全在線蓄電池放電節能技術

2021-04-24 ryder

通信后備蓄電池質量是通信網絡供電不間斷的緊要保障，是整個通信電源設備供電保障，保證通信網絡正常運行的最后一道防線。依據蓄電池特性和維護要求，蓄電池放電容量探測工作是必不可少的。本文論述了當前兩種蓄電池放電容量探測技術的利弊，供應了一種創新性的全在線蓄電池放電安全節能技術，為處理業界幾十年來蓄電池放電探測的安全隱患問題進行有益的探索。

1當前電池放電技術分解

1.1離線式放電法技術分解

(1)將其中一組電池脫離系統后，一旦市電中斷，系統備用電池供電時間分明縮短，何況此時尚不清楚另一組在線電池是不是存在質量問題，此放電方式事故風險性高。如要用此方式放電，提議提前啟用發動機組，并確保發電機組、開關電源等設備能正常運行，保證安全；

(2)離線放電結束后的電池包與在線電池包間存在較大電壓差，若操作不當將引起開關電源和在線電池包對離線放電后的電池包進行大電流充電，出現巨大火花，易發生安全事故。用此方式放電，要配備一臺整組智能充電機，對該離線電池包先充電恢復后再并聯回系統，以處理打火花問題，這樣將使系統更長時間處于單組供電狀態，事故風險高。另通過調整整流器輸出與被放電的電池包電壓相等后進行恢復連接。上述操作一定要謹慎操作；

(3)此放電方式操作時既要脫離電池包的正極，又要脫離電池包的負極，尤其是脫離電池包負極時要特別小心，操作不當引起負極短路，將造成系統供電中斷，導致通信事故的發生；

(4)此方式是將電池通過假負載以熱量形式消耗，浪費電能，影響機房設備運行環境，要維護人員時刻守護以免高溫引發事故。

1.2在線評估式放電法技術分解

(1)調整整流器輸出電壓至保護低壓值(如46V)，使所有后備電池包筆直對實際負荷進行放電至整流器輸出電壓保護設置值。由于現網系統設備絕大多數電池配置后備供電時間為1～4h，放電電流大，應考慮電池包至設備供電回路壓降及設備低壓工作門限，以及保證系統供電安全，在線評估式放電其調整整流器輸出電壓不準許過低(如46V)，放電深度有限，對實際負載的放電時間掌握比較困難，評估電池容量難以準確，對電池性能探測有不確定因素存在，從而對保持電池包活性這一放電探測目的難以達到維護預期工作效果；

(2)倘若兩組電池都有失容或欠容、落后等質量問題，當其放電至整流器輸出保護值的時間，不易被維護人員及時發現，此時可能后備電池容量所剩無幾，存在高風險。在此情況下，此放電方式比離線放電方式安全性更低；

(3)由于放電深度有限，對保持電池包的活性這一放電探測的目的無法達到，更為關鍵的是在全容量放電的踐行中我們常常發現有些電池包在放電前期表現正常，但到中后期，有些落后電池才開始逐步暴露出來。這一部分落后單體，于此放電方式的深度不夠而沒有被發現。所以我們稱此放電方式為在線評估式，它只能大致評估電池包性能，或測試此電池包可以放電至此保護電壓的時間長短，而無法進一步檢查除此時間外到底還能放電多長時間；

(4)組間電池放電電流不均衡。各組電池將依據自身情況自然分攤系統的負荷電流來放電，落后電池包，內阻大，分攤電流小，而健康電池包，內阻低，分攤電流大，造成某些落后電池因放電電流不夠大而無法暴露出來的現象，達不到我們進行放電性能質量測試目的。

綜上所述，在中心機房蓄電池非得定期進行容量探測的需求下，目前兩種容量探測辦法，各有特點又各有弊端，離線放電辦法雖然可以達到蓄電池容量探測的目的，但是工作量太大，系統安全性偏低，而在線評估式放電辦法雖然工作量比較小，但是系統安全性低，達不到蓄電池容量探測的目的，潛在的安全隱患大。因此，當前的蓄電池容量探測辦法非得改革，現將引入一種全新的、科學的容量探測技術——全在線放電技術，以使電池放電容量探測達到預期維護質量測試效果，電池放電維護操作簡便安全，提高了維護工作效率易得到有效的落實。

2全在線放電技術分解

全在線放電技術指被測電池包通過串接電池包全在線放電探測設備提升在線供電電壓，以自動穩流或恒功率控制輸出，使被測電池包對在線負載設備進行供電，實現被測電池包恒電流放電探測或恒功率放電探測，達到安全節能維護效果。

系統技術原理圖如圖1所示。

圖1蓄電池全在線放電設備工作原理圖

放電技術原理如圖2所示。被測電池包的全在線放電原理分解：如圖2所示，在被測電池包的正極串聯電池包全在線放電設備，使被測組電池所在支路的電壓略高出整流器輸出或另一組電池的電壓，這樣就能使該組電池對實際負荷進行放電，在其放電過程被測電池包電壓隨著放電時間的變化(延長)而變化(逐漸下降)，通過全在線放電設備進行自動電壓補償調整，保證被測電池包始終保持恒定的電流或恒定的功率進行放電，當電池包放電終止電壓、容量、時間和單體電壓達到我們預期所設置的放電門限值時，完成放電探測。實現該電池包在線放電探測目的和預期維護效果。全在線放電工作原理，如圖3所示。

圖2全在線放電原理

圖3在線放電工作原理圖

2.1在線放電結束后，自動完成在線充電恢復等電位連接

被測電池包放電探測結束后，電池包全在線放電設備自動進入充電程序，引導在線開關電源的整流輸出，經過全在線放電探測設備的充電、等電位控制保護電路自動對被測放電的電池包進行限流充電，自動完成在線等電位連接，依據全在線放電探測設備系統提示操作要求，恢復系統的正常連接后，全在線放電探測設備退出服務，完成結束蓄電池包全在線放電、充電恢復等電位正常連接全過程。另一組電池以同樣的方式進行在線放電容量探測。如圖4所示。

圖4在線充電自動控制等電位連接工作原理圖

2.2在線放電“無縫連接”技術

為確保電池放電探測的安全性，電池包全在線放電設備在串聯接入電池包正極時要求以無縫連接方式，如圖5所示。

圖5在線放電容量探測接線圖

電池包在線放電探測無縫連接操作，“設備”接入應遵守“先接三，后拆一”，即為先接電源線L1、L2、L3，后拆原電源連接線L5；“設備”成探測退出服務，應遵守“先接一，后拆三”的原則，即為先接原電源連接線L5，后拆電源線L1、L2、L3。

3在線放電技術與當前放電技術比較分解

3.1與離線放電技術比較分解

(1)放電過程最大限度保證電池包備用電能，最大限度降低放電探測造成系統癱瘓的風險；

(2)電池包放電后能自動進行充電恢復，克服離線放電后等電位接入系統操作難度大及潛在安全等問題；

(3)電池包存儲的電能最大限度地得到利用，克服了離線放電能源的浪費，基本沒有發熱現象，不存在高溫的危險，不影響機房環境溫度；

(4)僅在電池包的正極進行無縫連接操作，戒備了離線放電因操作不當引起的短路風險；

(5)該設備一旦串聯接入電池包的正極，設定相關放電參數后，所有放電充電工作自動完成，維護人員可以進行其它工作，降低工作強度，提高工作效率。