1. Введение
Мы нередко получаем от пользователей
тестеров аккумуляторов Кулон письма с просьбой помочь определить поправочный коэффициент для того или иного типа
свинцовых аккумуляторов. Мы отвечаем на все такие письма, а особенно охотно
на те, автор которых со своей стороны активно помогает - присылает описание условий, в которых получены результаты проверки
аккумуляторов и сами результаты.
Вот (в сокращении) один из таких запросов и ответ на него.
2. Запрос
При измерении емкости аккумуляторов YUASA SWL 1100
выяснилось, что тестер аккумуляторов Кулон-12ns показывает значение ниже номинального для этих батарей
-
емкость многих аккумуляторов ниже 80% от номинала, необходимо узнать насколько это правдивые показания.
По всей видимости тестер аккумуляторов
необходимо откалибровать, но возможности произвести контрольный разряд нет. Прошу порекомендовать поправочный коэффициент для данных
свинцовых аккумуляторов (хотя бы приблизительно) и помочь определить реальное состояние
аккумуляторов.
Эти аккумуляторы находятся в эксплуатации 2 года. В прошлом году
отмечалась повышенная до 30°C температура. Сейчас никаких вздутий и деформаций не обнаружено, температура в помещениях 20-25°C, я,
сухо, стоят кондиционеры. Проверка аккумулятора производилась без отключения
аккумуляторной батареи от ИБП. Номинальная емкость аккумуляторов
YUASA SWL 1100 - 40 А*час, расчетный ресурс - 10 лет.
Номер Кулона: S09061256. Дата производства: 08.06.09.
Все свинцовые аккумуляторы ИБП разделены на две
аккумуляторные батареи. Результаты проверки аккумуляторов приведены в таблице.
Батарея-аккумулятор |
Напряжение, В |
Емкость, А*час |
1-1 |
13.60 |
38.6 |
1-2 |
13.59 |
38.6 |
1-3 |
13.58 |
38.6 |
1-4 |
13.56 |
39.2 |
1-5 |
11.19 |
- |
1-6 |
13.50 |
32 |
1-7 |
13.54 |
38 |
1-8 |
13.53 |
38.2 |
1-9 |
13.51 |
36.6 |
1-10 |
13.58 |
36.0 |
1-11 |
13.53 |
37.6 |
1-12 |
13.57 |
38.6 |
1-13 |
13.53 |
37.6 |
1-14 |
13.45 |
32.4 |
1-15 |
13.52 |
32.2 |
1-16 |
13.56 |
38.2 |
1-17 |
13.47 |
32.4 |
1-18 |
13.60 |
37.0 |
1-19 |
13.53 |
35.2 |
1-20 |
13.49 |
32.4 |
2-1 |
13.55 |
37.2 |
2-2 |
13.51 |
35.2 |
2-3 |
13.56 |
38.6 |
2-4 |
13.51 |
36.4 |
2-5 |
13.53 |
38.2 |
2-6 |
13.54 |
38.2 |
2-7 |
13.49 |
38.0 |
2-8 |
13.38 |
32.0 |
2-9 |
13.49 |
38.0 |
2-10 |
13.52 |
34.8 |
2-11 |
13.49 |
37.0 |
2-12 |
13.54 |
38.2 |
2-13 |
13.50 |
38.2 |
2-14 |
13.52 |
37.4 |
2-15 |
13.54 |
37.0 |
2-16 |
13.54 |
38.2 |
2-17 |
13.53 |
38.2 |
2-18 |
13.50 |
33.0 |
2-19 |
13.55 |
38.4 |
2-20 |
13.59 |
39.4 |
|
К одному UPS подключены две аккумуляторные батареи, состоящие из одинаковых
герметичных свинцовых кислотных аккумуляторов. Не известно, введены ли они в эксплуатацию одновременно и из одной ли партии
эти аккумуляторы. Поэтому примем предложенное автором запроса разбиение
аккумуляторов на две батареи и будем анализировать их по-отдельности.
Поместим все полученные данные в электронную таблицу и проведем несложный статистический
анализ.
Минимальное и максимальное напряжение на аккумуляторе
Батарея |
1 |
2 |
Umin, В |
11,19 |
13,38 |
Umax, В |
13,6 |
13,59 |
Сразу бросается в глаза большой разброс минимальных напряжений. Смотрим на исходные данные
и видим, что у одного из аккумуляторов батареи
1 напряжение понижено примерно на 2.2 В, по сравнению с другими
аккумуляторами. Из-за пониженного напряжения, Кулон не смог оценить емкость этого аккумулятора.
Напряжение на аккумуляторе 1-5 понижено примерно на величину напряжения
одного элемента. Можно предположить, что в имеется короткое замыкание одного из элементов - этот аккумулятор
следует заменить немедленно.
Среднее и медианное значение напряжения на аккумуляторе
Батарея |
1 |
2 |
Uсред, В |
13,42 |
13,52 |
Uмедиан, В |
13,53 |
13,53 |
У нас есть большой выброс (аккумулятор 1-5), который сильно смещает величину среднего
напряжения. Обычно для данных с выбросами правильнее использовать медиану, а не среднее. Для расчета отклонений напряжения, так
сделаем и мы - примем за напряжение группы медианное значение напряжения.
Отклонения напряжения (аккумулятор 1-5 отброшен)
Батарея |
1 |
2 |
Станд.откл. U (без выброса), В |
0,04 |
0,04 |
Относит. ст. Откл. |
0,32% |
0,31% |
Разбросы напряжения на аккумуляторах небольшие, это характерно для аккумуляторов из одной партии,
до окончания ресурса которых еще остается некоторое время (старение аккумуляторов еще не вступило в финальную стадию). О наиболее интересующей нас
величине -
емкости аккумуляторов, напряжение или разброс напряжений не говорит ничего.
Минимальная и максимальная емкость аккумуляторов, среднее и медианное значение емкости.
Батарея |
1 |
2 |
Еmin, А*час |
32 |
32 |
Emax, А*час |
39,2 |
39,4 |
Eсред, А*час |
36,28 |
37,08 |
Емедиан, А*час |
37,6 |
38 |
Максимальная и минимальная
емкости аккумуляторов заметно различаются, поэтому отклонения мы будем мы рассчитывать относительно медианного значения.
Батарея |
1 |
2 |
Станд.откл. Е (без 1-5), А*час |
2,64 |
1,93 |
Относит. ст. Откл. |
7,03% |
5,07% |
Макс.отклонение Е, А*час |
5,6 |
6 |
Относит.макс.отклон.Е |
14,9% |
15,8% |
Стандартное отклонение
емкости аккумуляторов 5-7% - это неплохо. Но максимальные отклонения
емкости - великоваты для 10-летних аккумуляторов, простоявших в буфере всего 2 года.
Похоже, что эти аккумуляторные батареи испытали на себе какое-то вредное
воздействие (неправильные режимы зарядки или, скорее всего,
повышенную температуру). Но сейчас, по утверждениям автора запроса, с температурой и режимами все нормально.
Сами по себе 15% отклонения
емкости от медианы не являются причиной выводить аккумуляторы из эксплуатации. Поэтому можно считать
состояние аккумуляторных батарей 1 и 2 (за исключением аккумулятора
1-5) удовлетворительным.
5. Поправочный коэффициент
Контрольный разряд аккумуляторов не проводился, поэтому следует избрать
альтернативный метод определения поправочного коэффициента. Как мы выяснили, аккумуляторы
уже несколько изношены, но их состояние (кроме аккумулятора 1-5) далеко от аварийного. Поэтому, для
определения поправочного коэффициента, есть смысл применить метод максимума (см. инструкцию по эксплуатации тестера аккумуляторов
Кулон-12ns). Мы предположим, что самые лучшие (с максимальной по показаниям
Кулонов
емкостью) аккумуляторы батареи имеют емкость, равную
номинальной.
Батарея |
1 |
2 |
Еном, А*час |
40 |
40 |
Emax, А*час |
39,2 |
39,4 |
Поправочный коэффициент |
1,02 |
1,02 |
Так как тестер аккумуляторов Кулон-12ns позволяет установить поправочные коэффициенты или 1.00,
или 1.03, то можно использовать любой из них - погрешность будет невелика.
6. Рекомендации
1. Срочно заменить аккумулятор 5
аккумуляторной батареи 1 (предположительно к.з. одного элемента). Метод замены - см. "Методика
обслуживания батарей свинцовых кислотных аккумуляторов".
2. Проверить работу кондиционеров. Рекомендуемая температура 18°C. Каждый градус превышения
температуры приведет для каждого ИБП к среднегодовым потерям примерно 6000 рублей за счет ускорения старения аккумуляторов
(сравните это со стоимостью электроэнергии потребляемой кондиционерами).
3. Проверять аккумуляторы тестером
аккумуляторов Кулон 2-4 раза в год. Через 2 года по этим данным составить прогноз ресурса по каждой
аккумуляторной батарей и заложить стоимость замены батареи в бюджет соответствующего периода.
4. При проверке аккумуляторов Yuasa SWL 1100 использовать поправочный
коэффициенты для Кулона 1.00 или 1.03. При сравнении новых данных со старыми не забыть учесть коэффициенты,
использованные при
проверке аккумуляторов.
|