如何全面解决电力系统蓄电池维护问题

摘要：介绍一种先进的测试技术,讨论如何全面解决电力系统蓄电池维护问题.

如何对阀控式铅酸蓄电池建立起一套有效的维护管理方法，一直是广大维护人员所关心的问题。近来Alber公司推出的蓄电池维护方案，效果良好，这里特将其推荐给广大用户，以帮助建立起一套有效的电池维护方法。

这套方法着重强调以下观点：

任何蓄电池的寿命变化都是渐变的，频繁的测量没有任何意义，但是，长期的跟踪管理却是最为重要的。由于电池的寿命平均在5年左右，一个月左右测一次即可。目前，一些昂贵的在线监测电池系统实际上是无多大意义的，更何况其可靠性，还不如其监测的对象。

蓄电池的寿命取决于电池的充放电次数，随着充放电次数的增加，电池的内阻增加，放电能力减少，当达到一定程度时，这种变化加快。因此，长期跟踪测试，状态管理成为一项可行的解决方案。在实际使用中，有很多种方法可以决定电池的寿命或状态，但是基于内阻的测量方法是最快，最可靠的。

目前市场上存在的各种所谓容量检测系统（除了10小时放电系统），其原理归根结底都是基于内阻的。因此无论即使是几十万的设备，还是几万的，其原理从根本上是一致的，所谓的容量也是推测。

一般判则：Alber从用户测试设备处收集到许多的测试数据，并将他们的发现做为报告发表出来 。迄今为止，可以得出这样的结果，即所有内阻高于基准值25%的电池将无法通过容量的测试。

建立一个方便，简单，可靠，价格较低的有效测试系统，是本公司提出的解决方案的最终目标，下面分别介绍我公司的测试方法和推荐的电池维护方案：

1、直流放电法：

如图所示，由被测电池向负载模块 (RTM) 放出大电流(30-70A)，时间3.25秒，测量放电电压稳定后的瞬间断电压差V(V2－V1) 与电流值 (I) 的比值计算出电池的内阻 R内阻＝V/1；直流放电法测内阻为 Albér 公司专利(专利号：U.S.Patent No.5.744.962).

R1=V/I=(2.088-2.061)/I=375uΩ

2、电池测试方法的比较

使用方法

在线测内阻

测试电流

测试结果

与容量关联性

在线

在线

直流放电法

在线测内阻, 精度0.1%

30A-70A

稳定　准确

稳定　准确

紧密

交流注入法

只能测电导、电抗

无法测内阻

≤1A

不稳定。受纹波电流影响和谐波电流干扰。

有跳变

离散

3、电池检测和在线检测的三种主要方法

蓄电池在线监测管理是针对测量电池的运行条件和检测电池本身的状况而设计的、电池监测主要有如下三种方法：

①整组监测，②单电池电压监测，③电池内阻监测与在线监测。

① 整组监测：

整组电池监测功能一般设计在整流电源内（如一些高端的UPS的电池管理软件），测量电池组的电压，电流和温度，进行充电和放电管理，尤其是根据环境温度变化来调整电池组的浮充电压（温度补偿）做得比较好，在电池放电时电池组电压低至某下限时报警。成组电池监测很难发现单电池的缓慢变化，包括单电池本身的老化和因单电池一致性问题而带来的积累效应，以一组48V电池组来说，如果只有1个电池在变坏，其电压变化的信号会被其它23只电池“淹没”。电池端电压及电池组母线电压与电池容量（放电能力）无关。整组监测无法监测电池及电池组实际容量，无法筛选其中已老化的电池。

② 单电池电压监测：

1997 年我国邮电部的电池监控标准目的在于规范电池监测产品和技术。标准中明确要求监测到每一个单电池。目前电信部门使用的产品大多都是依据该标准设计和生产的。制定标准后，电信运维部门期望监测设备能够起到重要作用，而实际情况是在浮充状态，监测设备只能发现极个别性能很差，浮充电压超常的电池。对于浮充电压小幅值的差异监测，系统并没有办法区别和处理，也就是对于电池性能变坏，电池容量已经大幅下降的老化电池监测无能为力，这时如果电池浮充电压变化不明显，监控系统不会发出警报。而是当放电时发现某电池的放电电压（或曲线）异常才有警告。但一般为时已晚。结论：实践证明，单电池电压监测的预警性和前瞻性较差，无法准确测定电池内阻和容量，及时找出老化电池。

③ 电池内阻监测与在线监测：

以美国 Albér 公司为代表的电池监测设备厂商在近几年推出了直流放电法对电池进行内阻检测的系列产品，是电池监测技术的质变，即由被动监测电池电压到主动精确测试电池内部状态（内阻）和在线监测电池组动态变化。

4、推荐的蓄电池测试工具

BDS－256 / MPM－100 蓄电池智能监控系统是Alber公司利用内阻测试专利技术的高级综合应用。这种系统的独特之处是能对蓄电池存在的任何问题提供早期的预报。通过测试蓄电池内阻的方法，系统能够自动检查到每个电池单体的状况，并可靠地预测出它们的性能。

CLC-200蓄电池内阻测试仪是Alber公司的一款可以进行数据自动储存的蓄电池智能内阻测试仪，它可以在正常测试时间内精确提供各阶段数据。此款轻便智能型设备可以显示并记录单体浮充电压、单体内阻以及电池间连接电阻。可应用于单体电池或由多单体构成的模块。自动储存 7 组 256 节电池组或 28 组 64 节电池组的相关数据，不仅可以节省时间，而且还可以确保永久地保存记录。使用 RS-232 端口和软件可以将所有读数传送至计算机进行深入分析并生成报告。

SCT-200蓄电池活化仪是Alber公司推出的用于在线对单节电池按编程进行恒流容量或预置放电、限流恒压充电的测试；可编程为多步测试过程，自动操作以及安全电路可让用户对设备进行编程并启动测试，而无需对测试系统值守。

BCT－2000 蓄电池组放电测试仪是Alber公司推出的集放电、检测和通讯一体化的蓄电池组容量测试系统工具。这套设计巧妙的系统采用线性连续可调自动控制电路，完全按照用户编程的方式在恒流、恒功率和自动关闭的模式下自动完成测试。是蓄电池组阶段检、年检、工程验收的理想工具。