)狀態(tài)。.基本信息管理.遠(yuǎn)程控制操作.設(shè)置各種參數(shù).監(jiān)控管理功能，如用戶管理。適用于遠(yuǎn)程UPS網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控管理。

(2)UPS短信監(jiān)控系統(tǒng)：

　　這個(gè)系統(tǒng)是基于現(xiàn)代的*通信技術(shù)，在UPS網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加GSMMODEM短信傳輸模塊，實(shí)現(xiàn)對UPS運(yùn)行狀態(tài)的短信監(jiān)控和管理。該系統(tǒng)適用于特定環(huán)境條件，需要通過通過短信監(jiān)控和管理遠(yuǎn)程UPS的運(yùn)行和故障。

(3)兼容性：

　　UPS監(jiān)控系統(tǒng)的兼容性是指系統(tǒng)對多品牌.多品牌UPS的兼容性，即系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)多品牌?.多型號UPS共享監(jiān)控管理平臺的問題。在UPS供電系統(tǒng)發(fā)展初期，用戶不太關(guān)注監(jiān)控系統(tǒng)的多品牌兼容性，因?yàn)閁PS廠商不多，品牌相對簡單。然而，隨著UPS市場的日益成熟，各行業(yè)的機(jī)房發(fā)生了翻天覆地的變化。同一個(gè)機(jī)房不僅有多個(gè)品牌的UPS共存，而且由于采購時(shí)間的不同，同一個(gè)品牌的不同版本(即型號)也不同UPS共存并不少見。在這種情況下，兼容性已經(jīng)成為UPS用戶在購買UPS監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)必須考慮的重要問題之一。兼容性的強(qiáng)弱也成為判斷UPS監(jiān)控系統(tǒng)效率的重要標(biāo)準(zhǔn)。

(4)擴(kuò)展性：

   　UPS監(jiān)控系統(tǒng)的可擴(kuò)展性是指系統(tǒng)可以增加監(jiān)控對象的數(shù)量。模塊化是UPS，也是UPS監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的一大趨勢。UPS模塊化的一個(gè)重要特點(diǎn)是能否實(shí)現(xiàn)各種監(jiān)控對象的自由擴(kuò)展，這是UPS監(jiān)控系統(tǒng)模塊化的重要標(biāo)志。從目前機(jī)房硬件設(shè)備的配置來看，在全面監(jiān)控山特工業(yè)級UPS電源的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度和濕度.漏水.門禁.根據(jù)需要對電池組等對象進(jìn)行擴(kuò)展監(jiān)控，是UPS用戶迫切的需求。

由于系統(tǒng)的擴(kuò)展性是在原有的監(jiān)控平臺上進(jìn)行的(無需更換平臺),用戶可以在不同的階段,按需擴(kuò)展系統(tǒng)的監(jiān)控功能。這樣便可增強(qiáng)用戶的投入彈性,大大地降低了系統(tǒng)升級所帶來的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)從長遠(yuǎn)來看也為UPS用戶節(jié)約了投入成本。當(dāng)然由于擴(kuò)展性的強(qiáng)弱一般是和成本直接掛勾的,這種成本在投入初期會比較明顯,所以在選購山特工業(yè)級UPS電源監(jiān)統(tǒng)系統(tǒng)時(shí)不要一味地追求擴(kuò)展功能的大化,而應(yīng)按“滿足現(xiàn)在,留足未來”的原則進(jìn)行。

7 鈦酸鋰電池組的安裝和容量實(shí)驗(yàn)

　　鈦酸鋰電池在出廠時(shí)有60%左右的荷電量,所以,安裝初始時(shí)應(yīng)該對電池組進(jìn)行補(bǔ)充電。并且,由于單體電池自放電大小的差異,可能會使各電池的端電壓出現(xiàn)不均衡,所以鈦酸鋰電池組安裝前必須測量開路電壓,開路電壓差一般要求小于50mV,并做可以電池測試紀(jì)錄。

　　用假負(fù)載可以對電池組按1C10、2.5C10和5.5C10率進(jìn)行的容量試驗(yàn),此試驗(yàn)需要接入BMS,放電過程中必須嚴(yán)格檢測電池單體電壓,利用BMS對電池的總電壓、放電電流、電池單體電壓進(jìn)行測量和紀(jì)錄,電池在放電后期利用BMS密切關(guān)注單體電壓低的電池,若有一只電池端電壓到1.5V,自動停止放電,在25±2℃的情況下,計(jì)算出實(shí)際電池放出的容量與電池額定容量是否基本一致,若基本一致證明電池放電容量合格。若放電到終止電壓時(shí),電池組放出的容量與額定容量的差別大于5%,說明電池組的出廠容量可能存在問題,應(yīng)及時(shí)聯(lián)系相關(guān)廠家處理或更換。

　　例如,某通信基站使用48V/300Ah鈦酸鋰電池(實(shí)物圖見圖14),每組電池由22只300Ah的電池模塊串聯(lián)組成,其中300Ah的電池是由10個(gè)單電芯容量為30Ah的電芯并聯(lián)組成,22節(jié)300Ah的電池模塊分別有2個(gè)6串和2個(gè)5串模組串聯(lián)組成一個(gè)48V/300AH的電池組,整組電池由BMS系統(tǒng)控制,由一個(gè)BCMS(BatteryClusterManagementSystem,主控電池管理系統(tǒng))負(fù)責(zé)管理一個(gè)電池組中的全部BMU(BatteryManagementUnit,電池組管理單元),同時(shí)具備電池組的電流采集,總電壓采集,漏電檢測功能,并在電池組狀態(tài)發(fā)生異常時(shí)驅(qū)動斷開高壓功率接觸器,使電池組退出運(yùn)行,保障電池使用安全。兩個(gè)BMU,每個(gè)BMU負(fù)責(zé)管理12串單體電池模塊。具有電池電壓采集,多點(diǎn)溫度采集,各種保護(hù)和電池組均衡控制等功能。鈦酸鋰電池配組示意圖和BMS接線如圖15所示。

　　BMS收集的數(shù)據(jù),通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上傳至后臺服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫,實(shí)時(shí)監(jiān)控電池信息收集數(shù)據(jù),便于遠(yuǎn)程維護(hù)管理。如圖16所示。

　　BMS控制方式和控制流程分別見圖17和圖18。

BMS控制過程為:

　?、匐姵啬M量高精度監(jiān)測及上報(bào)功能。包括電池組串聯(lián)時(shí)電壓檢測,電池組充放電電流檢測,單體電池端電壓檢測,電池組多點(diǎn)溫度檢測,電池組漏電監(jiān)測。

　　②電池系統(tǒng)運(yùn)行報(bào)警、報(bào)警本地顯示及上報(bào)功能。包括電池系統(tǒng)過壓告警、電池系統(tǒng)欠壓告警、電池系統(tǒng)過流告警、電池系統(tǒng)高溫告警、電池系統(tǒng)低溫告警、電池系統(tǒng)漏電告警、BMS通信異常告警、BMS內(nèi)部異常告警等。

　　③電池系統(tǒng)保護(hù)功能。在電池系統(tǒng)出現(xiàn)電壓、電流、溫度等模擬量超過安全保護(hù)門限時(shí),進(jìn)行故障隔離,將問題電池組退出運(yùn)行,并在本地進(jìn)行顯示,同時(shí)上報(bào)監(jiān)控中心告警信息。

　　④BMS具備自診斷功能。在BMS內(nèi)部通信或與外部通信出現(xiàn)中斷故障時(shí),能夠上報(bào)中斷告警。另外,針對模擬量采集異常等其他異常也具備故障自診斷、本地顯示和上報(bào)監(jiān)測中心系統(tǒng)的功能。

　?、菥夤δ?。具備大電流主動式均衡能力,通過高效的均衡策略能夠很可以的維護(hù)電池各個(gè)模組電壓的一致性。

　?、捱\(yùn)行參數(shù)設(shè)定功能。BMS具有本地和遠(yuǎn)程兩種方式對BMS的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行修改的功能。本地參數(shù)修改在BMS本地觸摸屏上完成,遠(yuǎn)程參數(shù)修改通過光纖以太網(wǎng)通信完成。參數(shù)設(shè)定項(xiàng)目包括單體電池組充電上限電壓、單體電池組放電下限電壓、電池組運(yùn)行高溫度、電池組運(yùn)行低溫度、電池組過流門限、電池組短路保護(hù)門限、電池組短時(shí)溫升過快門限、本地運(yùn)行狀態(tài)顯示功能等。

　?、邤?shù)據(jù)記錄。BMS能夠在本地對電池模組的各項(xiàng)事件及歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲,記錄超過10000條事件及少30天的歷史數(shù)據(jù)。

　?、郆MS能夠?qū)M(jìn)行電池組的全充全放管理,完成電池系統(tǒng)容量標(biāo)定以及SOC標(biāo)定的功能。

　　鈦酸鋰電池組BMS均衡功能可對單元輸出狀態(tài)對應(yīng)的電池組實(shí)施均衡,鈦酸鋰電池組管理模塊的均衡采用無損充電方式,其充電電流可根據(jù)均衡規(guī)則的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。電池組監(jiān)測模塊采用點(diǎn)對點(diǎn)均衡,電池組均衡管理系統(tǒng)具備大電流主動式均衡性能,通過高效的均衡策略很可以地自主維護(hù)電池組的一致性,使用電池組均衡管理模塊系統(tǒng)后,充放電過程中各單體電池的一致性大大提高,使鈦酸鋰電池組得到了有效地維護(hù)和管理,延長電池組的使用壽命。

　　均衡實(shí)現(xiàn)示意圖如圖19所示。有無均衡系統(tǒng)的充電曲線如圖20所示。圖21為22個(gè)串聯(lián)單體電壓一致性變化曲線。

　　從圖20可以看出300Ah電池組220只單體電芯在開啟BMU均衡的時(shí)候,單體電壓從分散的狀態(tài)逐漸趨于集中,表明單體均衡功能有效。

　　從圖21可以看出300Ah電池組22模組在開啟BMU均衡的時(shí)候,電壓一致性從分散的狀態(tài)逐漸趨于集中,表明單體均衡功能有效。

8 鈦酸鋰電池組與開關(guān)電源配套使用

　　針對鈦酸鋰電池的特性,在基站直流開關(guān)電源設(shè)置時(shí),只須把浮充電壓和均充電壓調(diào)整到該電池組所需要的充電電壓53.9V即可。這里需要特別說明的是,相對于密封閥控鉛酸電池而言,鈦酸鋰電池的充電過程并不是浮充加均充的工作模式,只需滿足電池充電時(shí)所需要的充電電壓(必須在通信設(shè)備供電電壓范圍內(nèi))。因?yàn)殡姵丶幢闶情L期處于均充電狀態(tài)下,由于自身的BMS保護(hù)功能,電池性能是不會發(fā)生改變的。

　　在安裝電池組時(shí),將該組電池進(jìn)行離線測試,測試充電前的開路電壓正常后,并接入直流屏配電電池保險(xiǎn)上。

　　測試后,調(diào)整開關(guān)電源直流供電電壓與之對應(yīng),分別將該組電池接入系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充電。此時(shí)開關(guān)電源充電壓設(shè)置為53.9V,充電電流限制為每組30A。同時(shí)為了防止電源監(jiān)控模塊損壞,模塊自主工作時(shí)充電電壓過高,將所有運(yùn)行的開關(guān)電源模塊進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整后對該組電池組進(jìn)行補(bǔ)充電,隨著電池電壓升高,充電電流會相應(yīng)減小,當(dāng)每個(gè)-48V電池模塊電壓和開關(guān)電源的充電電壓非常接近時(shí),充電電流逐漸減小,隨后電池組的BMS系統(tǒng)進(jìn)行了保護(hù),充電系統(tǒng)通過每個(gè)模塊的BMS控制與電池?cái)嚅_,電池模塊充電完成。

　　電池靜止后進(jìn)行了放電試驗(yàn),采用0.1C10放電電流放電,即對電池單獨(dú)放電電流為30A。放電時(shí)間為10h,實(shí)驗(yàn)后該電池放出容量為300Ah,電池組放出了額定容量的100%,所以電池組放出的容量完全滿足額定容量的要求。

9 維護(hù)中對鈦酸鋰電池組容量試驗(yàn)和核對放電實(shí)驗(yàn)

　　根據(jù)動力維護(hù)規(guī)程,蓄電池組使用三年必須進(jìn)行容量試驗(yàn),使用六年后每年進(jìn)行一次容量試驗(yàn),準(zhǔn)確地監(jiān)測電池組的實(shí)際容量,確保在市電和電源設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),蓄電池組能夠保障通信設(shè)備正常運(yùn)行的時(shí)間。

　　目前,通信基站配置兩組電池,開關(guān)電源與鈦酸鋰電池組為并聯(lián)間歇充電方式,所以,電池組無法脫離供電系統(tǒng),無法單獨(dú)對電池做容量試驗(yàn)。具體試驗(yàn)方法如下:

　　(1)方法一:帶實(shí)際負(fù)荷的條件下進(jìn)行(或?qū)嶋H負(fù)荷加上假負(fù)載)

　　為確保在這種情況下直流供電系統(tǒng)安全可靠的供電,對柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行檢查,保障柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行正常,同時(shí)針對直流供電系統(tǒng)的負(fù)荷情況,確定電池組的放電倍率,符合3h率、5h率或10h率放電,可以環(huán)境溫度為25℃左右,按10h率進(jìn)行容量試驗(yàn)。實(shí)施電池容量試驗(yàn)時(shí),把開關(guān)電源的浮充電壓設(shè)定為46V,用BMS監(jiān)控電池組單體的電壓和保護(hù),同時(shí)用直流鉗型表檢測電池放電電流是否正確,以確保用電設(shè)備供電安全。利用自身的電池BMS系統(tǒng)對電池組進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)并打印存檔。

　　(2)方法二:利用全在線充、放電智能設(shè)備進(jìn)行

　　全在線充、放電智能設(shè)備能實(shí)現(xiàn)對一個(gè)直流供電系統(tǒng)并聯(lián)的兩組中的某一組電池進(jìn)行在線放電和充電,以恒定電流對實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行在線放電至設(shè)定的截止電壓后,自動恢復(fù)充電,所以整個(gè)放電和充電過程中,被測電池組始終在線,同時(shí)鈦酸鋰電池組的BMS系統(tǒng)也起到了對電池組的二次保護(hù)功能。與離線放電有所不同的是,一旦市電中斷,該組電池還可以立即投入使用,而且整個(gè)系統(tǒng)上還有另一組電池時(shí)刻處于在線浮充備用狀態(tài),使用此種放電與傳統(tǒng)的離線放電相比,可以使系統(tǒng)有盡可能多的備份電池容量,大限度地降低了放電過程中系統(tǒng)供電癱瘓風(fēng)險(xiǎn)。全在線設(shè)備在連接電池組時(shí),只在正可以的進(jìn)行操作,而不用拆卸電池組負(fù)可以的到直流供電系統(tǒng)的電池組保險(xiǎn),防止了操作不當(dāng)而引起短路的風(fēng)險(xiǎn);電池組放電結(jié)束后,能自動轉(zhuǎn)入充電恢復(fù)程序,不僅避免了離線容量試驗(yàn)時(shí)電池組間因電壓差而造成的火花現(xiàn)象,而且還避免因另一組在線備用電池對該組電池的大電流反灌充電而壞了電池性能的發(fā)生。在線設(shè)備串聯(lián)單組電池的放電節(jié)能方式,是將電池組中的電能直接釋放到實(shí)際負(fù)載中,不像離線放電是將電能以熱量形式消耗,所以串聯(lián)在線設(shè)備對電池組放電方法達(dá)到了節(jié)能目的。

10 鈦酸鋰電池組的維護(hù)

　　(1)鈦酸鋰電池的運(yùn)行環(huán)境要求

　　根據(jù)電池對環(huán)境的要求,室溫不宜超過60℃;避免陽光對電池直射,朝陽窗戶應(yīng)作遮陽處理;確保電池組之間預(yù)留足夠的維護(hù)空間。

　　(2)鈦酸鋰電池使用注意事項(xiàng)

　　通過動環(huán)集中監(jiān)控系統(tǒng)與BMS實(shí)時(shí)對電池組的總電壓、電流、單體電壓、SOC、SOH、溫度進(jìn)行監(jiān)測。同時(shí),通過電池監(jiān)測裝置了解電池充放電曲線及性能,定期進(jìn)行測量,發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)處理。

　　(3)鈦酸鋰組經(jīng)常檢查的項(xiàng)目

　　應(yīng)經(jīng)常檢查電池模塊的可以的柱連接線(條)是否松動;是否有損傷、變形或腐蝕等現(xiàn)象;連接處有無松動,電池模塊殼體有無損傷、滲漏和變形,電池及連接處溫升是否異常;BMS數(shù)據(jù)線接觸情況;電池組保護(hù)裝置的動作是否可靠;對電池組的輸出保險(xiǎn)溫升檢查和信號保險(xiǎn)進(jìn)行告警實(shí)驗(yàn)。根據(jù)廠家提供的技術(shù)參數(shù)和現(xiàn)場環(huán)境條件,通過BMS系統(tǒng)檢查電池組及單體電壓是否滿足要求,檢測開關(guān)電源對電池組間歇充電時(shí)的充電電流是否在要求的范圍內(nèi)。檢測開關(guān)電源供電系統(tǒng)對電池組的充電電壓和限流值的設(shè)置是否正確。

　　(4)鈦酸鋰電池組正常運(yùn)行的電壓要求

　　鈦酸鋰間歇式充電壓一般設(shè)置為單體電池:2.45～2.55V,也是鈦酸鋰電池組運(yùn)行在可以的工作狀態(tài)下。開關(guān)電源設(shè)置穩(wěn)定工作電壓為53.9～56.1V。廠家技術(shù)說明書有特殊要求的,以廠家電池說明書為準(zhǔn),但必須滿足通信直流電源-48V寬電壓供電電壓的維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

監(jiān)控UPS電源應(yīng)急供電15kVA電池的性能測試、容量試驗(yàn)和現(xiàn)場安裝,日前在某地順利完成。驗(yàn)證了本文所述內(nèi)容的正確性。圖22為鈦酸鋰電池組的安裝現(xiàn)場。

監(jiān)控UPS電源應(yīng)急供電15kVA模式的選擇決定了監(jiān)控系統(tǒng)的單相220V/230V/240V三相380V/400V/415V維護(hù)方式和成本，因此在監(jiān)控UPS電源應(yīng)急供電15kVA模式的選擇上應(yīng)以方便性和有效性為原則。從監(jiān)控模式來看，目前市場上常見的UPS監(jiān)控系統(tǒng)重要有兩種: