蓄电池在线核对性放电试验操作手册之欧阳美创编.docx
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蓄电池在线核对性放电试验操作手册之欧阳美创编
蓄电池在线核对性放电试验操作手册
时间：
2021.01.01
创作：
欧阳美
制定
编写
日期
通信系统后备蓄电池组经过一段时间的使用后，会因电池内活性物质脱落、变质、电解液减少、正极格栅腐蚀或硫化等原因，使电池组的实际容量逐渐减少。
为了掌握蓄电池组的真实放电工作情况，确认市电停电后蓄电池组的保证供电时长，保障设备安全供电，应定期对在用蓄电池组进行放电测试。
蓄电池的放电测试有两种方式：
核对性放电试验和容量试验。
核对性放电试验是指每年以实际负载做一次（UPS使用的密封电池，每季度一次）放电试验，每次放出电池组额定容量的30%-40%。
通过核对性放电试验可以检验出各只单体电池间的连接是否可靠，电池内部是否有短路、断开等故障，整组电池放电性能是否严重劣化、是否存在落后电池等。
容量试验是指每三年做一次容量试验，放出电池组额定容量的80%。
使用六年后的电池应每年一次。
对于UPS使用的6伏或12伏电池，每年做一次。
容量试验是一种完整的检测方式，只有通过容量试验才能真正判断电池的放电性能。
根据《电源、空调维护规程（2013修订版）》的规定，结合全省的实际情况，制定本操作手册，以电池核对性放电试验为手段，了解全省在网运行的蓄电池设备供电保障能力，指导现场维护人员操作方法，提高全省的动力专业蓄电池维护水平，保障蓄电池设备的运行安全。
本手册只适用于蓄电池核对性放电试验。
一、蓄电池核对性放电试验前的检查
在进行蓄电池核对性放电试验前，应对相关的通信电源系统和环境等设施进行必要的检查。
检查内容包括但不限于以下内容：
一、电池室环境及电池外观检查；
电池室环境检查：
蓄电池在使用过程中会释放出氢气，如果电池室密封很好，并且没有通风设施会造成氢气浓度过高，极易发生爆炸，属于严重的安全隐患。
并且空气流通不好，新鲜度不足，对人员安全也存在较大风险。
在放电试验过程中，应始终保持通风状况良好。
电池组外观检查：
检查极柱、连接条有无松动、变形、腐蚀，温度是否异常，电池壳体有无损伤、泄露、变形等。
发现问题应首先处理隐患，在没有完成隐患处理以前不能进行放电试验。
二、发电机工作检查；
核对性放电试验须放出电池额定容量的30%-40%，如果电池性能较差，在经过放电试验后又恰逢市电停电，则电池后备时间将明显不足，必须立即启动油机供电。
如果油机不能及时供电，则通信设备将存在断电的严重风险。
因此在放电试验前对油机的检查是非常必要的，若发现油机供电存在问题，应首先处理隐患，在没有完成隐患处理以前不能进行放电试验。
检查内容：
1、开机前检查启动电池的电压、电解液液位、进排风、机油、水箱防冻液水位、加热器及缸体温度等；
2、市电/油机倒换机构能否正常操作，接触器、开关能否动作；
3、油机启动后，检查输出电压、转速、油压、水温等参数是否正常，油管是否漏油、水管有无裂纹；
4、油机空载运转正常，但是可能在加载后，因水温升高，压力增大，造成水管泄露、破裂，油管因温度升高软化，接头松动脱落等各种问题，造成油机故障停机。
因此，每个局站进行放电试验前必须带载试机20分钟以上。
三、其他检查项目
1、电池室朝阳窗户应做遮阳处理，避免阳光直射电池；
2、电池室温度不宜高于28℃，一般应保持在10--25℃之间；
3、电池组安装是否预留足够的维护空间；
4、UPS电池组的维护通道应敷设绝缘胶垫；
5、UPS电池单体之间应留有至少10mm的间距；
6、不同厂家、不同型号的蓄电池是否有在一个系统中混用的情况；
以上项目在放电试验前一并进行检查。
若存在问题，需填报在放电试验报告中，告知分公司进行整治处理。
二、蓄电池放电试验前的准备工作
1、联系当地供电部门了解近期供电线路的检修情况信息，尽量避开供电线路检修集中的时间段。
2、准备电池放电测试表格，包括测试日期、单体电池电压、电池组总电压、测试时间、室内温度。
4、准备相关的工具仪表和其他物料
数字万用表（四位半）
钟表螺丝刀
钳形电流表
强光手电筒
红外点温计
清洁用品
长筒绝缘手套
文件夹
线手套
纸、笔
说明：
·整组电池的端电压应在电池组桩头处测量，不得在负载端或直流屏端测量。
·在放电开始前，应对电池螺丝桩头用扳手测试紧固程度。
·48伏电池操作佩戴线手套，UPS高压电池组操作需佩戴长筒绝缘手套。
·部分电源系统电压调整需用一字形钟表螺丝刀。
·设备卫生状况较差时会影响必要的测量操作，需准备必要的清洁物品。
三、直流48伏系统蓄电池组放电试验作业
一、放电试验前直流系统的检查
放电试验前，必须对直流开关电源系统设定的电池参数进行检查，确保放电过程中的安全和测试结果的准确。
1、检查电源系统负载下电参数
有些类型的开关电源控制系统具有负载一次下电、二次下电功能，系统会根据负载下电电压设定值，在输出电压下降到设定值时，自动切断负载供电。
如果设定值错误，可能会发生在放电测试过程中负载断电。
2、检查系统浮充电压
目前大多数品牌的电池单体浮充电压出厂铭牌规定为2.23V-2.25V，与电源维护规程的规定相符。
对48V直流供电系统来说，系统浮充总电压为：
2.23*24=53.52V。
若检查发现系统电压长期过高，则需调低电压，经过一段时间，即可进行放电试验，对测试结果没有影响；但浮充电压长期过高，会严重影响电池的使用寿命
若检查发现系统电压长期过低，电池长时间欠充，则需调整系统电压，或是开启均充，电池充足电量后，才能进行放电试验。
浮充电压长期过低，不仅对放电测试结果有影响，还会影响电池的使用寿命。
3、检查均衡充电电压设定
2V电池的均衡充电电压取2.35V/只时，充电时长不宜超过9小时（可充入额定容量的105%。
部分阀控式密封电池在使用过程中通常不需要均衡充电（如哈尔滨光宇电池）。
需要均充的电池一般三个月到半年进行一次均充即可。
对于48伏系统，均充电压设置为：
2.35*24=56.4V。
4、检查最大充电电流（电池充电限流值）设定
一般设定为0.1C安培，最大不超过0.25C安培（C为电池的额定容量）。
比如电池容量为1000AH，则最大充电电流为0.1*1000=100A。
5、检查温度补偿系数设定
每节电池-3mV/℃,整组电池的温度补偿系数为：
电池只数×-3mV/℃；以25℃为基准，温度每升高1℃，浮充电压设定值应降低3mV，反之亦然。
二、核对性放电测试的方法和步骤
利用调低系统浮充电压，让电池向设备供电的方式进行测试，优点是操作较简单，整流模块热备份，放电测试风险小，安全性高；缺点是需确定负荷设备能正常使用的最低电压，为防止电池测试后期市电突然中断，故电池不宜深放电。
1、首先确定负载设备受电侧正常使用的最低电压，再加上供电线路全程压降确定放电电压最低极限值，该电压值维护规程规定为43伏。
2、将直流系统浮充电压设定值下调到45.6伏。
整组电池完全放电终止的电压也就是电池进行容量试验的终止电压一般设定为43.2伏。
对于核对性放电试验，放电终止电压设定的过低，会给直流供电系统带来较大的风险；放电终止电压设定的过高，则电池还没有放出30%的容量就提前停止放电。
因此这个数值一般设定为45.6伏。
3、调低系统电压后，整流模块输出受限，在线并联的两组电池开始共同对实际负荷进行供电。
4、当电池组达到放电时长，即放出额度容量的30%--40%，或电池组总电压达到终止电压值45.6时，放电试验完成。
此时，将开关电源浮充电压上调至正常浮充设定值53.5V，整流模块开始向实际负荷设备供电，并同时向两组电池充电。
5、检查开关电源、蓄电池组运行正常，放电测试结束。
四、UPS系统蓄电池组放电试验作业
一、放电试验前UPS系统的检查
放电试验前，必须对UPS系统设定的电池参数进行检查，确保放电过程中的安全和测试结果的准确。
1、检查UPS电池开关断开电压值的设定
有些类型的UPS系统具有电池自保护功能。
当电池放电电压低于保护设定值时，电池开关自动跳闸断开。
如果电压值设定不合适，则在电池放电过程中可能会发生电池开关跳闸。
具体数值和设置方式可按厂家说明进行。
2、检查系统电池电压
UPS系统配备的电池单体电压一般为6伏或12伏。
根据系统母线电压的不同，配置的电池数量也有所不同。
浮充电压过高或过低都将影响电池的使用寿命。
母线电压
电池数量
浮充电压
400伏
32
432
240伏
20
270
若检查发现系统电压长期过高，则调低电压后，经过一段时间，即可进行放电试验，对测试结果没有大的影响。
若检查发现系统电压长期过低，电池长时间欠充，则调整系统电压，对电池进行充电；电池充足电量后，才能进行放电试验。
3、检查最大充电电流（电池充电限流值）设定
UPS系统充电限流值一般设定为0.05C安培，最大不超过0.1C安培（C为电池组的额定容量）。
4、UPS带载情况检查
放电测试前应确保UPS电池已完成了5个小时以上的浮充充电过程，带载率应在额定容量的5%--80%之间；
5、检查UPS系统输入开关容量
放电测试过程中，若电池性能较差，则电池电压很快下降，系统自动结束放电测试。
若系统在切换时发生故障，则可能会发生UPS转旁路供电的情况，此时系统给负载供电的同时还要给电池充电，如果系统输入开关容量不足或整定值不够，则会引起开关跳闸断电，这是平时检查中容易忽略之处。
二、核对性放电测试的方法和步骤
利用UPS系统的电池维护测试功能，在线进行电池放电测试。
1、在操作面板上选择电池维护测试功能，进入菜单后先设定电池放电测试时间，一般设定为10-30分钟；然后再选择“开始测试”键，按下确定键后，有些系统会弹出小窗口要求输入密码。
不同的UPS设备，密码不同，一般有“000000”“12345”“10000001”几种，具体以厂家的说明书为准。
2、测试开始后，UPS系统降低母线电压，进入热备状态，电池组开始通过母线逆变进入放电状态。
3、当电池组总电压达到终止电压值（400伏系统为365伏，240伏系统为228伏）或达到放电时间设定值时，系统自动停止放电，转回正常工作状态。
4、检查UPS设备和蓄电池运行状况，放电测试结束。
五、放电试验的数据分析
一、数据测量和记录
放电开始前应全测蓄电池的单体端电压、环境温度、负荷电流，根据实际负荷电流情况估算放电速率和放电时长，时长一般取整数以方便计算。
放电开始后，密切注意电压变化，当输出电压下降到拐点时会略有回升，然后开始平稳放电过程，2V蓄电池按下表测量时间进行测量记录数据，所有数据都应填写在放电试验记录表中。
放电开始后，需测量实际放电电流与系统显示电流对比，并重新估算放电时间。
放电小时率
测量时间间隔
10小时率
1小时
3小时率
30分钟
1小时率
10分钟
测量记录的时间间隔：
UPS蓄电池放电开始，应立即测量单体电压和放电电流，并根据电池容量和放电电流估算放电时间。
二、放电量的计算
放出电量=放电电流A×放电时长H
其中:
A，放电电流有少许变化，计算时取平均值。
H，开始放电到停止放电的时长，折算成小时。
蓄电池放电时，如果环境温度不是25℃，则需将实测容量Cr按下式换算成25℃基准温度时的实际容量Ce；
Ce=Cr/[1+K（t-25）]
式中：
t---放电时的环境温度；
K---温度系数，10小时率容量试验时K=0.006/℃；
3小时率容量试验时K=0.008/℃；
1小时率容量试验时K=0.01/℃
三、放电终了的判定
根据放电电流和放电时长计算出的放出容量如果达到额定容量的30%-40%，或是达到预先设定的放电时间即认为是整组电池放电终了。
另外，当以C10到C3之间的速率放电时，整组电池中有任何一只电池单体电压下降到1.80V时，即应停止放电，并认为该组电池也已放电终了。
四、蓄电池组放电性能评判
直流系统或UPS设备完成核对性放电测试后，根据测试结果需要对电池的放电性能进行评判。
判断的依据为《维护规程》规定的相关参数和通信电源行业包括厂家的提供的各种数据，主要涉及以下几条：
1、端电压均衡度
各单体电池端电压间的最大差值参照浮充时的规定。
单体电池电压（伏）
压差（伏）
2
0.09
6
0.24
12
0.48
放电过程中，各单体电池的端电压最低与最高的差值应不大于表中规定的数值，这是表征放电过程中各单体电池放电性能平均程度的参数。
2、电压稳定度
这是表征蓄电池在放电过程中端电压变化速度的参数。
放电开始时，端电压下降到拐点后，会稍有回升，此时端电压应能在较长时间的内稳定不变，然后逐渐缓慢的下降。
若电池端电压持续下降，则说明电池性能已明显劣化。
3、落后电池
落后电池的数量是直接表征整组电池性能的指标。
存在单体落后电池的电池组，其端电压下降幅度会比较大，下降速度也很快，对整组电池的放电能力影响很大；不仅如此，落后电池还会成为其他单体电池的负载，加速其他电池性能的劣化。
因此，若整组电池出现单只落后电池，应尽快予以更换；若出现多只落后电池，则说明整组电池已失效，需考虑整组更换。
根据电池的放电数据，可以从以上三个方面评判电池性能的好坏，但电池放电时长、电池到底剩余多少容量还需查询电池放电特征曲线，根据曲线可大致估算出电池剩余容量和放电时长，虽然不准确，但能够了解电池性能和放电时长，满足基本的维护需要。
时间：
2021.01.01
创作：
欧阳美
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