ROCKET蓄電池SMF115F51儲能應(yīng)用

ROCKET蓄電池SMF115F51儲能應(yīng)用

UPS是針對中國電網(wǎng)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)等對電源的可靠性要求，克服中、大型計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集中供電所造成的供電電網(wǎng)環(huán)境日益惡劣的問題，以全新的數(shù)字技術(shù)研制出的第三代工頻純在線式智能型UPS。直流電源，是維持電路中形成穩(wěn)恒電流的裝置。如干電池、蓄電池、直流發(fā)電機(jī)等。
UPS
UPS和直流電源是企業(yè)重要的供電保障設(shè)備，傳統(tǒng)的維護(hù)管理包括：①日常巡檢外觀，定期更換電池、濾波電容、風(fēng)機(jī)等易損件，大修時做電池活化等；②改造或采用換代設(shè)備，使用高級工具測試電池性能。這種管理方式企業(yè)投入成本高，維護(hù)人員工作量大，不易實時掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)，設(shè)備事故預(yù)防能力低。實施在線維護(hù)管理可避免傳統(tǒng)方式的不足之處，獲得良好效益。
UPS的中文意思為“不間斷電源”，是英語“UninterruptiblePowerSupply”的縮寫，它可以保障計算機(jī)系統(tǒng)在停電之后繼續(xù)工作一段時間以使用戶能夠緊急存盤，使用戶不致因停電而影響工作或丟失數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)
總控站（后臺）
由監(jiān)控站、工程維護(hù)站、系統(tǒng)接口等構(gòu)成，運(yùn)用管理分析軟件處理接收的數(shù)據(jù)并通過Web發(fā)布。工程維護(hù)人員登錄服務(wù)器可查看全廠所有在線設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及*的歷史、實時數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計。
現(xiàn)場設(shè)備控制站（ES）
根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備需要，可選擇監(jiān)控功能儀或設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息采集儀（EII）。EII通過RS-232/485端口與電能表、電池采集模塊、直流屏、UPS等智能設(shè)備通信，將監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為符合通信協(xié)議的數(shù)據(jù)包，接入局域網(wǎng)，傳送至主控室服務(wù)器。獨(dú)立完整的ES包括以下部分。
系統(tǒng)主機(jī)。由下行串口通道、數(shù)據(jù)處理器、顯示器、上行串口通道組成。下行串口通道通過RS-485總線訪問電池電壓采集模塊，采集數(shù)據(jù)，管理電壓采集模塊，數(shù)據(jù)處理器完成數(shù)據(jù)解壓、數(shù)據(jù)計算、存儲管理，將處理后的數(shù)據(jù)一部分送往顯示器，另一部分由上行串口通道發(fā)送至協(xié)議處理器，或傳給上一層管理系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)采集模塊組?？筛鶕?jù)用戶需要確定采集數(shù)據(jù)要求及配置相應(yīng)采集儀器，一般由電池電壓采集模塊、電流、溫度、功率等組成，模塊間隔離良好、絕緣性強(qiáng)，可靠性、安全性高。數(shù)據(jù)采集可分組，每個模塊可對一定數(shù)量電池進(jìn)行電壓采集，可配備電流、溫度傳感器，模塊間與系統(tǒng)主機(jī)一般采用RS-485連接。
協(xié)議處理器。具有協(xié)議處理程序的接口板，處理各種通信協(xié)議?？蓪崿F(xiàn)：①將主機(jī)發(fā)送的電池電壓、電流、溫度等信息按約定協(xié)議編碼、打包、發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器;②將遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)出的遙控、遙調(diào)指令經(jīng)過解碼發(fā)給主機(jī)，實時控制。
放電模塊?？煽焖贉y出電池直流內(nèi)阻，瞬間測試電池性能，大功率放電模塊可提供瞬間大電流沖擊負(fù)荷。
遠(yuǎn)程服務(wù)器。實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)計算機(jī)數(shù)據(jù)通信，通過局域崗遠(yuǎn)程訪問現(xiàn)場的蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)，接收、分析數(shù)據(jù)，通過Web服務(wù)器發(fā)布數(shù)據(jù)。

關(guān)于日常檢查及維護(hù)保管：

1、定期對電池進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)有灰塵等外觀污染情況時，請用水或溫水浸濕的布片進(jìn)行清掃。不要用汽油、香蕉水等有機(jī)溶劑或油類進(jìn)行清洗，另外請避免使用化纖布。
2、浮充時，電池充電過程中總電壓或指示盤上電壓表的指標(biāo)值偏離下表所示基準(zhǔn)值時（±0.05V/單格）應(yīng)調(diào)查原因并作處理。
通信網(wǎng)絡(luò)
聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場設(shè)備各分站（采集監(jiān)控站），采用光纖作為數(shù)據(jù)通信主干線，組成全廠UPS和直流電源在線監(jiān)控的局域網(wǎng)。
組成
UPS電源系統(tǒng)由五部分組成：主路、旁路、電池等電源輸入電路，進(jìn)行AC/DC變換的整流器（REC），進(jìn)行DC/AC變換的逆變器（INV），逆變和旁路輸出切換電路以及蓄能電池。其系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高頻開關(guān)整流器，本身具有可根據(jù)外電的變化控制輸出幅度的功能，從而當(dāng)外電發(fā)生變化時（該變化應(yīng)滿足系統(tǒng)要求），輸出幅度基本不變的整流電壓。凈化功能由儲能電池來完成，由于整流器對瞬時脈沖干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲能電池除可存儲直流直能的功能外，對整流器來說就象接了一只大容器電容器，其等效電容量的大小，與儲能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不能突變的，即利用了電容器對脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾，起到了凈化功能，也稱對干擾的屏蔽。頻率的穩(wěn)定則由變換器來完成，頻率穩(wěn)定度取決于變換器的振蕩頻率的穩(wěn)定程度。為方便UPS電源系統(tǒng)的日常操作與維護(hù)，設(shè)計了系統(tǒng)工作開關(guān)，主機(jī)自檢
故障后的自動旁路開關(guān)，檢修旁路開關(guān)等開關(guān)控制。
在電網(wǎng)電壓工作正常時，給負(fù)載供電如圖所示，而且，同時給儲能電池充電；當(dāng)突發(fā)停電時，UPS電源開始工作，由儲能電池供給負(fù)載所需電源，維持正常的生產(chǎn)（如粗黑→所示）；當(dāng)由于生產(chǎn)需要，負(fù)載嚴(yán)重過載時，由電網(wǎng)電壓經(jīng)整流直接給負(fù)載供電（如虛線所示）。
工作過程
當(dāng)市電正常380Vac時，直流主回路有直流電壓，供給DC-AC交流逆變器，輸
不間斷電源工作原理框圖
出穩(wěn)定的220V或380Vac交流電壓，同時市電經(jīng)整流后對電池充電。當(dāng)任何時候市電欠壓或突然掉電，則由電池組通過隔離二極管開關(guān)向直流回路饋送電能。從電網(wǎng)供電到電池供電沒有切換時間。當(dāng)電池能量即將耗盡時，不間斷電源發(fā)出聲光報警，并在電池放電下限點(diǎn)停止逆變器工作，長鳴告警。不間斷電源還有過載保護(hù)功能，當(dāng)發(fā)生超載（150%負(fù)載）時，跳到旁路狀態(tài)，并在負(fù)載正常時自動返回。當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重超載（超過200%額定負(fù)載）時，不間斷電源立即停止逆變器輸出并跳到旁路狀態(tài)，此時前面輸入空氣開關(guān)也可能跳閘。消除故障后，只要合上開關(guān)，重新開機(jī)即開始恢復(fù)工作。

ESH Specification

家用的UPS大多是1000W以下的短延時后備式的。此類UPS基本的組成有電池充電器、電池組、逆變器三部分，有些UPS在此基礎(chǔ)上還加上了電源濾波器和交流穩(wěn)壓器等組件，進(jìn)一步提高了UPS的性能和實用性。
后備式UPS故障多的部件還是UPS中的電池組，由于電池組的價格要占到整機(jī)的4O％以上，更換費(fèi)用不少。但是平時只要維護(hù)得當(dāng)，就可以使電池組的壽命成倍延長，即使出現(xiàn)一些小問題，只要及時采取措施也可以補(bǔ)救。
一般的UPS電池組由兩個12V兔維護(hù)蓄電池串聯(lián)構(gòu)成24V儲備電源，它的性能和狀態(tài)直接影響到UPS的逆變時間和逆變啟動，不少故障就是由于電池組引起的。雖然說是免維護(hù)電池，但是在不同的使用條件下其壽命大不一樣。免維護(hù)電池塊的性能像平時使用的可充電鎳鎘電池一樣，需要經(jīng)常充放以保持其活力，家庭用戶極少遇到中途斷電需要UPS以電池塊的電能逆變供電的情況，往往是電池塊*處于浮充狀態(tài)，這樣久而久之電池的容量會慢慢下降，提早報廢。所以針對這一點(diǎn)提出人為的斷電逆變放電，一般一套家用微機(jī)耗電在200W左右，故逆變負(fù)載的功率也選200W。根據(jù)UPS逆變的特性，負(fù)載要選用純阻性的，專業(yè)用的負(fù)載可選用大功率的線繞電阻。在業(yè)余條件下可就地取材，選用200W的白熾電燈泡(也可以用幾個小功率的燈泡并聯(lián)使用)，選用此負(fù)載的好處是負(fù)載接近純阻性，功率與實際微機(jī)耗電相仿就行，通過逆變放電可以測試出你的UPS實際逆變供電時間。這樣做的好處，一是可以在以后市電中斷時知道UPS大概能支持多少時間，二是可以與下次放電時間作比較，借以了解電池的性能。
要注意的是。用燈泡作負(fù)載，由于開機(jī)沖擊較大，為了保護(hù)UPS的安全，必須按以下步驟進(jìn)行：(1)接通UPS的進(jìn)相電源；(2)打開UPS；(3)打開負(fù)載(燈泡)；(4)斷開UPS充電6~8小時。由于大部分UPS為了保護(hù)電池設(shè)定了電池電壓下限，一旦電池電壓躍落過多即自動停止逆變。在進(jìn)行上述操作時，要注意把逆變的時間記錄下來供以后參考，注意UPS外殼的溫度，如果溫升過大要及時停止逆變，待溫度恢復(fù)正常后再逆變放電，直到UPS自動停止逆變(說明電池已用完)。以上方法因為逆變功率較小，UPS所留余量很大，對UPS的逆變功率管沒有損害，一般每月放電一次以保持UPS電池的活力。

關(guān)于保管

1、保管時請注意溫度不要超過-20℃～+40℃范圍
2、保管電池時必須使電池在*充電狀態(tài)下進(jìn)行保管。由于在運(yùn)輸途中或保存期內(nèi)因自放電會損失一部分容量，使用時請補(bǔ)充電。
3、*保管時，為彌補(bǔ)保管期間的自放電， 請進(jìn)行補(bǔ)充電。
在超過40C條件下保管時，對電池壽命有很壞影響，請避免！
4、請在干燥低溫，通風(fēng)良好的地方進(jìn)行保管。
5、如在保管或轉(zhuǎn)移過程中電池包裝不慎被水淋濕，應(yīng)立即除掉包裝紙箱，以避免被水打濕的紙箱成為導(dǎo)體造成電池放電或燒壞正子。
使用上述放電法時，還一個小竅門，就是判斷你的UPS是正弦波逆變還是方波逆變。正弦波逆變的UPS較好，而方波逆變的不適于*逆變使用，對有些設(shè)備有害。正弦波逆變的UPS在斷電后進(jìn)入逆變供電狀態(tài)下，作負(fù)載的燈泡亮度和使用市電時一樣，方波逆變的UPS在逆變的狀態(tài)下，做負(fù)載的燈泡比使用市電時更亮。
以下是進(jìn)一步維護(hù)UPS的方法，此方法適用于有一定電子電工常識而且又有動手經(jīng)驗的維修人員。在充分放電后，將UPS靜置3O分鐘(不要接通電源充電)，打開UPS的機(jī)殼，用萬用表分別測試兩個電池塊的電壓(在測量時在萬用表表筆兩端并聯(lián)上120~200歐姆的電阻作負(fù)載)，兩塊電池的電壓差不應(yīng)大于0．5V。如果大于此電壓差，則說明兩塊電池的一致性不佳，這樣可能會造成一塊電池塊容量不足，以致其中一塊提前放電終止，*下去對兩塊電池都有損害。如及早發(fā)現(xiàn)，可以人工對電壓較低的電池塊進(jìn)行補(bǔ)充充電，使兩塊電池的電壓保持在同一水平上，然后裝回UPS中即可。如果發(fā)現(xiàn)其中一塊電池失效或老化，可及時處理或更換。一般用以上方法檢查電池情況半年一次。如果在常規(guī)逆變放電中，發(fā)現(xiàn)逆變時間比上一次逆變時間明顯減少，可立即進(jìn)行此項檢查。

關(guān)于電池壽命的說明：即使UPS使用的是同樣的電池技術(shù)，不同廠家的電池壽命大不一樣， 這一點(diǎn)對用戶很重要，因為更換電池的成本很高(約為UPS售價的30％)。 電池故障會減小系統(tǒng)的可靠性，是非常煩人的事情。 　
作為微機(jī)系統(tǒng)的完備支持系統(tǒng)，UPS電源對保護(hù)你的數(shù)據(jù)和機(jī)器設(shè)備不受損害有很重要的作用。因此，正確使用和維護(hù)UPS，就顯得相當(dāng)重要。為保證其正常運(yùn)行和延長使用壽命，在使用與維護(hù)中應(yīng)注意以下幾方面：
(1)在匹配功率時要留有余量。如1000W的UPS，按80％負(fù)載率即800W去負(fù)載。
(2)新購的UPS電源，使用前一定要對后備蓄電池組進(jìn)行均衡充電，即將每個蓄電池并聯(lián)起來，根據(jù)蓄電池的標(biāo)稱值，確定充電壓和電流，充電12小時~34小時，以延長蓄電池的使用壽命。
(3)在進(jìn)行UPS連接時，應(yīng)正確連接交流輸入的極性，否則故障率將大大增加。
(4)UPS應(yīng)*處于開機(jī)狀態(tài)，盡可能減少開機(jī)和關(guān)機(jī)次數(shù)。
(5)不宜在UPS的輸出端帶可控硅負(fù)載、可控硅橋式整流或半波整流型負(fù)載。
(6)UPS按操作方式可分為后備式UPS和在線式UPS兩種。對后備式UPS應(yīng)注意：其前級不宜添帶有大阻抗元件的交流穩(wěn)壓器，因為它會造成后備式UPS的市電供電與逆變器之間供電轉(zhuǎn)換時間的明顯增加，極有可能造成微機(jī)在運(yùn)行時產(chǎn)生錯誤的自檢啟動，以致數(shù)據(jù)丟失；對在線式UPS應(yīng)注意：它不宜在電池組末接入或在電池組內(nèi)阻變化很大的情況下開機(jī)運(yùn)行，它不宜帶負(fù)載開機(jī)或帶負(fù)載關(guān)機(jī)。
(7)定期檢查UPS內(nèi)部蓄電池的端電壓和內(nèi)阻，以確定電池組是否有足夠的實際可供使用容量以備供電中斷用。可采取如下措施：對蓄電池*處于只充電不放電的UPS來說，為防止電池因儲存老化而損壞，應(yīng)每隔2~3個月人為地中斷市電供電，讓UPS中的蓄電池放電一段時間，以達(dá)到激活電池的目的。對于UPS*處于市電低壓供電或頻繁停電的用戶來說，為防止電池因*充電不足而損壞，應(yīng)充分利用供電高峰對電池充電，以保證電池在每次放電之后有足夠的充電時間。非迫不得已，不要讓蓄電池深度放電。因為蓄電池允許深度放電的次數(shù)只有200~250次左右。
(8)當(dāng)UPS中蓄電池的可供使用容量大部分放掉時，又遇市電供電中斷由電池供電時，不宜讓UPS繼續(xù)處于重載條件下運(yùn)行，否則易引發(fā)電池故障或內(nèi)部逆變器故障。
(9)用戶在自行外配長延時電池組時，外配的充電器宜選用具有恒流和桓壓控制特性的品牌，不宜選用普通的恒壓充電器，否則容易造成蓄電池組的壽命減少，嚴(yán)重時燒毀充電器；外接電池組至UPS間的連線應(yīng)盡可能短和粗。
(10)使用UPS電源后，不必再加交流穩(wěn)壓器。若一定要加，應(yīng)加在UPS的前級，即市電先經(jīng)交流穩(wěn)壓器，再經(jīng)UPS，然后到負(fù)載。
(11)對非免維護(hù)式蓄電池，應(yīng)定期檢查，控制溫度，添加蒸餾水。
(12)UPS電源的使用應(yīng)避免兩次開機(jī)之間間隔太短。否則，易燒壞機(jī)內(nèi)元件，一般等待時間應(yīng)在1分鐘以上。
(13)UPS不宜由柴油發(fā)電機(jī)供電，因其頻率經(jīng)常突變不穩(wěn)，影響UPS的正常運(yùn)行。
(14)如一臺UPS接有多臺負(fù)載設(shè)備，則應(yīng)順序間隔接通電源，以免負(fù)載同時啟動時的大電流擊損壞電源的零部件。
(15)許多UPS都裝有報警開關(guān)，主要作用是市電停止時提醒用戶注意，以及蓄電池過量放電時報警，所以在使用過程中一定要把蜂鳴開關(guān)打開。