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技術(shù)文章

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如何正確評價試驗變壓器電源產(chǎn)品的質(zhì)量

1  引言
    電源設(shè)備的高質(zhì)量是通信電源系統(tǒng)不間斷、上等供電的基礎(chǔ)和保障。雖然我們在不斷完善檢測標準和檢測方法，實施通信電源設(shè)備的入網(wǎng)和選型制度，但是我們在使用和操作過程中難免會產(chǎn)生一些誤解或被一些誤導(dǎo)所困惑。為此，我們在綜合分析、科學(xué)判定的基礎(chǔ)上，總結(jié)了一些經(jīng)驗，在此與從事電源設(shè)備研究、生產(chǎn)、使用的同行商榷。
2  輸出能力和效率是評價電源產(chǎn)品質(zhì)量*重要的技術(shù)指標
    所謂常規(guī)指標是指諸試驗變壓器如精度、失真度、平衡度、轉(zhuǎn)換時間、動態(tài)反應(yīng)等，目前，很多電源產(chǎn)品都已經(jīng)達到了該產(chǎn)品標準的較高指標，但過高指標未必就是實試驗變壓器際使用所需要的。某一項性能指標的高低，不能成為判定產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)劣的標準。判定產(chǎn)品優(yōu)劣*重要的指標是可靠性，提高可靠性是電源產(chǎn)品永恒的主題，離開可靠性談先進性和可使用性都是毫無意義的。而可靠性指標一般都是根據(jù)可靠性設(shè)計和大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行綜合評估的，短時間內(nèi)難以檢測校對，但是我們可以通過檢測輸出能力和效率來評定其可靠性。在同一規(guī)格的產(chǎn)品中，其輸出能力強就意味著在正常使用的情況下不是滿負荷運行，還有儲備的能量，故障比較少；效率高則意味著溫升低。符合這樣要求的產(chǎn)品一般來說可以認為可靠性高。下面就結(jié)合具體設(shè)備予以評述。
    （1）集中監(jiān)控管理系統(tǒng)
    當前的通信電源、機房空調(diào)的集中監(jiān)控管理系統(tǒng)應(yīng)進一步完善并投入運行，在建設(shè)該系統(tǒng)時應(yīng)將重點放在直流系統(tǒng)，特別是在主蓄電池（基礎(chǔ)電源系統(tǒng)的－48V）、發(fā)電機組的啟動電池、UPS后備電池的智能化管理方面，對于可設(shè)可不設(shè)的三遙點，就一定不要設(shè)置，不要重復(fù)設(shè)置遙信點，但要加強告警點的設(shè)置，要把實用性放在**位。
    在設(shè)計和實施監(jiān)控系統(tǒng)時，如果重復(fù)設(shè)置三遙點，勢必造成工程造價高，系統(tǒng)復(fù)雜化，從而降低系統(tǒng)的可靠性。
    （2）防雷問題
    雷電易引起火災(zāi)、爆炸，特別是對電力、通信領(lǐng)域危害更嚴重。**防雷應(yīng)采取綜合治理、整體防御、多重保護、層層設(shè)防的原則，特別是要嚴格控制雷擊點，**引導(dǎo)雷電流入地、完善低電阻地網(wǎng)、消除地面回路、電流浪涌保護、信號及數(shù)據(jù)線瞬變保護等是行之有效的防雷措施。
    由于雷電的產(chǎn)生受周邊環(huán)境等多試驗變壓器種因素的影響，因此不管采用任何廠家的防雷器、過電壓保護器、過流型避雷器、過壓型浪涌抑制器等，都必須與良好的聯(lián)合接地系統(tǒng)相配合才能有效發(fā)揮作用。
    （3）交流不間斷電源系統(tǒng)（UPS）
    UPS的可靠性是信息系統(tǒng)可用性的基本前提，信息系統(tǒng)的發(fā)展，就是**計算機化，今后交流負荷將愈來愈大，重要性會越來越高，所以提高UPS供電系統(tǒng)的可靠性是一大重點。品質(zhì)好的UPS設(shè)備，應(yīng)該具備以下基本功能：
    1）  能在各種復(fù)雜的電網(wǎng)環(huán)境下投入運行，在電網(wǎng)電壓變化范圍較大的情況下仍能正常運行；
    2）  在運行中不會對供電電網(wǎng)產(chǎn)生其它附加的干擾；
    3）  它的輸出電性能指標應(yīng)是**的、高質(zhì)量的，能夠持續(xù)滿負荷運行；
    4）  UPS本身應(yīng)是高效率的；
    5）  有高智能化的自動管理功能。
    如果看到某UPS設(shè)備生產(chǎn)廠商的宣傳資料，不要僅被介紹的輸出電壓精度如何高、輸出波形失真度如何小等高性能指標所迷惑，還應(yīng)看其輸出能力等其它指標。
    （4）油機發(fā)電機組的薄弱環(huán)節(jié)是原動機
    油機發(fā)電機組是提高交流供電可用度的關(guān)鍵設(shè)備，曾是實現(xiàn)無人值守的一大難題。由于汽油發(fā)電機組汽油的燃點低，穩(wěn)定性差，因此采用點火爆發(fā)，不要搞無人值守。發(fā)電機在我國乃至在世界上都是*經(jīng)典、*成熟的技術(shù)，一般來說，其穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)的八大性能指標已經(jīng)達到了標準規(guī)定的比較高的技術(shù)水平。世界上的機組制造廠，有的生產(chǎn)發(fā)動機而外購原動機，有的生產(chǎn)原動機而外購發(fā)動機，有的工廠原動機和發(fā)動機均外購。我國的組裝技術(shù)并不比國外差，遠高于周邊的一些國家，國產(chǎn)原動機的質(zhì)量雖然在不斷提高，但與發(fā)達國家相比，尚有一定差距，適量進口是必要的。
    對于機組來說，不要迷信國外原裝進口機組，發(fā)電機也不要強調(diào)用國外的，重要的是關(guān)注由原動機質(zhì)量決定的一些指標，如超載額定容量10%的1h功率是否能達到，是否能夠一次加100%的額定負載，每小時燃油的消耗量是不是比較低等。
    （5）整流器設(shè)備
    對于整流器設(shè)備，我們要選擇輸出能力強、效率高的產(chǎn)品。由于電子設(shè)備多是在開關(guān)機的瞬間過程出現(xiàn)故障的，因此在驗收設(shè)備時*好適量增加開關(guān)機的次數(shù)。
    （6）蓄電池
    蓄電池是保證直流不間斷供電的*后一道防線，是技術(shù)維護工作中的重中之重。閥控式密封鉛酸蓄電池的預(yù)期壽命是在環(huán)境溫度為25℃、浮充電壓不超過2.25V/只且長期浮充狀態(tài)下的壽命，這是一個設(shè)計的理論值。要選擇品質(zhì)好的閥控式密封鉛酸蓄電池，從生產(chǎn)電池的角度來看，由于其使用場所及放電方式不同，因此對電池的要求也是不一樣的。
    ·接入網(wǎng)用電池，應(yīng)選擇適合小電流、長時間深度放電的電池。
    ·UPS用電池，應(yīng)選擇適合大電流、短時間深度放電的電池。
    ·太陽能供電系統(tǒng)配套的電池，應(yīng)選擇適合長時間深度放電、回充速度快、充放電效率高、無規(guī)律充放電、充電電流時大時小的電池。
    根據(jù)這些特點，廠商應(yīng)該在電池的合金成分、活性物質(zhì)配方、極板厚度、結(jié)構(gòu)、開閉閥壓力等方面做特殊設(shè)計。目前還沒有能夠滿足以上各種使用要求的電池。
    對于大容量的主電池，有些人認為采用內(nèi)并聯(lián)的一體化電池比外并聯(lián)好，這是一種誤解。在需要大容量電池時，從提高可靠性、增加可維護性、避免環(huán)流等諸多方面試驗變壓器考慮，宜采用單體電池外并聯(lián)的方式；在選用主電池時，應(yīng)要按照標準進行**檢測，對測試結(jié)果進行綜合分析、評估，*主要的還是應(yīng)根據(jù)實際運行情況，擇優(yōu)選用。
    另有一些人認為閥控式密封鉛酸蓄電池比防酸隔爆電池好，這也是不**的。閥控式密封鉛酸蓄電池在正常使用的情況下無酸霧逸出，所以適合在分散供電、車載電源、**和野外等特殊的場合使用。在固定通信局站，當有條件設(shè)置電池室時，采用防酸隔爆型蓄電池仍有一定的可取之處。
    （7）閥控式密封鉛酸蓄電池容量的在線檢測
    閥控式密封鉛酸蓄電池容量的在線快速準確檢測在目前還是一大難點?，F(xiàn)在有兩種*有效的方法，一種是找出一組電池中的落后電池（落后電池只能在放電狀態(tài)下才能正確判定，電池端電壓下降*快的就是落后電池），然后對一只落后電池單獨進行在線放電，這一只*差電池的容量就代表該組電池的有效容量。電池放電后，在線將該只電池充分充滿后可再投入正常運行，這種傳統(tǒng)、經(jīng)典、成熟的操作方法對系統(tǒng)供電電壓的變化影響甚微，對電池健康狀況的診斷*準確，但所需時間長，不適合遠程監(jiān)控中快速采樣判定。**種方法是用放電曲線對比法，將每次基本恒定負載的放電曲線與電池滿容量狀態(tài)下的原始放電曲線相比較，放電幾分鐘即可，放電曲線愈接近原始曲線，說明電池組的有效容量愈正常，放電曲線比原始曲線下降得愈快，說明電池組的有效容量損失得愈快。采用這種方法，需要有不同廠家、不同型號、不同放電率的電池原始放電曲線存儲在計算機內(nèi)，以作為比較的基準。這種方法的困難是缺乏原始的放電曲線，而且不同的電池曲線的離散性較大。
    如何了解閥控式密封鉛酸蓄電池的容量已引起世界上許多電池研究者和生產(chǎn)廠專家的廣泛關(guān)注，目前國際上出現(xiàn)了一種新的快速方法，即通過測量電池的電導(dǎo)或電阻來判斷電池的容量。這種方法對判定電池的好壞也有參考意義。
    電導(dǎo)是傳導(dǎo)電流的能力。閥控式密封鉛酸蓄電池的故障，如板柵腐蝕和增長、接觸**、活性物質(zhì)可用量減少、失水等均集中表現(xiàn)于電池內(nèi)阻的增大，電導(dǎo)值降低，因此，電導(dǎo)或電阻的高低可提供反映電池故障和使用程度的有效信息。
    ·MTTB電流內(nèi)阻測量計
    測試方法：用交流發(fā)電裝置向電池組注入一個低頻60Hz的交流信號，測量通過電池的交流電流和每只電池兩端的交流電壓，計算出Vac/Iac電阻值。
    ·CCT-20電導(dǎo)實驗裝置
    測試方法：在電池單體或組件上施加一個AC 20～30Hz的信號并測量注入電流，然后計算出I/U，并顯示出這個值，作為測量的電導(dǎo)。
    總之，兩種測試方法都是向蓄電池注入一個測試信號，測量電池兩端的交流電壓和通過電池的電流。如果在蓄電池上有一定量的紋波電壓，在這種情況下，則必須采用離線測試或采用各種消除紋波的裝置。
    電池內(nèi)阻的增大引起內(nèi)部壓降升高，必然會降低有效容量。由于有效物質(zhì)的多少和電解液的多少及密度表征電池的儲能能力，因此，電化學(xué)電阻的增大對容量的影響更加明顯。在電池內(nèi)所有的電阻均對容量有影響，但它們的影響程度不同，這就意味著電池的內(nèi)阻和容量有密切關(guān)系，但不是線性關(guān)系。
    從總體上來講，各種電子設(shè)備、動力設(shè)備、電化學(xué)設(shè)備，都要注重檢測輸出能力和效率，一般來說，輸出能力強、效率高的產(chǎn)品就是品質(zhì)好的產(chǎn)品。
3 如何才能正確評價電源產(chǎn)品的品質(zhì)
    ·要正確評價產(chǎn)品質(zhì)量首先要制定好檢測標準，要從適合實際使用的情況出發(fā)，科學(xué)制定產(chǎn)品的技術(shù)性能指標，但決不是指標越高越好，因為高指標可能會造成整體可靠性試驗變壓器的降低，成本抬高。在檢測產(chǎn)品可靠性方面要嚴格把關(guān)，要做滿負荷和超載10%額定負荷的輸出能力檢測。電子產(chǎn)品的高溫試驗、電池的低溫試驗宜提高標準。檢測的產(chǎn)品應(yīng)采用抽樣而不能送檢，執(zhí)行抽樣規(guī)定必須嚴格。在執(zhí)行的過程中，要不斷總結(jié)設(shè)備在網(wǎng)上的運行情況，根據(jù)技術(shù)進步和運行需要適時修訂標準。對新技術(shù)、新產(chǎn)品要采取積極的態(tài)度。
    ·要為質(zhì)量保證體系完善的企業(yè)營造良好的銷售氛圍，要使好的產(chǎn)品在批量生產(chǎn)中穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。為了提高透明度，建議各公司在網(wǎng)上公示其體系審查情況。
    ·要使生產(chǎn)廠商、經(jīng)銷商有合理的利潤。價位低的產(chǎn)品一般來說不是好產(chǎn)品，價位高的產(chǎn)品也不一定是好產(chǎn)品，但好產(chǎn)品居多數(shù)。
    ·電源技術(shù)支撐單位要恪盡職守，適時對有關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量方面的誤解和誤導(dǎo)加以說明。
    ·要非常謹慎地在一定范圍內(nèi)通報因產(chǎn)品質(zhì)量而造成的事故，做到?jīng)Q不隱瞞。

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