中试控股技术研究院鲁工为您讲解：单体电池活化维护仪（能源院）

ZSKH-1630 蓄电池单体活化仪

电池充电、电池放电、电池活化、电池内阻测试、电池性能测
有过压、过流、过热保护电路，在线活化时可自动启动旁路装置
充放电电压：DC 2V 6V 12V，充放电电流：100A/30A/30A

蓄电池单体活化仪：该系列智能蓄电池活化仪以微电脑为控制中枢可对电池进行可编程的充电、放电、活化、内阻测试、容量试验等。本活化仪有过压、过流、过热保护电路，在线活化时可自动启动旁路装置，保证在市电掉电后电池组正常工作，是真正的在线活化仪。 活化仪随机配备管理软件，可对蓄电池各种维护操作数据和充放电曲线进行存贮、分析、打印。
本机适用于各种蓄电池的日常维护，落后电池在线恢复和电池生产厂家的型式试验。

ZSKH-1630蓄电池单体活化仪基本工作原理
蓄电池测量原理
    由于蓄电池电化学反应的复杂性，以及各种材料、结构、制造工艺及使用环境的不同，致使不同厂家蓄电池的特性存在较大差异，即使同一厂家生产的蓄电池,其单体特性也会有一定的离散性。迄今为止，世界上尚没有一种简单有效的方法能够对电池性能进行快速准确的判定。蓄电池性能的检测和失效预测，仍是一个很复杂的电化学测量难题。
   曾在电力、通信、金融、交通等行业中大量使用的固定式隔酸防爆铅酸蓄电池，可通过测量端电压、查看电解液密度、液位、温度等了解电池状态。然而，阀控式铅酸蓄电池的密封、贫液式设计，使得我们很难掌握其健康状况，隔酸防爆蓄电池的检测维护手段已不再适用于阀控式蓄电池，这正是当前蓄电池运行管理的缺憾和难点。
    目前，常用的检测方法为平时测量电池的端电压和每年进行核对性放电容量测试。我们认为：
蓄电池浮充状态下的端电压与容量无对应关系。
我们知道，即使性能很差的蓄电池在浮充状态下也可能测得合格的电压。因此,平时处于浮充状态下的端电压是不能真实反映蓄电池性能的。
全容量放电测试仍为测试蓄电池组实际容量最为准确有效的方法。
我们知道，蓄电池组的容量等于该组蓄电池中性能最差的那节蓄电池的容量。因此，对蓄电池组的检测可转变为对落后电池的检测，找出落后电池并测得该电池的容量即可得到电池组的容量。
    对蓄电池组以规定的恒定电流进行放电，同时监测每一节蓄电池的电压，当其中任何一节电池的电压跌到终止电压时，所放出的容量即为该蓄电池组的实际容量。该方法真实准确。
同时,我们知道,蓄电池具有如下的放电曲线：
    从蓄电池的放电曲线，可以看出：
相同的放电曲线反映了相同的电池性能。对同一厂家、相同配方和生产工艺的同规格蓄电池其特性曲线是一样的（暂不考虑生产中的离散性）。
同为一组的各单体电池由于容量不同，将遵循不同放电率的放电曲线。对蓄电池组进行放电时，各单体电池由于容量不同，而放电电流相同，因此各自是在以不同的放电率进行放电，显然在放电时将遵循不同放电率的放电曲线。
恒流原理
测试仪的放电回路采用在ARM（中央处理器）控制下的PWM + PID闭环控制技术,使得功率回路能够精准的在设定的放电电流下工作。例如：恒流放电时，当蓄电池电压开始下降，ARM控制器会通过反馈电流传感器得到电流值的下降量，然后通过一定速率和方式的计算，得到所需要控制功率回路的上升量，此调整过程不断重复，最终达到实时调整的效果，这就是恒电流放电的原理。依此原理，恒功率也是类似的调整方法，只不过反馈量除了电流以外，还需要电压的反馈量。
充电原理
浮充和均充：浮充和均充都是电池的充电模式。
浮充工作原理：当电池处于充满状态时，充电器不会停止充电，仍会提供恒定的浮充电压与很小浮充电流供给电池，因为，一旦充电器停止充电，电池会自然地释放电能，所以利用浮充的方式，平衡这种自然放电，小型UPS通常采用浮充模式。
均充工作原理：以定电流和定时间的方式对电池充电，充电较快。在专业维护人员对电池保养时经常用的充电模式，这种模式还有利于激活电池的化学特性。
我公司生产的智能充电机具有根据电池工作状态自动转换浮充和均充的功能，可充分发挥浮充和均充各自的优势，实现快速充电和延长电池寿命。
ZSKH-1630蓄电池单体活化仪规格参数
适用蓄电池 DC 2V 6V 12V
充放电电压 DC 2V 6V 12V 
充放电电流 100A/30A/30A
工作模式 单机模式，并机主机模式，并机从机模式，远端受控模式
保护性能 ??电池测试电压过压保护，欠压停机，过流保护，反接保护，65℃过温保护，并具有LCD提示，蜂鸣器告警
控制精度 放电电流≤±1%；组端电压≤±0.5%；单体电压：≤±0.1%
PC机通信 RS485接口，USB接口
数据保存容量 内置SD卡8G容量 ，转存U盘16G容量
ZSKH-1630蓄电池单体活化仪工作环境
散    热 强制风冷
温    度 工作范围：-5～50℃ 贮藏温度：-40～70℃
湿    度 相对湿度0～90%（40±2℃）
海    拔 额定海拔4000米
噪    音 ﹤75dB
ZSKH-1630蓄电池单体活化仪快速上手步骤
单机放电测试：
步骤一：连接放电仪AC220V工作电源线（黑色品字插头线），并打开电源开关，确保供电
正常。
步骤二：将大电流导线快速接头分别插入测试仪的快速插座对接（红正黑负）。
步骤三：将电压检测导线分别与放电仪的总电压检测端口连接（红正黑负）。
步骤四：将大电流导线的测试夹端连接到电池组端（红正黑负）。请勿接错正负极型，万
一接错时会有蜂鸣报警声，且显示屏上会有文字提示报警类型为：电池极型接反！
步骤五：合上设备前面板上的放电空开，如果发现空开合不上有以下几种原因：
1、电池极型接反
2、所接电池组电压超出备额定电压范围（电池组电压过低，或过高）
3、设备工作电源未接通
步骤六：显示屏切换到“系统设置”页面，并设置如下：
【并机工作】设为“关”
【主机/从机】不可设置
【从地地址】不可设置
【远端控制】设为“关”
【语言】设置为“中文”
步骤七：回到主页面，点击【充放测试】按钮，进入后再次点击【放电测试】，这时会弹
出“测试模板”选择按钮，根据电池组实际参数进行更改后，点击【确定】按钮，进入到
放电测试页面
步骤八：在“放电测试”页面中，根据实际需要填入【放电容量】、【放电时长】、【单
体低限】、【整组低限】、【放电电流】、【放电模式】这几组参数数据。
步骤九：点击“开始”按钮后，开始放电，波形图表中会实际显示当前电压和电流的波形
图。

ZSKH-1630 蓄电池单体活化仪具有RS485远程控制充电、放电、活化功能。

ZSKH-1630蓄电池单体活化仪具有多机并联方式充电、放电、活化功能，只需在并机参数为主机的设备显示屏进行操作，并机参数为从机的设备能自动听从主机的指令平均分配功率，和启停操作。

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ZSKH-1630蓄电池单体活化仪采用智能单片机ARM控制、7寸1024*600高清LCD液晶显示屏

1、变压器损耗计算公式

（1）有功损耗：ΔP＝P0＋KTβ2PK-------（1）

（2）无功损耗：ΔQ＝Q0＋KTβ2QK-------（2）

（3）综合功率损耗：ΔPZ＝ΔP＋KQΔQ----（3）

Q0≈I0％SN，QK≈UK％SN

式中：Q0——空载无功损耗（kvar）

P0——空载损耗（kW）

PK——额定负载损耗（kW）

SN——变压器额定容量（kVA）

I0％——变压器空载电流百分比。

UK％——短路电压百分比

β——平均负载系数

KT——负载波动损耗系数

QK——额定负载漏磁功率（kvar）

KQ——无功经济当量（kW／kvar）

上式计算时各参数的选择条件：

（1）取KT＝1.05；

（2）对城市电网和工业企业电网的6kV～10kV降压变压器取系统最小负荷时，其无功当量KQ＝0．1kW／kvar；

（3）变压器平均负载系数，对于农用变压器可取β＝20％；对于工业企业，实行三班制，可取β＝75％；

（4）变压器运行小时数T＝8760h，最大负载损耗小时数：t＝5500h；

（5）变压器空载损耗P0、额定负载损耗PK、I0％、UK％，见产品资料所示。

2、变压器损耗的特征

P0——空载损耗，主要是铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗；

磁滞损耗与频率成正比；与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。

涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。

PC——负载损耗，主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗，一般称铜损。其大小随负载电流而变化，与负载电流的平方成正比；（并用标准线圈温度换算值来表示）。

负载损耗还受变压器温度的影响，同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗，并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。

变压器的全损耗ΔP=P0 PC

变压器的损耗比=PC/P0

变压器的效率=PZ/（PZ ΔP），以百分比表示；其中PZ为变压器二次侧输出功率。

3、变压器节能技术推广

1）推广使用低损耗变压器；

（1）铁芯损耗的控制

变压器损耗中的空载损耗，即铁损，主要发生在变压器铁芯叠片内，主要是因交变的磁力线通过铁芯产生磁滞及涡流而带来的损耗。

最早用于变压器铁芯的材料是易于磁化和退磁的软熟铁，为了克服磁回路中由周期性磁化所产生的磁阻损失和铁芯由于受交变磁通切割而产生的涡流，变压器铁芯是由铁线束制成，而不是由整块铁构成。

1900年左右，经研究发现在铁中加入少量的硅或铝可大大降低磁路损耗，增大导磁率，且使电阻率增大，涡流损耗降低。经多次改进，用0．35mm厚的硅钢片来代替铁线制作变压器铁芯。

近年来世界各国都在积极研究生产节能材料，变压器的铁芯材料已发展到现在最新的节能材料——非晶态磁性材料如2605S2，非晶合金铁芯变压器便应运而生。使用2605S2制作的变压器，其铁损仅为硅钢变压器的1／5，铁损大幅度降低。

（2）变压器系列的节能效果

上述非晶合金铁芯变压器，具有低噪音、低损耗等特点，其空载损耗仅为常规产品的1／5，且全密封免维护，运行费用极低。

我国S7系列变压器是1980年后推出的变压器，其效率较SJ、SJL、SL、SL1系列的变压器高，其负载损耗也较高。

80年代中期又设计生产出S9系列变压器，其较S7系列平均高出20％，空载损耗较S7系列平均降低8％，负载损耗平均降低24％，并且国家已明令在1998年底前淘汰S7、SL7系列，推广应用S9系列。

S11是目前推广应用的低损耗变压器。S11型变压器卷铁心改变了传统的叠片式铁心结构。硅钢片连续卷制，铁心无接缝，大大减少了磁阻，空载电流减少了60～80，提高了功率因数，降低了电网线损，改善了电网的供电品质。连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性，空载损耗降低20～35。运行时的噪音水平降低到30～45dB，保护了环境。

非晶合金铁心的S11系列配电变压器系列的空载损耗较S9系列降低75％左右，但其仅比S9系列平均高出30％，其负载损耗与S9系列变压器相等。

2）选择与负载曲线相匹配的变压器

案例分析：配电变压器的容量选择?お?

A、按变压器效率最高时的负荷率βM来选择容量

当建筑物的计算负荷确定后，配电变压器的总装机容量为：

S＝Pjs/βb×cosφ2(KVA)(1)

式中Pjs——建筑物的有功计算负荷KW；

cosφ2——补偿后的平均功率因数，不小于0.9；

βb——变压器的负荷率。

因此，变压器容量的最终确定就在于选定变压器的负荷率βb。

我们知道，当变压器的负荷率为：

βb＝βm＝（1/R）1/2时效率最高。(2)

R=PKH/Po（即变压器损耗比）

式中Po——变压器的空载损耗；

PKH——变压器的额定负载损耗，或称铜损、短路损耗。

    试验变压器检修与安装后必须进行试验，在前后二次检修中间应对变压器进行预防性的试验。试验变压器的试验记录必须予以保存，直至该变压器不能再用时为止。

 

对新装或大检修时更换过线圈的试验变压器，在验收时必须作下列试验：

1.试验外壳和油枕

2.试验变压器外壳中及套管内的油

3.用摇表测量变压器线圈的绝缘电阻，及检查可以测到的夹紧螺丝的绝缘。

4.测定变压比

5.测定线卷的欧姆电阻

6.确定线卷接线的组别

7.测定空载电流和损失

8.测定短路损失和短路电压

9.变压器主绝缘、套管和夹紧螺栓作交流耐压试验

10.空载时线卷层间绝缘的耐压试验，线卷层间绝缘试验须在主绝缘试验之后进行。

11.测定线卷与套管的介质损失角及测定线卷的电容比

12.作变压器定相试验

13.温升试验

14.试验瓦斯继电器

 

试验变压器应该做的预防性试验：

1.试验变压器油

2.测定线卷绝缘电阻

3.测定线圈和套管的介质损失角

4.在各分接头位置时分别测定其欧姆电阻  电力变压器在运行中要经受大气过电压，操作过电压和长时间工频电压的作用，为保证变压器的安全运行，要对变压器进行耐压试验。为了考核变压器而受操作过电压的能力，就应该用操作过电压波对变压器进行试验，尤其在超高压电网中，操作过电压已成为设计绝缘的主要依据。这样，变压器耐受操作过电压能力的考核就越来越显得重要。

 

      但长期以来，这个能力通常用1 min工频耐压（或20~60s的倍频感应耐压试验）来考核。需要指出，这种代替在技术上存在一定的问题。随着电压等级的提高，矛盾更加尖锐起来，主要问题如下：

1、工频1min耐压试验的目的有两个：

一是试验变压器绝缘耐受操作过电压的能力；

二是检验变压器绝缘耐受持续所施加的工作电压及工频电压升高的能力。但这两个目的是互相有矛盾的。前者要求电压持续时间较短而电压副值较高，后者则要求电压持续时间较长而电压幅值较低。

2、电网中出现的操作过电压虽因电网的接线、参数和断路器性质等因素的不同而有差异，但一般来说，操作过电压的等值频率明显地高于工频频率，持续时间比1min的时间短得多。对变压器绝缘的试验研究发现，操作过电压和工频1min的电压以及冲击电压作用下，变压器绝缘结构的放电特性、放电路径是不一样的。若不考虑变压器的具体绝缘部位和结构的不同，以及变压器绕组在三种性质电压作用下实际电压分布的不同，笼统地，一成不变地取操作冲击系数为一定值，或取操作波击穿电压与冲击击穿电压之比为0.83等，都是不合适的。研究性试验表明，如果给变压器绕组某些部位以恰当的配置（调整油纸的密度），则可以提高其绝缘击穿电压的操作冲击系数。因此，笼统地取操作冲击系数为一定数（如1.35）来折算共频1min的耐压值也是不合理的。用工频耐压来代替操作波耐压是不真实的，等价性上是存在问题的。在运行中也发生过一些冲击和工频耐压合格的变压器，在操作过电压下，因放电引起事故的例子。

3、随着超高压的出现，绝缘水平相对降低，在工频或倍频耐压试验中，由于局部放电，绝缘可能发生不可逆局部损坏的问题。这种局部损坏可能在试验时发现不了，而在以后长期工作电压作用逐渐发展，导致击穿。这样，试验本身可能会产生绝缘缺陷。而在操作波试验时，变压器内绝缘发生的局部放电，并不会引起“残留性损伤”。