浅谈数据中心机房科华UPS蓄电池在线监测系统研究

科华蓄电池是数据中心机房设备在断电情况下正常工作的重要保障装备。确保蓄电池在紧急情况下的正常工作是数据中心运维管理的重要工作之一。本文研究采用蓄电池在线监测系统，实现7×24小时实时在线监测，并根据蓄电池内阻变化趋势对蓄电池性能进行评价，对出现隐患的蓄电池进行预防性维修或更换，从而保障数据中心机房设备安全运行。

　科华蓄电池组总电压监测模块采用隔离设计，从而保证进入数据采集处理单元的信号均为弱电安全电压，保证数据中心机房蓄电池监测系统的安全性和可靠性。单体蓄电池监测模块与采集处理单元之间采用一级电气隔离电路设计，高耐压2500Vac。采集处理单元与供电电源之间采用一级电气隔离电路设计，高耐压2500Vac。采集处理单元与上位机监测中心之间采用一级电气隔离电路，高耐压1000Vdc。

不同于普通电阻,蓄电池的内阻包括金属部分和化学部分，受到制造工艺和材料差异的影响，即使采用相同的测量仪表，同一批次的每节蓄电池之间内阻值也存在差异，有时这种差异会达到50%以上。采用交流法监测内阻时，由于电池内部电容的旁路作用，交流法测量出的内阻会比直流法小，不同交流法或直流法测出的内阻值之间也存在差别，但同一节蓄电池内阻的变化规律一致。因此，仅通过蓄电池内阻绝对值来判断蓄电池性能并不可行。

　　目前国内尚无针对蓄电池在线监测的标准或行业规范，IEEEStd1188-2005《站用阀控铅酸（VRLA）蓄电池的维护、测试和更换方法(VRLA)）中提到，当单体蓄电池内阻值变大至该电池基准内阻值的1.3至1.5倍时，其容量将降低至额定值的80%，即使电池仍具有满足直流系统负载的电流能力，其性能退化速度也在加剧，建议更换蓄电池。

　　综上，本文所研究的数据中心机房蓄电池在线监测系统在蓄电池投运初期记录初始内阻值，并作为该节蓄电池的基准内阻值。系统将定期测量的内阻值与基准值进行比较，根据蓄电池内阻值变化幅度来评价蓄电池的性能。

本文所设计的数据中心机房蓄电池在线监测系统已在国铁集团多个调度楼信息机房及全国大量高铁站信息主机房投入使用，系统实现了对机房蓄电池组的实时监测，当蓄电池内阻变大并超出安全范围时，系统会自动发出报警提示，维护人员据此及时作出响应，对容量下降的蓄电池进行隔离和更换，保证蓄电池组工作在良好状态，避免停电后造成后备电源系统瘫痪，从而提高数据中心机房的安全性和可靠性。

　数据中心蓄电池一般串联为蓄电池组使用，同一组蓄电池在正常使用一段时间后，单体电池之间的电压差异会逐渐变大，蓄电池组的电压一致性会逐渐变差，如果不采取有效措施，这种差异会越来越大，导致整组蓄电池容量降低甚至报废。