林軒羽

（國網(wǎng)上海市電力公司信息通信公司，上海 200072）

0 引 言

在網(wǎng)絡(luò)能源中，通信電源是基礎(chǔ)，后備蓄電池組在通信直流供電系統(tǒng)中能夠發(fā)揮出非常重要的作用，其能夠有效保證通信電源系統(tǒng)的供電情況，并切實維護(hù)電源工作的要點和難點。通信電源設(shè)備會使通信供電出現(xiàn)中斷事故，影響因素中蓄電池組這一因素占較大比重。為了保證通信網(wǎng)絡(luò)安全用電，應(yīng)該加強(qiáng)維護(hù)通信機(jī)房的蓄電池組。結(jié)合維護(hù)規(guī)程，應(yīng)用3 年以上的蓄電池組應(yīng)開展容量試驗，在使用超過6 年后應(yīng)每年開展一次容量試驗，對電池組容量進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測，保證市電以及電源設(shè)備有故障出現(xiàn)時蓄電池組可確保正常運行通信設(shè)備的時間。

1 在線智能蓄電池充放電設(shè)備

UPS 的遠(yuǎn)程放電儀主要針對三相UPS 蓄電池組的定時放電、遠(yuǎn)程放電、按容量放電及直流電源的帶載能力測試來設(shè)計，使用485 通信技術(shù)，能夠利用PC 機(jī)客戶端的訪問集中管理端或監(jiān)控軟件來實時監(jiān)測及監(jiān)控蓄電池組的電池放電過程。這一設(shè)備有著較為新穎的設(shè)計外觀、較輕的重量，能夠更加方便的移動，設(shè)定完放電參數(shù)后，將恒流放電的整個過程完成，實現(xiàn)全面智能化，從而有更加安全的放電過程。

2 在線智能蓄電池充放電設(shè)備的功能

2.1 在線恒流放電

在線智能蓄電池充放電設(shè)備可實現(xiàn)在線蓄電池組對通信設(shè)備放電（供電），確保安全的情況下對蓄電池容量進(jìn)行有效測量[1]。

2.2 在線智能充電

完成放電之后，啟動自動延時，電壓降低，整流器可對蓄電池組充電，并且能夠調(diào)節(jié)充電電流及充電時間[2]。

2.3 在線監(jiān)測單體電壓記錄

運用無線傳輸技術(shù)記錄監(jiān)測單體電壓的模塊，能夠?qū)崟r在線監(jiān)測蓄電池組的充電放電過程的單體電壓變化，并且對電池組的過放電或是過充電做出預(yù)防。

2.4 分析剩余容量

電池放電在線監(jiān)測5 ～10 min，能夠?qū)⒚抗?jié)電池剩余的容量分析出來，在結(jié)束30%～40%的核對性放電試驗后，能夠獲得各單體電池剩余的容量。

2.5 外部接點

對完成放電、過高的充電電壓及其他警報均進(jìn)行輸出接點的提供，以便做出合理處理。

2.6 節(jié) 能

在線智能蓄電池充放電設(shè)備是蓄電池組對通信系統(tǒng)自身的負(fù)載直接放電（供電），運用系統(tǒng)整流器充電，不能在測試過程中浪費電能，難以產(chǎn)生熱量，環(huán)保節(jié)能。

2.7 安全保證

利用無縫連接技術(shù)串聯(lián)在線智能蓄電池充放電設(shè)備和被測試電池組，放電期間，若是市電中斷，主機(jī)停止對電池的充放電，并在系統(tǒng)上自動接入電池組。

3 通信機(jī)房蓄電池組容量的試驗原理

圖1 為在線智能蓄電池充放電設(shè)備的構(gòu)成[3]。

（1）使直流供電系統(tǒng)的一組電池與系統(tǒng)脫離，與智能假負(fù)載連接，對負(fù)載大小進(jìn)行調(diào)整，保證放電電流為固定值，在電池組一單體電池端電壓達(dá)到放電電壓終止時，結(jié)束放電測試。按照電池組放電時間以及放電電流對其容量進(jìn)行計算，備用電源設(shè)備可對放電后的電池組根據(jù)0.1C1 充電率來充電。

（2）設(shè)置供電系統(tǒng)開關(guān)電源電壓輸出值為46.4 V，蓄電池組提供電力給通信設(shè)備，并按照負(fù)載電流實際情況，與智能假負(fù)載相接來調(diào)整放電電流。放電過程中應(yīng)每小時對電池組總電壓、室溫、單體電池端電壓以及負(fù)載電流進(jìn)行測量，同時使用監(jiān)控電源系統(tǒng)設(shè)置電池組放電電壓以及單體電池電壓預(yù)警點，在任何一點進(jìn)行測試和監(jiān)控，其到達(dá)告警門限時停止放電。此外，柴油發(fā)電機(jī)組工況狀態(tài)最佳，可保證在市電停電時，放電后期不會出現(xiàn)供電系統(tǒng)中斷情況。完成放電后，直流供電系統(tǒng)調(diào)整后的輸出電壓針對負(fù)載供電，并且根據(jù)0.1C10 充電率針對電池組充電。

圖1 在線智能蓄電池充放電設(shè)備的構(gòu)成

4 電池組容量具體試驗方法

4.1 離線式容量試驗

離線式容量試驗存在準(zhǔn)確的測試數(shù)據(jù)，實際計算電池組容量更加方便，且便于了解電池組具體容量以及電池組的續(xù)航能力。但在這一供電系統(tǒng)還有一組后備電池時，備用系統(tǒng)電池供電時間大大縮短，不確定在線電池組是否有質(zhì)量問題存在。特別是使用超過6年的電池，如果市電出現(xiàn)中斷情況，這一電池組將會增加通信設(shè)備的放電保障風(fēng)險系數(shù)。因此，運用這一方法來試驗電池組時，發(fā)電機(jī)組應(yīng)該位于最佳狀況，從而保證正常運行開關(guān)電源及發(fā)電機(jī)組等設(shè)備。結(jié)束放電后電池組電量充足并入供電系統(tǒng)，這時和在線電池組間存在電壓差，如果沒有合理的操作，將會造成開關(guān)電源并入電池組產(chǎn)生大電流充電，并出現(xiàn)火花，容易產(chǎn)生安全事故。為了解決打火問題，應(yīng)對開關(guān)電源電壓輸出進(jìn)行調(diào)整，接著并聯(lián)電量充足的相等電壓電池組。這一放電方式有著較大的操作難度，不僅要脫離電池組正極的電源線，也應(yīng)與其負(fù)極保險脫離。特別是與電池組負(fù)極保險脫離時，應(yīng)將處理絕緣工作做好，不合理的操作會產(chǎn)生負(fù)極短路，會造成系統(tǒng)供電中斷事故以及人身安全事故。此外，放電電池組利用假負(fù)載通過熱量形式消耗電能，機(jī)房空調(diào)制冷時間也大大增加，對機(jī)房運行設(shè)備環(huán)境造成影響，維護(hù)人員應(yīng)該時刻守護(hù)，防止假負(fù)載高溫造成通信供電設(shè)備故障。

4.2 實際負(fù)載放電容量試驗

這一操作方法是將開關(guān)電源直流電壓輸出值設(shè)置為46.4 V，電池組可對實際負(fù)載直接進(jìn)行放電，直到開關(guān)電源輸出直流電壓的保護(hù)設(shè)定值。因為電池組有較大的放電電流，應(yīng)該根據(jù)維護(hù)電源規(guī)程對48 V 供電范圍之內(nèi)的40 ～57 V 最低供電低壓門限進(jìn)行考慮，也應(yīng)考慮電池組到設(shè)備供電回路壓降3.2 V 和電池單體放電1.8 V 為最低值的要求。雖然確保了供電系統(tǒng)的安全，但是難以掌控實際負(fù)載放電電流以及時間，難以準(zhǔn)確評估電池組容量，電池性能測試會有不確定因素出現(xiàn)，特別是檢測應(yīng)用超過3 年的電池組性能很難獲得滿意的試驗效果，如果兩組電池出現(xiàn)單體電池失容以及落后等問題，其放電應(yīng)該達(dá)到輸出保護(hù)值時間，維護(hù)人員難以及時發(fā)現(xiàn)，這時剩下的后備電池組容量很少，從而使這一放電方式相較于離線放電方式存在更大的不安全系數(shù)。因為放電深度有限，將無法達(dá)到電池組續(xù)航能力的測試目的，重點是在落實全容量放電過程中會出現(xiàn)放電前期一些單體電池電壓正常，但在中后期，開始逐漸暴露出這些電池的問題。一些單體電池落后，因為沒有足夠的放電深度，發(fā)現(xiàn)的不夠及時。這一放電方式僅能對電池組容量進(jìn)行大致評估，無法對后期放電時長加以檢測。同時，兩組電池間沒有完全均衡的放電電流，每一電池組將按照本身情況對系統(tǒng)負(fù)載電流進(jìn)行自然分?jǐn)?，落后電池組有較大內(nèi)阻以及較小放電電流，正常電池組存在較小內(nèi)阻以及較大放電電流，這將會使一些落后電池由于沒有過大放電電流而無法暴露出來，達(dá)不到檢測放電性能質(zhì)量的目的。

5 在線充放電過程

在線（充）放電設(shè)備和被測電池組正極串聯(lián)，被測電池組處于的支路電壓將比開關(guān)電源輸出或是電池的浮充電壓稍高，從而使這一電池組可對實際負(fù)載放電，在放電期間，放電時間不斷延長，被測電池組電壓隨之不斷下降。利用在線（充）放電設(shè)備來補(bǔ)償調(diào)整自動電壓，確保被測電池組能夠保證恒定電流及功率來放電，達(dá)到電池組放電終止，即到容量、電壓、時間以及單體電池電壓滿足預(yù)期設(shè)定的放電門限值為止，將會自動結(jié)束放電試驗。被測電池組在線恢復(fù)充電過程自動轉(zhuǎn)入，可將兩組電池間出現(xiàn)的電壓差消除，從而指引在線開關(guān)輸出電源，在線等電位控制自動保護(hù)電路限制被測放電后電池組充電情況下，在線等電位連接自動完成，正常連接系統(tǒng)后，可退出在線充及放電設(shè)備，蓄電池組充電等電位連接過程結(jié)束。

6 結(jié) 論

在通信機(jī)房應(yīng)用在線智能蓄電池的充放電設(shè)備，應(yīng)進(jìn)行蓄電池容量試驗，并選用合理的試驗方法，能夠解決原有電池組容量試驗中出現(xiàn)的不安全隱患，從而充分維護(hù)電池，將電池使用壽命延長。