Delphys GP创新型电池容量核对性测试

　　UPS电源的测试一般包括稳态测试和动态测试和常规测试三类。稳态测试是在空载、50%额定负载以及100%额定负载条件下，测试输入端和输出端的各相电压、线电压、空载损耗、功率因数、效率、输出电压波形、失真度以及输出电压的频率等。动态测试一般是在负载突变(一般选择负载由0%~100%和由100%~0%)时，测试UPS输出电压波形的变化，以检验UPS的动态特性和能量反馈通路。常规测试是测试其过载能力和检测蓄电池。

　　对于一台UPS来说，进行上述3项内容的测试就可以了，但对于大批生产的UPS还必须进行专项测试。专项测试可用抽样的方式进行，其内容有：

　　(1)在额定负载为超前及滞后两种情况下，观测UPS电源输出的稳压效果。

　　(2)小负载条件下的效率测试。在25%~35%的额定负载(滞后)条件下，质量好的UPS电源，效率可超过80%。

　　(3)频繁操作试验。此项试验包括频繁起动与频繁转换。

　　①频繁起动的目的在于检验逆变器、锁相环、静态开关和滤波电容的动态稳定和热稳定。其方法是起动UPS电源，当逆变器起动成功，有输出电压和输出电流，并且达到技术要求后，带负载运行;然后减去负载，停机，再起动UPS电源。这样连续多次操作。

　　②频繁切换试验。主要是检测转换时供电有无断点，在线式UPS电源是不应该出现断点的。

　　(4)充电器的起动试验。为了保护蓄电池，避免充电器起动时对电网的冲击，一般UPS的充电器起动，均有限流起动功能，充电器由起动到正常运行的过渡过程，时间一般在10s以上，电流一般限定在蓄电池容量的1/10。

　　(5)不带蓄电池加载试验。UPS电源不带蓄电池时，UPS只具有稳压功能。不带蓄电池情况下加负载，可以检验整流器的动态性能。一般要求在20ms内保证输出电压恢复到(100±1)%以内。对于这一功能，不同UPS有不同的设计。

　　(6)高次谐波测试。一般UPS的高次谐波分量总和小于5%，可用谐波分析仪来测试。良好的UPS能全部滤掉11次谐波以下的全部谐波，而且波形很稳。选用UPS也应尽量选用不含11次谐波以下谐波的UPS。

　　(7)输出短路试验。此种试验一般不予进行，以防损坏UPS电源设备。这是因为有的UPS的输出短路保护功能不够完善。对于具有旁路电源的UPS，进行输出短路测试时，必须在断开旁路电源的情况下进行。否则当输出短路时，UPS电源会在限流的同时，将负载切入旁路电源，会烧断旁路电源保险丝来进行保护。这样，既看不出输出短路保护的限流情况，还将烧毁旁路电源的保险丝，是应该避免的。

　　UPS电源的测试内容还可有，如温升保护性能试验、工作温度试验、振动试验、耐压试验、蓄电池再充电试验、高温试验、高湿试验、可靠性试验和不同性质的负载试验等等。作为一个产品正式生产，尤其是批量生产时，上述内容都有必要测试。但作为用户对产品的鉴定和验收，一般进行静态测试、动态测试和常规测试就可以了。

　　随着互联网技术与大型数据中心的迅猛发展，对UPS产品提出了更高的技术要求，在满足高可用性的前提下，市场越来越多关注到绿色节能与降低TCO总拥有成本的理念。目前大型数据中心的UPS系统在设计时通常配置10～15分钟放电时间的后备蓄电池组，以保证在市电电力中断时，UPS可有效的保障负载，并完成市电与后备发电机系统的无缝切换。

　　随着设备投运年限的增长，蓄电池的性能也在不断老化和降低，如何在线验证蓄电池组的实际放电时间是否符合设计之初的要求?如何评估其性能降低是否在合理范围之内?如何选取最佳的更新蓄电池的时间点?

　　为了解决以上问题，溯高美索克曼开发了创新的电池容量核对性测试功能，通过软硬件结合的方式，为客户提供了完美的在线评估电池性能的解决方案。本文将详细阐述该系统的工作原理及带来的收益。

　　一、存在的问题

　　众所周知，蓄电池是UPS系统中重要的组成部分，其质量直接决定UPS系统的可靠性，据不完全统计，约50%以上的UPS故障与电池有关。电池运行一段时间后，会逐渐老化，电池容量是否满足使用条件与要求，需要定期对电池进行容量核对性放电测试，以检测电池的性能与后备续航时间。因此，UPS电池容量的核对性测试功能就显得尤其重要。目前UPS对电池的容量检测方式主要有以下几种：

　　•通过假负载箱放电

　　断开蓄电池与UPS的开关，将假负载箱连接到蓄电池组进行放电。这种方式存在以下问题与隐患：

　　1、由于需要断开蓄电池组与UPS的连接，使UPS在测试期间失去保护功能，直接降低供电系统的可用性。

　　2、放电过程中，假负载箱消耗能量发热，需专门为假负载箱配置放置空间及散热设备(通常假负载箱需放置在楼道或室外)

　　3、需要安装连接至假负载电缆，施工复杂，存在安全隐患

　　4、电池对假负载放电，电能被白白浪费，不符合国家倡导的绿色节能的理念

　　•通过UPS内部循环放电

　　某UPS厂家称可进行电池容量在线核对测试，无需假负载箱，其电池放电路径通过旁路回路的方式，如下图所示：

　　以上电池放电测试方式存在如下缺陷：

　　1、只适用UPS单机测试，无法满足UPS并机系统的测试要求

　　2、只可在UPS单机设备首次开机调试阶段进行，无法在UPS带负载投入运行后进行测试

　　所以，这种测试方式无法对已投入运行的UPS机组执行电池容量核对性测试。

　　二、DELPHYSGP创新型电池容量核对性测试功能

　　DELPHYSGP系列UPS专为IT行业和数据中心设计，容量范围从160KVA到800KVA;主机采用DSP数字信号处理器控制;整流器与逆变器均采用了双向三级变换技术，并具有优异的电气参数：

　　•输入功率因数高达0.999以上，输入谐波电流小于2.5%;

　　•输出功率因数为1，即KW=KVA，相比于输出功率因素为0.9的UPS，提高11%带载能力;

　　•整机在线工作模式效率高达96%，符合当下绿色节能的诉求;

　　并且，针对于数据中心大量的蓄电池维护问题，索克曼成功研发并推出了创新型电池容量核对性测试功能。

　　该功能工作时的电路拓扑如下，红色及绿色圆点为电池放电路径：

　　由于整流器采用双向三级变换技术，无论UPS是单机还是并机系统，可设置多模式运行状态，不需要假负载箱，均可由电池对电网及负载进行双向放电，电池放电电能被回收利用。通过UPS的参数灵活设置放电容量，灵活设置放电时间，设定充电时间，以配合电网峰谷电价，即完成了在线安全电池检测，同时达到减少TCO运行成本的目的。

　　三、DELPHYSGP创新型电池容量核对性测试的几种工作方式

　　1、单机模式的电池测试方法