[发明专利]防电池组硫化和容量在线测量的不停电电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种防电池组硫化和容量在线测量的不停电电源，属于不停电电源技术领域。

背景技术

在电力系统、通信系统、经融和科研单位，为了在电网发生故障时仍能正常工作，都大量使用着各种直流不停电电源和交流不停电电源〔UPS系统〕。

当前国内外使用的直流或交流不停电电源系统，工作原理大多差不多，即采用电池组作为后备电源，用高频开关电源作主供电源兼充电机。高频开关电源直接和电池组并联，其电压调至电池组的浮充电压给电池组浮充充电，同时向用电设备供电。在交流电网供电正常时，电池组始终处于浮充充电状态，用电设备全部由主供电源或电网供电，即电池组处于完全后备状态。当交流电网由于各种原因停电时，主供开关电源停止供电，电池组自动通过逆变电源向用电设备供电，从而构成不停电电源系统。

上述原理构建的直流和交流不停电电源，经过十多年的运行考验，暴露出了一些问题，并曾给电力，通信等部门造成过重大事故，给国民经济带来了一定的损失。对事故和故障的调查表明，由开关电源损坏直接造成的故障很少，而大部份故障是在交流电网停电时，电池组不能正常投入运行所造成。分析原因主要有以下几点：

1)、主供开关电源由于采用了N+1热备用的模块化设计，出现同时损坏的几率极低，即使发生雷击模块全部损坏，但只要电池组不同时损坏，供电仍能维持。

2)、密封铅酸阀控电池在我国使用初期曾被误称为密封免维护电池，致使很多人误以为该种电池完全不要维护，从而电池坏了也不知道。

3)、由于电池组和主用开关电源直接并联充电，电池组总电压和每节电池的电压已由充电电压确定，因此通过简单地测量电压反映不出电池的好坏和电量是否充足。误导人们把已损坏的、容量不足的电池当好电池使用。

4)、近年的研究发现，密封铅酸阀控电池长期浮充充电而不进行放电，内部会发生硫化，阻止充电进程，进而使电池比理论寿命提前损坏。而这种损坏由于电池组和充电机并联而常常被掩盖了。

以上分析的原因，造成了当交流电网故障时，备用电池组已损坏或容量不足，不能正常投入工作，从而造成不停电电源的停电事故，给国民经济造成重大损失。

为了避免电池故障或容量不足造成的停电事故，人们认识到对密封阀控电池进行维护的重要性。各地采用了多种方法对电池组进行监控和检测，其中最有效的方法就是电池组容量核对试验。原电力部和邮电部都曾发文件规定，对通信电源和操作电源的备用电池组每年必须进行不少於一次的核对性放电实验。

所谓电池容量核对性实验，就是从电池容量的定义出发。将被实验的电池进行恒流放电一定时间，并不断测量电池的端电压，以确定电池是否达到规定的容量指标。这种方法准确可靠，目前是唯一得到大家认可的方法。但实施比较麻烦和浪费。

1)、电池组放电需要脱离电源系统方能进行，因此要预先申请；

2)、需要一台专用的放电仪，以保证恒流放电和电池电压的检测；放电仪价格高，使用效率低。

3)、中、大型的操作电源或UPS系统的电池组有多达一百节以上的电池，每放一次电接线工作量十分繁重，因此不可能经常进行。

4)、电源放一次电要浪费很多电能。以一个中小型变电站的操作电源为例，一组220V/100AH(AH——安培小时，电池容量单位)，放电实验一次，需要22千瓦时电能，大中型操作电源放电的能量更多。全国成千上万的各种不停电电源，一年仅这一项，将浪费很多电能！

发明内容

本发明的目的是提供一种防电池组硫化和容量在线测量的不停电电源，解决现有交直流不停电电源中因电池组长期处于后备电源状态，而电池组内部发生的硫化现象阻止了日常的充电进程，由于电池组和充电机并联，这种硫化造成的电池组中某些电池的损坏常常被掩盖了，造成需要通过电池组供电时无法供电，从而发生各种不同程度的事故，给国民经济带来了相应损失的不足；而采用每年必须进行的不少於一次的核对性放电实验，不仅存在实施比较麻烦，每年成千上万的各种不停电电源进行核对性放电实验将浪费很多电能的不足；通过本发明实现有效防止电池组硫化，减少核对性放电实验的麻烦和最大限度的节约能源。