浮充电压与温度的关系可按生产厂家提供的斜率进行补偿。
VF=V0+k(T-T0)
一般情况下k="3"~5mV。
5、剩余容量计算
试图通过某种方法在线测得电池的实际保有容量一直是电池用户最迫切的希望,但到目前为止,还没有这样的方法或算法。有些介绍用电池内阻来计算保有容量的资料或产品广告,但实际使用起来数据的对应关系并不严格,内阻只能用于区别电池容量的大幅度变化。尤其是利用电池内阻的相对变化可以准确预报电池落后。
当电池处于放电工作时,对于很多场合都需要知道电池的剩余容量及供电时间,根据电池的额定容量和放电电流的监测,不难实时计算出剩余容量,假定负载相对稳定,则换算出供电时间。一般情况下,电池制造厂都给出在不同放电信倍率下的电池容量。
用最小二乘法根据电池厂家提供的在不同倍率下的放电容量,可以简化地用二次曲线来表示电流和容量之间的关系,分别求得a、b、c:
6、电池运行事件记录
BMS的另一方面重要作用记录运行数据,以便在电池出现故障时进行追踪,确定是由于电池质量的原因还是不正常的使用所造成的。对于长时间的连续运行,要记录所有的数据不仅对硬件要求高,也没有实际意义。BMS设计有事件产生器,依据事件产生规则将电池正常运行情况以事件形式存储,大幅减小数据量,而且方便查询管理。主要包括:
1)浮充电压过高、过低
2)充电电流过大
3)放电电流过大
4)工作温度过高、过低
5)内阻变化
6)深度放电
二、动态测试
1.突加或突减负载测试
先用“电源扰动分析仪”测量空载、稳态时的相电压与频率,然后突加负载由0%至100%或突减负载由100%至0%,若UPS输出瞬变电压在—8%—+10%之间(可依具体机型的该项指标而定),且在20ms内恢复到稳态,则此UPS该项指标合格;若UPS输出瞬变电压超出此范围时,就会产生较大的浪涌电流,无论对负载还是对UPS本身都是极为不利的,则该种UPS就不宜选用。
2.转换特性测试
此项主要测试由逆变器供电转换到市电供电或由市电供电转换到逆变器供电时的转换特性。测试时需有存储示波器和能模拟市电变化的调压器。
转换试验要在100%负载下进行,特别是由市电转换到UPS上时,相当于UPS的逆变器突然加载,输出波形可能在1~2周期内有±10%的变化。切换时间就是负载的断电时间。此项测试是检测转换时供电有无断点,如有断点,且断点超过20ms就会造成信号丢失。在线式UPS一般不会有断点,但其波形幅值会有瞬时变化,要求在半周期内消失。另外,因为UPS在市电正常时,逆变器工作频率是跟踪市电频率的,一旦市电中断,逆变器频率完全由控制电路的本机振荡器来控制,这一突然变化是随机性的,它与市电中断前的瞬间状态和本机振荡器的状态有关,这种频率控制的瞬态变化,可能造成输出频率变化达30%,很多负载无法适应这一变化。
三、其他常规测试
1.过载测试
过载特性是用户极为关心,也是衡量UPS电源的一项重要指标。过载测试主要是检验UPS整机的过载能力,保证即使运行中出现过负荷现象时,UPS也能维持一定时间而不损坏设备。过载试验必须按设备指标测试,并且要在25~(2以内的室温下进行。
2.输入电压过压、欠压保护测试
按设备指标输入电压允许变化范围进行测试,一般UPS允许输入电压变化±10%,当输入电压超过此范围时应报警,并转换到蓄电池供电,整流器自动关闭,当输入电压恢复到额定允许范围内时,设备应自动恢复运行,即蓄电池自动解除,转为由市电运行。在蓄电池自动投入和解除的过程中,UPS输出电源波形应无变化。
注意,此项测试一定要保证接线正确,特别是相序必须接对。另外,有的UPS在市电超出+10%范围时,只有报警,而无蓄电池自动投入的性能,只有当市电低于—10%范围时,才有蓄电池自动投入的功能。而有的UPS则是在市电超出±10%范围时,都有蓄电池自动投入的功能,测试时请注意这一点。
事件记录当时的数据和持续时间。对于电力系统的电池运行特点,要求事件产生规则有较强的鲁棒性,可以屏蔽合闸冲击和测量*。
如果电池组中存在个别落后电池,则放电容量由最差的电池决定。
7、远程管理
随着无人值守变电站的推广,电池的在线监测更加必要。电池监测设备可以和集中监控系统联机,通过远程管理软件可以查看电池的当前运行状况和所记录的历史运行事件,及时得知监测过程发出的报警信息,决定是否派人维护,也可以通过远程遥控进行更深一步的测试。
8、实测数据分析
通过对六只不同容量不同电压等级的电池进行测试比较,其中标准内阻采用日本进口单电池内阻测试仪,标准电压采用0.1级标准数字万用表测试。在线测量由BMS电池巡检仪测的,具体数据如下(内阻单位为毫欧,电压单位为伏):
通过测试分析,BMS电池巡检仪测试准确,精度高,完全能胜任蓄电池系统的在线监测。
四、小结
蓄电池是电源系统的核心部分,增加相应的有效监测设备,一方面能保证电池工作在合理的条件下,延长电池的浮充使用寿命;更重要的是在电池完全失效前能够采取措施,避免在停电后才发现电池问题。