力源蓄电池LY1270 LY12V产品系列规格及参数
产品结构特点
阀控密封铅酸蓄电池（以下简称电池）是由正极板、负极板、AGM隔膜、稀硫酸电解液、安全阀、电池壳和电池盖等组成。电池可组装成2V、6V、12V，电池每2V为一单体。有以下几个特点：
1、电解液吸附在隔膜和极板中，电池中无游离电解液，电池无渗漏，在使用过程中，不需定期加水调整电解液的维护，使用方便。
2、普通的开口式铅酸蓄电池在充电过程中，正极板析出氧气，负极板析出氢气，电池中释放出大量气体。阀控密封铅酸蓄电池，采用特殊的电池结构和免维护极板，使电池在浮充电过程中，正极板产生的氧气通过隔膜在负极板表面复合，并抑制负极板氢气的析出，电池不会释放氧气。正极板腐蚀产生的极少量氢气通过电池上安全阀排出。电池在使用过程中无酸雾析出，不污染环境、不腐蚀设备。
3、由于氢气的析出，加速了电池中水份的损失，电池容易失水干涸。
二、 使用和维护中注意事项以及分析
1、电池的容量
（1）电池的额定容量
电池的额定容量规定为：在环境温度25℃，指定时率下放出的容量
24Ah（包括24Ah）以下的电池的额定容量是指20时率下的容量；
24Ah以上的电池的额定容量是指10 时率下的容量。
例如：12V7Ah
容量检测方法：以（7÷20）A=0.35A放电至10.5V时，电池放电时间不低于20小时。
又例：12V100Ah
容量检测方法：以（100÷10）A=10A放电至10.5V时，电池放电时间不低于10小时。
（2）不率及放电终止电压
电池通常采用10时率或20时率，有时也用3时率、1时率，0.5时率等。但其放电电流、终止电压不完全相同，参见表二。
（3）电池的实际容量
电池在使用初期，其实际容量能达到额定容量，随着浮充使用时间延长，实际使用容量逐渐下降，低于电池的额定容量。
2、环境温度
阀控密封铅酸蓄电池作为化学电源对使用的环境温度非常敏感，环境温度对电池性能的影响不容忽视。
（1）电池在环境温度-20℃～50℃内都能工作，但电池额定容量和寿命都是相对于25℃而言。环境温度低于25℃时，电池实际容量降低；环境温度高于25℃时，电池实际容量增加，寿命缩短。实际容量与使用温度关系见图1。
（2）以25℃为基准，在每升高10℃的环境下工作，电池寿命缩短50%。
特别注意：电池的理想使用温度为20℃～30℃。为保持电池使用寿命，电池室应安装空调。
（3）电池室的设计应宽敞，通风性好，UPS与电池柜间的距离不低于2米。避免将电池室设计为狭小，封闭的小房间。
（4）在不具备安装空调的使用环境下，配置带“温度补偿功能”的充电器也是延长电池使用寿命的方法之一，温度补偿系数为±0.003V/单体。环境温度超过30℃时，每升高1℃，降低浮充电压0.003V/单体；环境温度低于20℃时，每降低1℃，升高浮充电压0.003V/单体。
为了确保铁路火车的可靠运行，需要为铁路用电系统等提供可靠的电源，目前国内大部分铁路系统已经使用UPS为用电设备提供不间断电源，为了实现对UPS运行状况、蓄电池参数、电网质量实时、准确的监测，需要设计一套专门的UPS电源监测系统，本文就是主要介绍基于人机界面和不间断电源UPS、ACR谐波仪表、蓄电池模块设计实现的一套铁路UPS电源监测系统，系统可以实现对UPS的输入参数、输出参数、旁路参数采集显示；蓄电池电压、充放电电流、温度等参数监测；进线回路电压、电流、功率、波峰系数、不平衡度数据显示；逆变输出的逆变器温度、电流、逆变器状态显示，整个系统提高了铁路电网用电质量并保证了电网监测管理水平[1]，具有简明实用优点。
关键词：UPS电源监控；蓄电池监测；人机界面；铁路电网自动监控
0引言
随着铁路运行规模的不断扩大，为铁路用电设备提供可靠的工作电源，对保障铁路系统的安全运行有着重要意义，UPS能够向负载提供更为稳定的电压，一旦输入电源中断，可在极短的时间内开启自身的储备电源，向负载供电。
随着UPS电源的广泛应用，需要对UPS运行参数及状态进行监测，UPS监测系统成为了UPS供电的重要组成部分，系统主要实现对UPS供电过程中的输入、输出电压、电流、功率、频率、不平衡度、电池容量等参数及输出状态、旁路运行状态、逆变器状态、充放电状态、市电状态、故障状态等实现监测，对整个电网系统进行监控、管理及控制，确保了UPS用电设备安全运行，减少人员现场工作量；蓄电池也是UPS供电较为重要的部分，需要对蓄电池实时在线监测、管理，蓄电池监测系统就是用来实现对各个电池组电压、电流、温度、电阻等运行参数、蓄电池各项性能状况监控，便于发现蓄电池在运行中的安全隐患，为蓄电池的稳定、可靠运行提供重要保障，整个系统能够实现电网电能质量监测、谐波分析，为铁路用电系统提供可靠、优质的电网电能。
本文以铁路UPS监测管理为例，提出利用触摸屏和UPS电源、谐波表ACR及蓄电池监测模块等研制一套UPS监测系统应用在铁路中，为铁路用电设备提供高质量电网电能并实现实时监测、管理。
1、用户需求
为了实现对铁路UPS运行状况、运行数据集中监控，提高电网电能质量，保证电网监测管理水平，对所设计的UPS监测系统提出以下需求：
实时显示:
UPS：1#UPS、2#UPS电压、电流、有功功率、视在功率、不平衡度等基本参数与逆变输出状态、旁路运行、旁路相序、整流状态等，通过人机界面能够实时观测到UPS运行参数及运行状况；
逆变输出：逆变器温度、电流状态、逆变器状态、充电器状态显示，实时了解到UPS供电逆变输出时的逆变器运行状态；
蓄电池：蓄电池组总电流、电压、电池充放电状态、电池连接状态、32组电池中每节的电压、温度、内阻参数，用户通过数据显示能清楚的了解到蓄电池工作情况；
进线回路：市电、电流、功率、功率因数、不平衡度、波峰系数、波形因子、谐波棒图实时显示，让用户实时监测到当前电网电能质量；
参数设置:
完成对ACR谐波仪表的电流值、电压值、电压不平衡度、电流不平衡度等参数报警值设置，电网电能参数超过系统设置的限值，自动发生报警指示，保证用电设备能够得到高质量电网电能；
蓄电池组的内阻报警值、温度报警值、高低限电压报警值设置，当发生报警时，在人机界面直观的显示，为蓄电池的稳定、可靠运行提供保障；
故障记录:
主要实现对1#UPS及2#UPS运行过程中出现的电池未连接、无输出等故障进行记录显示，便于用户实时了解到UPS当前运行情况，对出现的故障进行及时处理，保证系统的正常运行。
2、设计方案
该项目基于用户对UPS监测系统的需求，采用昆仑通态触摸屏MCGSTPC7062KX与安科瑞ACR320ELH谐波仪表、伊顿UPS、禾嘉科技蓄电池绝缘监测模块，实现对UPS的输入、输出、旁路电压、电流、功率、频率、不平衡度、电池容量等参数显示；逆变输出的输出状态、旁路运行状态、逆变器状态、充放电状态、市电状态、故障状态等实现监测；蓄电池电压、充放电电流、温度等参数监测；进线回路电压、电流、功率、波峰系数、波形因子、电流系数、不平衡度数据显示，既能保证铁路用电系统的正常运行，又能提高铁路电网电能质量。
对铁路电网智能UPS监测管理系统的设计满足以下所列制造和试验标准：
2.1参考标准
DL/T721-2000 《电网自动化系统远方终端》
JGJ/T 16-92 《建筑电气设计规范》
GB/J63-90 《电力装置的电测量仪表装置设计规范》
GB/T13729-2002 《远程终端通用技术条件》
GB/50198-2011 《监控系统工程技术规范》
DL/T 814-2002 《配电自动化系统功能规范》
DL/T634-2002 《远动设备和系统传输规约基本远动任务配套标准》
DL/T645-2007 《电网质量管理分析》
DL/T5003-2005 《电力系统调度自动化设计技术规程》
2.2系统结构图
为满足铁路UPS监测系统的统一监控、管理要求，现场UPS、谐波仪表ACR及电池绝缘监测模块等设备通过屏蔽双绞线连接至触摸屏[2]，实现触摸屏对现场数据的采集、实时显示、参数的设置、故障记录，拓扑结构如图1所示。
UPS电源 ACR仪表 蓄电池监测模块
图1 UPS监测系统拓扑结构图
系统总体架构如下图2所示，系统主要包括UPS1、UPS2、ACR320、滤波器、电池监测模块等，在电源正常供电时，系统从电源侧将交流电源直接送到用电设备，通过滤波器将电网电源滤波送至UPS供电系统，经过整流器将交流电源变换为直流电供给逆变器，给蓄电池组充电，逆变器将直流电变换成交流电，如果出现主输入电源断电，启用UPS供电系统，或整流器出现故障，由蓄电池组逆变转换给负载供电[4]，保证了整个系统的正常运行；在输入电源侧及UPS电源输出侧接入ACR谐波仪表实时监测电网参数、电网质量、谐波数据，进行电网质量及谐波分析，利用触摸屏对UPS电流、电压，蓄电池电流、电压，电网质量、谐波数据实时监测，保证电网电能质量。
图2 系统总体架构图
2.3主要设备清单
表1 设备清单表
序号 | 名称 | 型号、规格 | 单位 | 厂家 |
1 | 触摸屏 | TPC7062KX | 只 | 昆仑通态 |
2 | 网络电力仪表 | ACR320ELH | 安科瑞 | |
3 | UPS | WP9130I3000T-XL | 伊顿 | |
4 | 蓄电池绝缘监测模块 | HC-XDC | 禾嘉科技 | |
5 | 软件 | UPS电源监测软件 | 套 |
2.4产品介绍
1.网络电力仪表
（1）产品外形
实物图 尺寸图
图3 ACR320ELH外形图
（2）技术指标
输入电压额定值：AC100V、400V
电压功耗：<0.2VA
电流额定值：AC 1A、5A
输入电流过负荷：1.2倍持续，瞬时10倍/10秒
电能脉冲：2路脉冲输出，10000、40000、160000imp/kwh
工频耐压：2kV/1min交流有效值
环境温度：工作：-10~+55℃，存贮：-25~+70℃
频率：50 ± 5Hz，60 ±5Hz
工频耐压： 2kV/1min交流有效值
环境湿度：≤95%RH，不结露，无腐蚀性气体场所
精度等级：电流、电压：0.2级，功率、有功电能：0.5级，频率：0.05Hz
无功电能：1级
2. UPS电源监测软件
（1） 软件的组成
软件生成的用户应用系统，由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分构成，如图4所示。
图4 软件组成图
主控窗口：确定了工业控制中工程作业的总体轮廓，以及运行流程、特性参数和启动特性等项内容，是应用系统的主框架；
设备窗口：专门用来放置不同类型和功能的设备构件，实现对外部设备的操作和控制。设备窗口通过设备构件把外部设备的数据采集进来，送入实时数据库，或把实时数据库中的数据输出到外部设备；
用户窗口：可以放置三种不同类型的图元、图符和动画构件，通过在用户窗口内放置不同的图形对象，用户可以构造各种复杂的图形界面，用不同方式实现数据和流程的“可视化”；
实时数据库：是 MCGS嵌入版系统的核心，相当于一个数据处理中心，也起到公共数据交换区的作用，从外部设备采集来的实时数据送入实时数据库，系统其它部分操作的数据也来自于实时数据库；
运行策略：是对系统运行流程实现有效控制的手段，其本身是系统提供的一个框架，其里面放置由策略条件构件和策略构件组成的“策略行”，通过对运行策略的定义，使系统能够按照设定的顺序和条件操作任务，实现对外部设备工作过程的控制。
（2） 软件的主要功能
简单灵活的可视化操作界面，采用全中文、可视化的开发界面，符合使用习惯和要求；
实时性强、良好的并行处理性能，32位系统，以线程为单位对任务进行分时并行处理；
丰富的多媒体画面，以图像、图符、报表、曲线等形式，为操作员及时提供相关信息；
提供了良好的安全机制，可以为多个不同级别用户设定不同操作权限；
具有强大的网络通讯功能；
提供多种不同的报警方式，具有丰富的报警类型，方便用户进行报警设置；
支持多种硬件设备。
3、系统功能
上位机采用触摸屏MCGSTPC7062KX，通过触摸屏进行现场设备连接、数据库变量配置、界面设计等，完成在上位机中监控现场UPS、谐波表ACR320ELH及蓄电池模块功能。
3.1实时显示
触摸屏采集UPS1和UPS2的电压、电流、功率、功率因数等基本参数及逆变输出、旁路运行、充放电等状态参数，并在人机界面进行实时刷新显示，方便用户及时了解电源各个