蓄電池內(nèi)阻測量技術(shù)在蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用
蓄電池作為直流電源系統(tǒng)的核心組成部分，起著儲(chǔ)備電能、應(yīng)付電網(wǎng)異常和特殊工作情況、維持系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵作用，是需要高可靠電力保障領(lǐng)域的*后一道防線。當(dāng)前，蓄電池在線監(jiān)測及狀態(tài)評估逐漸被人們所重視，在電力，通信等行業(yè)應(yīng)用越來越廣泛，然而，蓄電池在線監(jiān)測及狀態(tài)評估所采用關(guān)鍵技術(shù)— 內(nèi)阻測量技術(shù)，并不被人們所了解，還存在模糊的認(rèn)識。
二、蓄電池狀態(tài)在線評估
目前對蓄電池（落后）狀態(tài)在線評估有浮充電壓監(jiān)測法和蓄電池內(nèi)阻監(jiān)測法。浮充電壓監(jiān)測法過去曾廣泛采用，但是理論分析和在大量實(shí)驗(yàn)證明，浮充電壓與蓄電池的（落后）狀態(tài)及預(yù)計(jì)使用壽命無關(guān)，因此現(xiàn)在已不在用于對蓄電池的狀態(tài)進(jìn)行評估。理論分析的大量實(shí)驗(yàn)證明，蓄電池（落后）狀態(tài)及預(yù)計(jì)使用壽命與其內(nèi)阻具有密切的關(guān)系，目前國內(nèi)外使用的蓄電池監(jiān)測設(shè)備及蓄電池狀態(tài)分析設(shè)備都是蓄電池內(nèi)阻為主要指標(biāo)，結(jié)合蓄電池內(nèi)阻的變化速率及歷史數(shù)據(jù)，建立專家系統(tǒng)，對蓄電池（落后）狀態(tài)進(jìn)行在線評估，預(yù)計(jì)其使用壽命。
電站蓄電池往往采用大容量蓄電池，其內(nèi)阻及其微小，為幾十到數(shù)百微歐，甚至接頭的堅(jiān)固的松緊程度都會(huì)對測量結(jié)果不影響，并且蓄電池在線工作是因?yàn)槌潆娧b置產(chǎn)生一定的紋波干擾，因而傳統(tǒng)的電阻測量技術(shù)難以達(dá)到要求，應(yīng)采用微電阻精密測量技術(shù)進(jìn)行蓄電池內(nèi)阻測量以對蓄電池內(nèi)阻微歐級這樣微小的變化做出的反映。
三、影響蓄電池內(nèi)阻的因素
1. 蓄電池的落后程度：隨著蓄電池使用時(shí)間的增加，由于電池失水、極板及連接條的腐蝕、極板的硫酸化、極板的變形及活性物質(zhì)的脫落等因素，造成蓄電池容量減小，蓄電池的內(nèi)阻逐漸蠻大。
2. 蓄電池的荷電量：同一只蓄電池，放電程度不同，由于蓄電池電解液深度、電極表面反應(yīng)物質(zhì)的厚度、電極表面的孔隙率明顯不同，而使蓄電池的內(nèi)阻差異很大。放電程度越深，蓄電池的內(nèi)阻越大。
因而在對蓄電池落后狀態(tài)進(jìn)行評估時(shí)，同一生產(chǎn)廠家同一型號的蓄電池應(yīng)建立統(tǒng)一的內(nèi)阻標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)將電池充滿電后再進(jìn)行內(nèi)阻測量，對照標(biāo)準(zhǔn)對蓄電池落后狀態(tài)進(jìn)行評估，如果未充滿電，由于無法區(qū)分是蓄電池落后狀態(tài)引起的內(nèi)阻增加，還是蓄電池荷電狀態(tài)引起的內(nèi)阻增加，而使評估失去意義。
3、溫度：隨著溫度的升高，反應(yīng)物質(zhì)的擴(kuò)散、電荷傳遞、電極動(dòng)力學(xué)過程和物質(zhì)轉(zhuǎn)移更容易進(jìn)行，因而蓄電池內(nèi)阻減小。
4. 蓄電池的型號：不同生產(chǎn)廠家、不同種類、不同型號的蓄電池，由于電極、電解液、隔膜的材料配方不同、電池的結(jié)構(gòu)不同、裝配工藝不同而使蓄電池內(nèi)阻產(chǎn)生差異。
5. 測量信號頻率：目前許多蓄電池內(nèi)阻測量實(shí)際上測的是蓄電池的阻抗，而蓄電池并非純電阻特性，還包含電容，因而其阻抗大小和測量信號頻率有關(guān)，使蓄電池內(nèi)阻測量結(jié)果不具有客觀性。 為使蓄電池內(nèi)阻測量結(jié)果具有客觀性，應(yīng)根據(jù)測量信號電流和電壓的相位關(guān)系，用解析的方法去除蓄電池電容對測量結(jié)果的影響，使測量結(jié)果和測量信號頻率無關(guān)，即在任何測量信號頻率下，內(nèi)阻測量結(jié)果具有**性。
測量時(shí)間和測量電流大?。涸诓捎幂^大測量電流的情況下，在施加測量信號和關(guān)閉測量信號的瞬間，由于極化和建立和穩(wěn)定是個(gè)變化的過程，不同的測量電流，不同的測量時(shí)間，極化是不同的，使蓄電池內(nèi)阻測量結(jié)果不具有客觀性。為使蓄電池內(nèi)阻測量結(jié)果具有客觀性，應(yīng)盡量用較小的信號電流進(jìn)行內(nèi)阻測量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，測量電流應(yīng)≤0.05C10，其中C10為10小時(shí)放電率下蓄電池的容量。使內(nèi)阻測量結(jié)果與測量時(shí)間及測量電流大小無關(guān)，內(nèi)阻測量結(jié)果具有**性。
四、交流放電法蓄電池的內(nèi)阻測量技術(shù)
交流放電法蓄電池測量技術(shù)，是在交流注入法蓄電池內(nèi)阻測量技術(shù)的基礎(chǔ)上的更進(jìn)一步發(fā)展，該方法綜合了交流注入法和直流放電法的優(yōu)點(diǎn)。
交流放電法蓄電池內(nèi)阻測量的特點(diǎn)：
1、**可靠。蓄電池工作主回活、路不接入任何器件，測量回路設(shè)計(jì)有10KΩ限流電阻和保險(xiǎn)管，測量回路為高阻設(shè)計(jì)，蓄電池工作回路和測量回路**獨(dú)立，互不影響，可以在蓄電池在線工作時(shí)更換蓄電池監(jiān)測設(shè)備。
2、 放電電流小，對蓄電池?zé)o損害。放電電流為0.01C10-0.05C10，不對蓄電池產(chǎn)生沖擊，不會(huì)造成柵板變形及活性物質(zhì)脫落，對蓄電池壽命無影響。
3、 抗干擾性強(qiáng)，適應(yīng)于對工作中的蓄電池進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。采用可編程帶通濾波器進(jìn)行濾波，并數(shù)字信號處理技術(shù)對信號進(jìn)行處理，有效地消除了直流充電裝置紋波對測量的影響，具有很好的搞干擾性能，適應(yīng)于對工作中的蓄電池進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。
4、 測試精度高，狀態(tài)評估和奉命預(yù)測準(zhǔn)確。帶通濾波器+多級高精度運(yùn)算放大器+數(shù)字信號處理，使蓄電池內(nèi)阻測試精度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的直流放電法和交流注入法蓄電池內(nèi)阻測試技術(shù)。準(zhǔn)確的蓄電池狀態(tài)在線評估及壽命預(yù)測要求對蓄電池內(nèi)阻微歐級這樣微小的變化做出的反映，蓄電池內(nèi)阻在線測試精度要在2%以內(nèi)，重復(fù)精度在1%以內(nèi)，目前傳統(tǒng)的直流放電法和交流注入法是無法達(dá)到的 。
測試結(jié)果是蓄電池的真實(shí)內(nèi)阻和測量時(shí)間、信號頻率、測試電流大小無關(guān)，具有客觀性，也便于數(shù)據(jù)的橫向比較。