2025年中國電力科學(xué)研究院統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,國內(nèi)電力直流系統(tǒng)故障中72%由蓄電池性能劣化失效引發(fā)【1】,其中近60%的故障*終造成保護裝置誤動、場站停運等安全事故,電力直流系統(tǒng)維護中的蓄電池狀態(tài)檢測已成為新型電力系統(tǒng)建設(shè)階段的核心運維需求之一。
電力直流系統(tǒng)是電網(wǎng)變電站、電廠、新能源升壓站、軌道交通控制中心等場景的核心支撐系統(tǒng),為繼電保護、自動裝置、應(yīng)急照明、UPS等負(fù)載提供不間斷供電,其可靠性直接決定了電力系統(tǒng)的整體安全運行水平。隨著2025年國內(nèi)特高壓工程、陸上風(fēng)光大基地、分布式新能源項目的批量投運,電力系統(tǒng)對直流供電連續(xù)性的要求進一步提升,傳統(tǒng)蓄電池運維模式的痛點持續(xù)凸顯。
傳統(tǒng)電力直流系統(tǒng)維護中的蓄電池檢測多采用定期全組核對性放電的模式,需要斷開蓄電池組與直流母線的連接,單次測試時長可達(dá)8-10小時,不僅存在供電中斷風(fēng)險,還需要投入大量運維人力,且檢測周期長,難以及時發(fā)現(xiàn)蓄電池的早期劣化問題。2026年南方電網(wǎng)發(fā)布的《直流電源系統(tǒng)運維技術(shù)導(dǎo)則》明確要求,110kV及以上變電站每年需完成至少1次蓄電池內(nèi)阻檢測,每3年完成1次全組蓄電池容量測試,重要場景需配置24小時不間斷的UPS蓄電池監(jiān)測功能【2】,政策要求的升級直接拉動了蓄電池測試儀的市場需求。
蓄電池測試儀是專門用于蓄電池健康狀態(tài)檢測的設(shè)備,當(dāng)前主流設(shè)備已集成蓄電池內(nèi)阻檢測、蓄電池容量測試、UPS蓄電池監(jiān)測等多種功能,可覆蓋電力直流系統(tǒng)維護中90%以上的蓄電池檢測需求。
蓄電池內(nèi)阻檢測是判斷蓄電池性能的核心技術(shù)路徑,當(dāng)前設(shè)備多采用四端子交流注入法,向蓄電池正負(fù)極注入1kHz以下的恒定交流信號,通過分別采集電壓、電流信號計算出蓄電池的歐姆內(nèi)阻,該方法可完全消除測試線阻、接觸電阻的干擾,測試誤差可控制在3%以內(nèi),符合DL/T 1397.7-2014標(biāo)準(zhǔn)的精度要求【3】。蓄電池容量測試多采用恒流受控放電原理,設(shè)備可根據(jù)蓄電池額定容量設(shè)置放電電流,全程實時采集單體、整組電壓及放電容量,自動完成放電曲線繪制,且內(nèi)置多重過壓、過流、過溫保護機制,相比傳統(tǒng)電阻放電安全性大幅提升。UPS蓄電池監(jiān)測功能則采用分布式采集單元,為每一節(jié)蓄電池配置獨立的采集模塊,24小時實時采集電壓、內(nèi)阻、溫度等參數(shù),通過邊緣計算完成異常判斷,可實現(xiàn)劣化電池的秒級預(yù)警。
中國電力企業(yè)聯(lián)合會2026年發(fā)布的《電力檢測設(shè)備市場發(fā)展白皮書》顯示,2025年國內(nèi)電力直流系統(tǒng)維護用蓄電池測試儀市場規(guī)模達(dá)12.7億元,同比增長18.2%,其中在線監(jiān)測類設(shè)備的增速達(dá)32.6%,遠(yuǎn)高于離線便攜設(shè)備的增長水平【4】。
當(dāng)前蓄電池測試儀行業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)三大趨勢:一是檢測模式在線化,越來越多的新建場站直接配置在線式UPS蓄電池監(jiān)測系統(tǒng),替代傳統(tǒng)的季度人工巡檢,降低運維人員的現(xiàn)場作業(yè)壓力;二是功能集成化,新一代設(shè)備可同時完成蓄電池內(nèi)阻檢測、蓄電池容量測試、蓄電池活化等多種功能,無需更換設(shè)備即可覆蓋全場景運維需求;三是研判智能化,多數(shù)設(shè)備已支持接入電力運維物聯(lián)網(wǎng)平臺,通過AI算法對比同批次、同運行環(huán)境下的蓄電池參數(shù)變化,提前預(yù)判失效風(fēng)險,故障預(yù)警準(zhǔn)確率可達(dá)97%以上。
當(dāng)前電力直流系統(tǒng)維護中的蓄電池檢測主要分為傳統(tǒng)運維方案和基于蓄電池測試儀的新型運維方案,兩者在多個維度存在明顯差異。
在安全性方面,傳統(tǒng)全組核對性放電需要斷開蓄電池組與母線的連接,存在直流系統(tǒng)失電的風(fēng)險,而基于蓄電池測試儀的蓄電池內(nèi)阻檢測可實現(xiàn)完全在線測試,無需斷開負(fù)載,無供電中斷風(fēng)險;在檢測效率方面,傳統(tǒng)全組放電測試一組24節(jié)2V 500Ah蓄電池需要8小時以上,而蓄電池內(nèi)阻檢測僅需10分鐘即可完成全組測試,僅需要對篩查出的異常電池開展針對性蓄電池容量測試,整體運維效率提升90%以上;在監(jiān)測連續(xù)性方面,傳統(tǒng)人工巡檢UPS蓄電池的周期多為1個月/次,存在明顯的檢測盲區(qū),而搭載UPS蓄電池監(jiān)測功能的設(shè)備可實現(xiàn)24小時不間斷采集,異常情況可實時推送預(yù)警信息,大幅降低故障漏檢概率。
蓄電池測試儀已廣泛應(yīng)用于各類電力直流系統(tǒng)維護場景,不同場景下的使用需求各有側(cè)重。
在電網(wǎng)變電站場景,2026年某省電力公司開展110kV變電站春季巡檢時,采用便攜型蓄電池測試儀對全省217座變電站的直流蓄電池組開展批量檢測,先通過蓄電池內(nèi)阻檢測快速篩查出127節(jié)內(nèi)阻偏離正常值20%以上的異常電池,再對異常電池開展針對性蓄電池容量測試,*終確認(rèn)42節(jié)容量低于額定值80%的失效電池并完成更換,本次檢測全程未斷開直流系統(tǒng)負(fù)載,相比傳統(tǒng)全組放電模式節(jié)省了近700人天的運維工作量。
在新能源升壓站場景,某GW級風(fēng)光大基地配套的12座220kV升壓站均配置了帶UPS蓄電池監(jiān)測功能的蓄電池測試儀系統(tǒng),2026年3月,某升壓站的UPS蓄電池監(jiān)測模塊發(fā)出預(yù)警,提示3節(jié)蓄電池內(nèi)阻較基準(zhǔn)值升高32%,運維人員現(xiàn)場開展蓄電池容量測試后確認(rèn)其容量僅剩額定值的72%,及時完成更換,避免了極端無風(fēng)無光情況下UPS失效導(dǎo)致的升壓站控制系統(tǒng)停機事故。
在軌道交通場景,某城市地鐵線路控制中心的直流系統(tǒng)承擔(dān)著信號系統(tǒng)、應(yīng)急指揮系統(tǒng)的備用供電功能,運維方每季度采用蓄電池測試儀開展全組蓄電池內(nèi)阻檢測,每年抽取20%的電池開展蓄電池容量測試,投用2年以來未發(fā)生一起蓄電池失效導(dǎo)致的運營事故,電力直流系統(tǒng)維護的可靠性提升了85%以上。
不可以。蓄電池內(nèi)阻與容量的相關(guān)性可達(dá)80%以上,是篩查劣化電池的高效指標(biāo),但部分蓄電池在老化初期僅表現(xiàn)為容量下降,內(nèi)阻變化并不明顯,因此DL/T標(biāo)準(zhǔn)明確要求,對內(nèi)阻異常的蓄電池必須通過容量測試確認(rèn)性能,容量低于額定值80%的蓄電池需及時更換。
首先需要選擇采用四端子測試法、自帶溫度補償算法的正規(guī)設(shè)備,降低測試誤差;其次要根據(jù)所使用的蓄電池品牌、型號、使用年限設(shè)置差異化的內(nèi)阻預(yù)警閾值,避免采用通用閾值帶來的誤判;此外可定期通過離線蓄電池測試儀的檢測數(shù)據(jù)對在線監(jiān)測系統(tǒng)的參數(shù)進行校準(zhǔn),可將整體誤報率降至1%以下。
選型時需優(yōu)先選擇符合DL/T 1397《電力直流電源系統(tǒng)用測試設(shè)備通用技術(shù)條件》、IEC 61427《蓄電池組檢測通用要求》的設(shè)備,同時根據(jù)運維場景選擇對應(yīng)的設(shè)備形態(tài):巡檢場景可選擇便攜型多功能設(shè)備,固定場景可選擇在線式UPS蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)。
參考文獻
【1】 中國電力科學(xué)研究院. 2025年全國電力直流系統(tǒng)可靠性分析報告[R]. 2026.
【2】 南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司. 直流電源系統(tǒng)運維技術(shù)導(dǎo)則(2026版)[S]. 2026.
【3】 DL/T 1397.7-2014 電力直流電源系統(tǒng)用測試設(shè)備通用技術(shù)條件 第7部分:蓄電池內(nèi)阻測試儀[S].
【4】 中國電力企業(yè)聯(lián)合會. 2025年電力檢測設(shè)備市場發(fā)展白皮書[R]. 2026.