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如何正确评价电源产品的质量

2010-06-10 00:00 来源:电源网 作者:sky

中心议题:

•电源产品质量最重要技术指标

•评价电源产品的品质要点

解决方案:

•集中监控管理系统

•防雷问题

•交流不间断电源系统

•整流器设备

电源设备的高质量是通信电源系统不间断、优质供电的基础和保障。虽然我们在不断完善检测标准和检测方法,实施通信电源设备的入网和选型制度,但是我们在使用和操作过程中难免会产生一些误解或被一些误导所困惑。为此,我们在综合分析、科学判定的基础上,总结了一些经验,在此与从事电源设备研究、生产、使用的同行商榷。

输出能力和效率是评价电源产品质量最重要的技术指标

所谓常规指标是指诸如精度、失真度、平衡度、转换时间、动态反应等,目前,很多电源产品都已经达到了该产品标准的较高指标,但过高指标未必就是实际使用所需要的。某一项性能指标的高低,不能成为判定产品品质优劣的标准。判定产品优劣最重要的指标是可靠性,提高可靠性是电源产品永恒的主题,离开可靠性谈先进性和可使用性都是毫无意义的。而可靠性指标一般都是根据可靠性设计和大量的统计数据进行综合评估的,短时间内难以检测校对,但是我们可以通过检测输出能力和效率来评定其可靠性。在同一规格的产品中,其输出能力强就意味着在正常使用的情况下不是满负荷运行,还有储备的能量,故障比较少;效率高则意味着温升低。符合这样要求的产品一般来说可以认为可靠性高。下面就结合具体设备予以评述。

(1)集中监控管理系统
  当前的通信电源、机房空调的集中监控管理系统应进一步完善并投入运行,在建设该系统时应将重点放在直流系统,特别是在主蓄电池(基础电源系统的-48V)、发电机组的启动电池、UPS后备电池的智能化管理方面,对于可设可不设的三遥点,就一定不要设置,不要重复设置遥信点,但要加强告警点的设置,要把实用性放在第一位。
  在设计和实施监控系统时,如果重复设置三遥点,势必造成工程造价高,系统复杂化,从而降低系统的可靠性。

(2)防雷问题
  雷电易引起火灾、爆炸,特别是对电力、通信领域危害更严重。全面防雷应采取综合治理、整体防御、多重保护、层层设防的原则,特别是要严格控制雷击点,安全引导雷电流入地、完善低电阻地网、消除地面回路、电流浪涌保护、信号及数据线瞬变保护等是行之有效的防雷措施。
  由于雷电的产生受周边环境等多种因素的影响,因此不管采用任何厂家的防雷器、过电压保护器、过流型避雷器、过压型浪涌抑制器等,都必须与良好的联合接地系统相配合才能有效发挥作用。
  (3)交流不间断电源系统(UPS)
  UPS的可靠性是信息系统可用性的基本前提,信息系统的发展,就是全面计算机化,今后交流负荷将愈来愈大,重要性会越来越高,所以提高UPS供电系统的可靠性是一大重点。品质好的UPS设备,应该具备以下基本功能:

1)能在各种复杂的电网环境下投入运行,在电网电压变化范围较大的情况下仍能正常运行;
  2)在运行中不会对供电电网产生其它附加的干扰;
  3)它的输出电性能指标应是全面的、高质量的,能够持续满负荷运行;
  4)UPS本身应是高效率的;
  5)有高智能化的自动管理功能。
  如果看到某UPS设备生产厂商的宣传资料,不要仅被介绍的输出电压精度如何高、输出波形失真度如何小等高性能指标所迷惑,还应看其输出能力等其它指标。

(4)油机发电机组的薄弱环节是原动机
  油机发电机组是提高交流供电可用度的关键设备,曾是实现无人值守的一大难题。由于汽油发电机组汽油的燃点低,稳定性差,因此采用点火爆发,不要搞无人值守。发电机在我国乃至在世界上都是最经典、最成熟的技术,一般来说,其稳态、瞬态的八大性能指标已经达到了标准规定的比较高的技术水平。世界上的机组制造厂,有的生产发动机而外购原动机,有的生产原动机而外购发动机,有的工厂原动机和发动机均外购。我国的组装技术并不比国外差,远高于周边的一些国家,国产原动机的质量虽然在不断提高,但与发达国家相比,尚有一定差距,适量进口是必要的。
 对于机组来说,不要迷信国外原装进口机组,发电机也不要强调用国外的,重要的是关注由原动机质量决定的一些指标,如超载额定容量10%的1h功率是否能达到,是否能够一次加100%的额定负载,每小时燃油的消耗量是不是比较低等。

(5)整流器设备
  对于整流器设备,我们要选择输出能力强、效率高的产品。由于电子设备多是在开关机的瞬间过程出现故障的,因此在验收设备时最好适量增加开关机的次数。

(6)蓄电池
  蓄电池是保证直流不间断供电的最后一道防线,是技术维护工作中的重中之重。阀控式密封铅酸蓄电池的预期寿命是在环境温度为25℃、浮充电压不超过2.25V/只且长期浮充状态下的寿命,这是一个设计的理论值。要选择品质好的阀控式密封铅酸蓄电池,从生产电池的角度来看,由于其使用场所及放电方式不同,因此对电池的要求也是不一样的。

•接入网用电池,应选择适合小电流、长时间深度放电的电池。

•UPS用电池,应选择适合大电流、短时间深度放电的电池。
  •太阳能供电系统配套的电池,应选择适合长时间深度放电、回充速度快、充放电效率高、无规律充放电、充电电流时大时小的电池。
  根据这些特点,厂商应该在电池的合金成分、活性物质配方、极板厚度、结构、开闭阀压力等方面做特殊设计。目前还没有能够满足以上各种使用要求的电池。对于大容量的主电池,有些人认为采用内并联的一体化电池比外并联好,这是一种误解。在需要大容量电池时,从提高可靠性、增加可维护性、避免环流等诸多方面考虑,宜采用单体电池外并联的方式;在选用主电池时,应要按照标准进行全面检测,对测试结果进行综合分析、评估,最主要的还是应根据实际运行情况,择优选用。另有一些人认为阀控式密封铅酸蓄电池比防酸隔爆电池好,这也是不全面的。阀控式密封铅酸蓄电池在正常使用的情况下无酸雾逸出,所以适合在分散供电、车载电源、军队和野外等特殊的场合使用。在固定通信局站,当有条件设置电池室时,采用防酸隔爆型蓄电池仍有一定的可取之处。
  (7)阀控式密封铅酸蓄电池容量的在线检测

阀控式密封铅酸蓄电池容量的在线快速准确检测在目前还是一大难点。现在有两种最有效的方法,一种是找出一组电池中的落后电池(落后电池只能在放电状态下才能正确判定,电池端电压下降最快的就是落后电池),然后对一只落后电池单独进行在线放电,这一只最差电池的容量就代表该组电池的有效容量。电池放电后,在线将该只电池充分充满后可再投入正常运行,这种传统、经典、成熟的操作方法对系统供电电压的变化影响甚微,对电池健康状况的诊断最准确,但所需时间长,不适合远程监控中快速采样判定。

第二种方法是用放电曲线对比法,将每次基本恒定负载的放电曲线与电池满容量状态下的原始放电曲线相比较,放电几分钟即可,放电曲线愈接近原始曲线,说明电池组的有效容量愈正常,放电曲线比原始曲线下降得愈快,说明电池组的有效容量损失得愈快。采用这种方法,需要有不同厂家、不同型号、不同放电率的电池原始放电曲线存储在计算机内,以作为比较的基准。这种方法的困难是缺乏原始的放电曲线,而且不同的电池曲线的离散性较大。
  如何了解阀控式密封铅酸蓄电池的容量已引起世界上许多电池研究者和生产厂专家的广泛关注,目前国际上出现了一种新的快速方法,即通过测量电池的电导或电阻来判断电池的容量。这种方法对判定电池的好坏也有参考意义。
  电导是传导电流的能力。阀控式密封铅酸蓄电池的故障,如板栅腐蚀和增长、接触不良、活性物质可用量减少、失水等均集中表现于电池内阻的增大,电导值降低,因此,电导或电阻的高低可提供反映电池故障和使用程度的有效信息。
  •MTTB电流内阻测量计
  测试方法:用交流发电装置向电池组注入一个低频60Hz的交流信号,测量通过电池的交流电流和每只电池两端的交流电压,计算出Vac/Iac电阻值。
  •CCT-20电导实验装置
  测试方法:在电池单体或组件上施加一个AC20~30Hz的信号并测量注入电流,然后计算出I/U,并显示出这个值,作为测量的电导。
  总之,两种测试方法都是向蓄电池注入一个测试信号,测量电池两端的交流电压和通过电池的电流。如果在蓄电池上有一定量的纹波电压,在这种情况下,则必须采用离线测试或采用各种消除纹波的装置。电池内阻的增大引起内部压降升高,必然会降低有效容量。由于有效物质的多少和电解液的多少及密度表征电池的储能能力,因此,电化学电阻的增大对容量的影响更加明显。在电池内所有的电阻均对容量有影响,但它们的影响程度不同,这就意味着电池的内阻和容量有密切关系,但不是线性关系。
  从总体上来讲,各种电子设备、动力设备、电化学设备,都要注重检测输出能力和效率,一般来说,输出能力强、效率高的产品就是品质好的产品。

如何才能正确评价电源产品的品质
  •要正确评价产品质量首先要制定好检测标准,要从适合实际使用的情况出发,科学制定产品的技术性能指标,但决不是指标越高越好,因为高指标可能会造成整体可靠性的降低,成本抬高。在检测产品可靠性方面要严格把关,要做满负荷和超载10%额定负荷的输出能力检测。电子产品的高温试验、电池的低温试验宜提高标准。检测的产品应采用抽样而不能送检,执行抽样规定必须严格。在执行的过程中,要不断总结设备在网上的运行情况,根据技术进步和运行需要适时修订标准。对新技术、新产品要采取积极的态度。

•要为质量保证体系完善的企业营造良好的销售氛围,要使好的产品在批量生产中稳定产品质量。为了提高透明度,建议各公司在网上公示其体系审查情况。
  •要使生产厂商、经销商有合理的利润。价位低的产品一般来说不是好产品,价位高的产品也不一定是好产品,但好产品居多数。
  •电源技术支撑单位要恪尽职守,适时对有关产品质量方面的误解和误导加以说明。
  •要非常谨慎地在一定范围内通报因产品质量而造成的事故,做到决不隐瞒。

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