蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)范文第1篇

【關(guān)鍵詞】 蓄電池 內(nèi)阻 在線監(jiān)測

1 引言

近年來，隨著閥控式密封鉛酸蓄電池（以下簡稱閥控蓄電池）在電力系統(tǒng)和廣電系統(tǒng)的廣泛使用，由蓄電池故障而引發(fā)的事故時有發(fā)生。閥控蓄電池由于特殊的閥控式密封結(jié)構(gòu)，使得我們無法準(zhǔn)確掌握蓄電池的健康狀況，其“免維護(hù)”的這一優(yōu)點，已經(jīng)成為電池運行管理中的缺點和難點。在提高電池性能，減少維護(hù)工作量的同時，如何快捷有效地檢測出早期失效電池并預(yù)測蓄電池性能變化趨勢已成為蓄電池運行管理的新課題。目前除了核對性放電、測端電壓等常規(guī)維護(hù)檢測手段外，隨著技術(shù)的發(fā)展一些新的檢測手段孕育而生，蓄電池在線監(jiān)測這一新檢測技術(shù)開始逐步運用到電力系統(tǒng)和廣電系統(tǒng)。

2 蓄電池在線監(jiān)測技術(shù)研究的現(xiàn)狀

近年來，國內(nèi)外有很多公司在從事蓄電池監(jiān)測方法的研究工作，生產(chǎn)出了很多蓄電池監(jiān)測產(chǎn)品，從功能上來說，主要有：監(jiān)測蓄電池的電壓，監(jiān)測蓄電池的內(nèi)阻值，監(jiān)測蓄電池的工作溫度等。

美國的Alber公司，生產(chǎn)了世界第一臺蓄電池檢測設(shè)備，代表產(chǎn)品BDS-256/MPM-100蓄電池智能監(jiān)控系統(tǒng)是利用內(nèi)阻測試專利技術(shù)的高級綜合應(yīng)用。這種系統(tǒng)的獨特之處是能對蓄電池存在的任何問題提供早期的預(yù)報。

瑞士Lem公司的蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點在于能夠在線實時監(jiān)測電池組中各電池的狀態(tài)，而不需要離線測量，并且數(shù)據(jù)可以及時上傳到電腦上，及時發(fā)現(xiàn)電池組的問題。

臺灣群菱生產(chǎn)的BCSU-50C蓄電池監(jiān)測儀，可隨時測量及記錄總電壓、總電流、各單體電池電壓等狀況，可通過5-10分鐘短時間放電預(yù)估電池剩余容量并評估電池優(yōu)劣，具有蓄電池剩余容量分析的專利技術(shù)。

杭州華塑科技有限公司生產(chǎn)的H3G蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)，可實時監(jiān)測蓄電池組狀態(tài)，確保了系統(tǒng)的可用性，并能對電池故障進(jìn)行綜合分析，定位故障電池，預(yù)測電池維護(hù)及更換時間。

陜西柯藍(lán)電子有限公司生產(chǎn)的CR-AMS蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)，采用公司的專利直流內(nèi)阻在線測試技術(shù)，使測量數(shù)據(jù)具有較高的準(zhǔn)確性，測試過程無須將充電機與蓄電池組斷開，不影響直流系統(tǒng)正常運行。

3 已實施蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)要點分析

目前，在獨山子動力公司水源中心變、東區(qū)變、西區(qū)變、乙烯總變等16個變電站安裝了杭州華塑科技有限公司生產(chǎn)的H3G蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)，在兩年多的使用過程中，讓動力公司獲得了最大的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益，同時也驗證了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)的可行性和合理性。

3.1 H3G蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)主要組成

3.1.1 監(jiān)測單元

5.7英寸STN液晶顯示，帶觸摸屏，能顯示所有的監(jiān)測內(nèi)容，并可查詢，通過RS485通信接口與控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

3.1.2 控制單元

控制單元用于站端控制套系統(tǒng)工作，包括數(shù)據(jù)通訊、控制、智能管理分析功能實現(xiàn)，同時完成與遠(yuǎn)端計算機交互�？刂茊卧�具有人機交換鍵盤、液晶顯示、重要與一般報警指示、數(shù)據(jù)存儲和通信功能。

3.1.3 采集單元

電壓數(shù)據(jù)采集單元用于電池單體電壓數(shù)據(jù)采集，每個單元可以同時采集40節(jié)電池電壓。通過RS485通信接口與控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。內(nèi)阻單元用于測試電池單體內(nèi)阻數(shù)據(jù)，每個單元測試1組蓄電池組（每組電池節(jié)數(shù)4～200節(jié)），通過RS485通信接口與控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

3.1.4 容量單元

容量單元用于對蓄電池組進(jìn)行自動核對性放電，兩組蓄電池組可以共用一個容量單元，通過RS485通信接口與控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。滿足停止條件后自動停止并記錄容量及單體電壓數(shù)據(jù)，無需再攜帶放電設(shè)備。

3.2 H3G蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)

H3G蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)采集并自動記錄數(shù)據(jù)有：電池組總電壓、單體電池內(nèi)阻、單體電池電壓、蓄電池連接條電阻、浮充電流、充放電電流、核對性放電數(shù)據(jù)、蓄電池溫度、環(huán)境溫度。

3.3 H3G蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)特點

3.3.1 實時監(jiān)控

7*24小時的預(yù)警監(jiān)控，確保了系統(tǒng)的可用性。

3.3.2 綜合管理分析

精準(zhǔn)的電池故障綜合分析，并定位故障電池，預(yù)測電池維護(hù)及更換時間。

3.3.3 報警功能

報警可以被分類成重要報警與一般報警。

3.3.4 操作日志記錄

可對用戶的操作以及自動內(nèi)阻測試、設(shè)備復(fù)位等進(jìn)行記錄。

3.3.5 通訊

帶有2個串口供第三方監(jiān)測系統(tǒng)同步監(jiān)控使用，波特率可設(shè)置。支持MODBUS規(guī)約與部頒CDT規(guī)約；支持 LAN、WAN遠(yuǎn)程集中管理。

3.3.6 數(shù)據(jù)保存

站端設(shè)備內(nèi)置大容量存儲空間，可以保存單體電壓歷史記錄、組壓電流歷史記錄、單體內(nèi)阻歷史記錄、分析報告、操作日志記錄、報警記錄。

3.3.7 數(shù)據(jù)導(dǎo)出

所有歷史及報警數(shù)據(jù)可以通過串口導(dǎo)出，并通過專用的軟件進(jìn)行顯示、編輯及打印。

3.3.8 模塊化

模塊化解決方案具備配置的靈活性，可以為任何系統(tǒng)量身定制。

3.3.9 高安全、高可靠性

采樣端與通訊端采用光電隔離，內(nèi)部一體化設(shè)計無接線。

3.4 BATTONLINE蓄電池綜合管理分析軟件

系統(tǒng)軟件的穩(wěn)定性對于整個監(jiān)測系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)是非常重要的，在大多數(shù)情況下，系統(tǒng)軟件需要面臨服務(wù)器停電或故障、網(wǎng)絡(luò)故障或前端硬件故障等情況，而解決故障并回復(fù)系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)往往需要專業(yè)人員花費大量的時間，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的正常連續(xù)運轉(zhuǎn)。

為了確保系統(tǒng)軟件的穩(wěn)定運行，BattOnline使用了多項領(lǐng)先技術(shù)，使系統(tǒng)軟件達(dá)到了“免維護(hù)”的標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)軟件采用了模塊化分布式技術(shù)，可以屏蔽某一點的故障而使系統(tǒng)其它部分正常運轉(zhuǎn)，一旦故障恢復(fù)屏蔽自動取消。同時支持多臺服務(wù)器熱備份，一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障后另一臺繼續(xù)支持系統(tǒng)運轉(zhuǎn)。而BattOnline系統(tǒng)軟件采用的多層構(gòu)架技術(shù)確保了系統(tǒng)的安全性，阻擋可能的惡意攻擊。在數(shù)據(jù)處理能力方面BattOnline有了很大的提高，單服務(wù)器可以監(jiān)測500組的蓄電池組。

軟件主要具備以下功能：

（1）遠(yuǎn)程在線集中監(jiān)測功能。所有數(shù)據(jù)集中存儲在服務(wù)器上，通過IE瀏覽器訪問服務(wù)器即可實時查看各個變電站監(jiān)測數(shù)據(jù)。

（2）三級報表生成導(dǎo)出功能�？梢宰詣由�成班組級、工區(qū)級、局級蓄電池運行報表，為蓄電池維護(hù)、更換提供依據(jù)。

（3）各種報表導(dǎo)出打印功能。可以生成導(dǎo)出各種管理報表，與現(xiàn)有工作接軌，實現(xiàn)日常管理自動化。

（4）歷史數(shù)據(jù)查詢功能。至少可以查詢1年內(nèi)的所有電壓數(shù)據(jù)、內(nèi)阻數(shù)據(jù)、報警記錄、分析報告等。

（5）更直觀的顯示界面�？梢酝ㄟ^數(shù)據(jù)表格、柱狀圖、曲線圖等方式顯示數(shù)據(jù)，更直觀。

（6）遠(yuǎn)程參數(shù)修改功能。可遠(yuǎn)程修改站端設(shè)備參數(shù)。

4 已實施蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)效果

總之，閥控鉛酸蓄電池的充放電是一個復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)，引起蓄電池失效的原因很多，了解閥控鉛酸蓄電池的工作原理和失效機理，科學(xué)、合理地對閥控鉛酸蓄電池進(jìn)行監(jiān)測與維護(hù)，在安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益上有很重要的意義。

蓄電池綜合參數(shù)的在線監(jiān)測管理的運用，可以使維護(hù)人員的工作從煩瑣的巡檢工作變?yōu)閷π铍姵氐男阅芫S護(hù)，蓄電池的維護(hù)方式從目前的被動方式轉(zhuǎn)到主動方式，在管理上有質(zhì)的飛躍；

蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)可以監(jiān)測蓄電池的各類工作狀態(tài)，對于不合理的工況能作出相應(yīng)報警，避免了對蓄電池的傷害，延長蓄電池的使用壽命；

蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)可以監(jiān)測蓄電池的性能，對于個別性能落后的蓄電池能及時發(fā)現(xiàn)，避免了因個別蓄電池性能落后引起電池組連鎖損壞；

蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)可以監(jiān)測蓄電池的性能，免了盲目更換蓄電池造成的浪費；

目前蓄電池廠商生產(chǎn)、銷售的蓄電池，于各種原因，質(zhì)量和性能有很大的差異，完善的蓄電池檢測手段可以避免采購到性能低劣的蓄電池。

5 結(jié)語

伴隨著獨山子廣電事業(yè)的不斷發(fā)展，蓄電池的使用范圍將越來越大，數(shù)量越來越多，對蓄電池的維護(hù)不論是從管理的角度出發(fā)還是維護(hù)方式的選擇，及時推廣應(yīng)用蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)還是很有必要的。另外，在蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)推廣的基礎(chǔ)上，我認(rèn)為，蓄電池組還仍然有必要周期性的采用三類不同深度的放電測試，以達(dá)到維護(hù)蓄電池完全達(dá)到現(xiàn)場使用要求的目的：

（1）完全放電 電池在投運之前應(yīng)進(jìn)行一次100%深度的放電，以確認(rèn)該電池組能滿足設(shè)計要求。否則，若存在產(chǎn)品本身的質(zhì)量問題，初次測試到的內(nèi)阻參數(shù)的不準(zhǔn)確性、不合格數(shù)據(jù)的摻入，會影響到后續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性，放電前應(yīng)該充滿并在浮充狀態(tài)保持一定的時間。

（2）中等深度的放電 在運行一段時間（新電池二年周期，運行達(dá)四年以上的電池應(yīng)一年為周期）后，宜進(jìn)行中等深度指30―50%深度的放電。

（3）周期性的短時放電 根據(jù)蓄電池應(yīng)用場合選取適合的周期，例如3個月。一般短時放電的深度為5%左右。對保持好蓄電池的良好性能狀態(tài)是有幫助的。

參考文獻(xiàn)：

蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)范文第2篇

1.1蓄電池遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

如圖1所示，蓄電池遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)由PC服務(wù)器、監(jiān)控主機、活化模塊、執(zhí)行機構(gòu)及放電負(fù)載等組成。在正常情況下，管理系統(tǒng)中的活化模塊會對電池組中的單體電壓做均衡處理，即維護(hù)電池電壓的均一性。當(dāng)要進(jìn)行核對容量時，管理人員可以在服務(wù)器上操作，命令監(jiān)控主機給執(zhí)行機構(gòu)發(fā)指令，進(jìn)行容量核對測試。測試完畢，監(jiān)控主機將會自動處理蓄電池并入系統(tǒng)的操作。整個過程可以遠(yuǎn)程操作，無需帶任何設(shè)備到現(xiàn)場。

1.2系統(tǒng)功能

1.2.1活化模塊。活化模塊負(fù)責(zé)采集蓄電池組的總電壓、單節(jié)電池電壓、充放電電流等信息，其特殊功能體現(xiàn)在對蓄電池的內(nèi)阻測試和電壓均衡兩方面，是系統(tǒng)的重要組成部分。蓄電池的內(nèi)阻是電池的重要參數(shù)，可以間接地反映出電池的質(zhì)量問題。該系統(tǒng)使用脈沖式的小電流分階段式放電法來測試電池的內(nèi)阻，這種測試方法具有測試速度快、精度高、一致性好等優(yōu)點。通過PC服務(wù)器操作界面上的控制鍵或監(jiān)控主機上的內(nèi)阻測試菜單，可以在任意時間或周期性測試蓄電池組中每1節(jié)電池的內(nèi)阻值，并保存測試結(jié)果以便查詢比較。安裝活化模塊后，能夠?qū)崟r修正每1節(jié)蓄電池的電壓。當(dāng)總電壓恒定時，活化模塊優(yōu)先對電壓比較低的電池進(jìn)行充電，當(dāng)蓄電池電壓升高后，電壓高的蓄電池電壓將會自動下降，直到所有蓄電池電壓保持一致，蓄電池組內(nèi)電壓平衡并維持下去�；罨�模塊與蓄電池之間用一對一的采集線以及總電壓、電流的采集線連接，所有蓄電池的電流、電壓在活化模塊中采集處理后，通過RS-485總線傳輸?shù)奖O(jiān)控主機中。監(jiān)控主機的顯示單元可顯示出采集到的所有蓄電池電壓值，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絇C服務(wù)器，由PC服務(wù)器處理后，供維護(hù)人員查詢。

1.2.2放電負(fù)載及執(zhí)行機構(gòu)。系統(tǒng)監(jiān)控主機通過執(zhí)行機構(gòu)來切換蓄電池的狀態(tài)，進(jìn)行蓄電池在線充放電測試，原理如圖2。進(jìn)行蓄電池組充放電測試時，由PC服務(wù)器或監(jiān)控主機發(fā)信號給執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)收到控制信號后將a、b開關(guān)斷開，閉合c開關(guān)，蓄電池組脫離系統(tǒng)，并入放電負(fù)載中。這時，監(jiān)控主機處于監(jiān)控狀態(tài)，當(dāng)電池組電壓降到設(shè)定值時，監(jiān)控主機將會通過RS-485總線給放電負(fù)載發(fā)送命令，然后按照已設(shè)定的條件進(jìn)行放電。當(dāng)達(dá)到電池組電壓限定下限時，監(jiān)控主機會發(fā)送命令給放電負(fù)載，終止放電。蓄電池組放電結(jié)束后，監(jiān)控主機首先打開執(zhí)行機構(gòu)的c開關(guān)，當(dāng)電池組電壓上升到設(shè)定值后將閉合b開關(guān)，通過軟啟動限流電阻R，開始給蓄電池組充電，當(dāng)蓄電池電壓提升以后，監(jiān)控主機將會閉合a開關(guān)，將蓄電池組投入到系統(tǒng)中去。變電站通信系統(tǒng)的備用蓄電池組是由2組蓄電池并聯(lián)使用，通常對其中1組電池放電測試后進(jìn)行充電時，另1組未放電的蓄電池組會給已放電的蓄電池組充電。若2組蓄電池的端口電壓差較大，則產(chǎn)生的充電電流較大不易控制。本系統(tǒng)在進(jìn)行放電測試后給蓄電池組充電時，要先進(jìn)入軟啟動模塊，由限流模塊來限制充電電流，徹底解決了蓄電池組之間反灌電流的問題。做蓄電池組放電測試時，電池組沒有完全脫離系統(tǒng)，而是通過大功率二極管D給實際負(fù)載預(yù)留安全通道。在放電過程中，當(dāng)發(fā)生失電故障失電時，監(jiān)控主機監(jiān)測到交流系統(tǒng)失電就會立即停止放電，由蓄電池組通過二極管D繼續(xù)給實際負(fù)載供電，有效地消除了放電過程中由于蓄電池組脫離系統(tǒng)而造成事故的風(fēng)險。將蓄電池遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)集成在目前已建設(shè)完成的通信監(jiān)控平臺上，在對變電站通信設(shè)備、環(huán)境動力等進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視、監(jiān)控的同時，實現(xiàn)了直流電源系統(tǒng)蓄電池組的在線測試功能。

2蓄電池遠(yuǎn)程充放電試驗分析

通過通信監(jiān)控平臺，利用蓄電池遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，在內(nèi)蒙古呼和浩特市供電局監(jiān)控中心站對臺閣牧變電站通信機房2號充電機、1號蓄電池組進(jìn)行遠(yuǎn)程充放電試驗。圖3為系統(tǒng)PC服務(wù)器操作界面。

2.1放電試驗

1號電池組整組放電過程電流與電壓曲線見圖4所示。根據(jù)DL/T724—2000《電力系統(tǒng)用蓄電池直流電源裝置運行與維護(hù)技術(shù)規(guī)程》[2]對1號蓄電池組進(jìn)行10h率核對放電，表1列出了1號蓄電池組單體電池在各時間段放電后的部分電壓數(shù)據(jù)。由于本次核對性放電的電池組是臺閣牧變電站新建蓄電池，單節(jié)電池工況均良好，在試驗數(shù)據(jù)中未發(fā)現(xiàn)有明顯電壓下降、容量不足的情況，故未得到經(jīng)蓄電池活化后容量恢復(fù)的數(shù)據(jù)變化規(guī)律。

2.2充電試驗

1號蓄電池組整組充電過程電流與電壓曲線如圖5所示。根據(jù)《電力系統(tǒng)用蓄電池直流電源裝置運行與維護(hù)技術(shù)規(guī)程》，對1號蓄電池組進(jìn)行充電，某一時間段1號電池組充電數(shù)據(jù)見表2。

2.3充放電試驗前后內(nèi)阻對比測試

1號蓄電池組進(jìn)行充放電試驗前后，分別測試了每節(jié)電池的內(nèi)阻。試驗前內(nèi)阻與試驗后內(nèi)阻的對比見圖6，可見蓄電池組進(jìn)行充放電試驗后，單體電池的內(nèi)阻減小。

2.4均衡活化試驗

核對放電后，1號蓄電池組單體電壓數(shù)據(jù)見圖7，可見蓄電池組壓差為0.043V。充電結(jié)束后，蓄電池組在浮充狀態(tài)下，開始對1號蓄電池組進(jìn)行均衡活化試驗，均衡4h后單體蓄電池電壓數(shù)據(jù)見圖8，可見蓄電池組壓差已減小到0.006V。

2.5測試結(jié)論

在呼和浩特供電局監(jiān)控中心站安裝的蓄電池遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，可直觀顯示動態(tài)直流系統(tǒng)模擬圖，能夠?qū)崟r顯示充電機運行狀態(tài)、單體電壓、內(nèi)阻、溫度等信息，可實時查看報警信息，具備歷史數(shù)據(jù)、曲線報表的打印功能。通過對1號蓄電池組進(jìn)行的遠(yuǎn)程充放電及均衡活化試驗，得出以下結(jié)論：（1）蓄電池遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控蓄電池的充放電過程；（2）系統(tǒng)可以在充放電過程中，在線監(jiān)測蓄電池的電壓、電流，并且自動生成維護(hù)報表；（3）系統(tǒng)可以在線測試蓄電池內(nèi)阻，為維護(hù)人員對電池容量判斷提供參考；（4）系統(tǒng)可以在線均衡活化蓄電池，使單體蓄電池電壓保持一致性，從而延長蓄電池的使用壽命。

3結(jié)束語

蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)范文第3篇

關(guān)鍵詞:ZigBee技術(shù);UPS;電池監(jiān)視管理系統(tǒng);MC13213

中圖分類號:TN929文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1009-2374 (2023)19-0052-02

1UPS中電池監(jiān)視管理系統(tǒng)概述

本文中的電池監(jiān)視管理系統(tǒng)是針對UPS中的電池組管理的應(yīng)用。UPS是Uninterruptible Power Supply的簡稱,即不間斷電源系統(tǒng),是能夠持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷向負(fù)載供電的一類重要電源設(shè)備。當(dāng)停電時UPS能夠接替市電持續(xù)供應(yīng)電力,通過對蓄電池組逆變來提供動力來源。由于需對UPS中電池運行狀態(tài)進(jìn)行實時了解,出現(xiàn)了電池監(jiān)視管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)作用是實時監(jiān)控UPS中蓄電池組的電壓、電流以及溫度。

本文首先分析公司現(xiàn)有電池監(jiān)視管理系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的不足,設(shè)計并實現(xiàn)了采用ZigBee無線技術(shù)方案的UPS電池監(jiān)視管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)解決了原有系統(tǒng)中的缺陷,提高管理效率以及系統(tǒng)的智能化水平。

2鉛酸蓄電池概述和ZigBee技術(shù)介紹

2.1蓄電池簡介

鉛酸蓄電池在1859年由普蘭特(G.Plante)發(fā)明,其沒有充放電記憶效應(yīng),具有良好的可逆性,并具特性平穩(wěn)、容量大、承受沖擊負(fù)荷能力強、工作溫度范圍寬、價格低且可回收的優(yōu)點。UPS中所采用的電池皆為閥控式免維護(hù)鉛酸蓄電池,其作為電池工作模式下的核心動力源,蓄電池的好壞直接影響電池模式下UPS的正常工作,因此如何選用、使用和維護(hù)蓄電池,是值得每一位UPS使用者關(guān)心的事情。

提供高性能的電池組能夠為UPS壽命的延長提供基本的保障,但即使有高性能的動力蓄電池仍然需要對電池供電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理,電池管理系統(tǒng)使蓄電池組更高效地工作,同時抑制蓄電池因單體電池不一致性造成使用壽命縮短的問題。

2.2ZigBee技術(shù)介紹

ZigBee是ZigBee聯(lián)盟制定的一種低速率無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)LR-WPAN(Low Rate Wireless Personal Area Network)標(biāo)準(zhǔn)�；�于ZigBee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有組網(wǎng)靈活、配置快捷、穩(wěn)定性好、帶寬高等優(yōu)點,這些特點使其很適合應(yīng)用于工業(yè)測控網(wǎng)絡(luò)中。

ZigBee是基于網(wǎng)絡(luò)底層802.15.4的短距離數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,該技術(shù)的整體協(xié)議架構(gòu)如圖1所示:

ZigBee技術(shù)具有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)協(xié)議發(fā)展到2007版時,各層協(xié)議都已經(jīng)趁于完善。ZigBee網(wǎng)絡(luò)適用于區(qū)域范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋,可通過網(wǎng)關(guān)等設(shè)備與以太網(wǎng)/GPRS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)無縫連接,完美實現(xiàn)低成本遠(yuǎn)程監(jiān)控等應(yīng)用。

3UPS中現(xiàn)有電池監(jiān)視管理系統(tǒng)的分析

3.1現(xiàn)有電池監(jiān)視管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

公司現(xiàn)有二代UPS電池監(jiān)視管理系統(tǒng)是基于PC機的集中監(jiān)視管理系統(tǒng)。圖2為公司現(xiàn)有電池監(jiān)視管理系統(tǒng)――Enerbatt-pro蓄電池監(jiān)視系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖:

Enerbatt-pro蓄電池監(jiān)視系統(tǒng)中,各節(jié)蓄電池單元與主控機間使用串行RS485接口來實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。采集到的電壓、電流及溫度的數(shù)據(jù)通過配線串行發(fā)送給主控機,主控機再經(jīng)RS232接口與PC通訊。

3.2現(xiàn)有電池監(jiān)視管理系統(tǒng)的不足

公司現(xiàn)有二代UPS電池監(jiān)視管理系統(tǒng)在市場實際銷售中,客戶對于系統(tǒng)安裝以及售后維護(hù)有很大意見。原因在于Enerbatt-pro蓄電池監(jiān)視系統(tǒng)的初次安裝極其繁瑣,需指定特派工程師上門為其安裝配線,并且在安裝后,電池組位置強行固定,無法再分布改變電池組的位置,無法再對新增配置的電池組進(jìn)行管理。

該系統(tǒng)現(xiàn)場布線很多,監(jiān)測量易受長線干擾,運行維護(hù)成本高,故障率較高,無法擺脫通訊線纜的束縛。對于距離較遠(yuǎn)的分布式電池組的監(jiān)測,很難給出良好的解決方案。鑒于上述原因,結(jié)合蓄電池生產(chǎn)實際,本文提出基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的電池監(jiān)視管理系統(tǒng)的方案。

4系統(tǒng)設(shè)計

4.1系統(tǒng)總體框圖

本系統(tǒng)的被測量定為蓄電池的充放電電壓、電流和溫度。

電池監(jiān)視管理系統(tǒng)用于定為蓄電池的充放電電壓、電流和溫度,并將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)絇C的界面顯示,實時監(jiān)視電池各項性能參數(shù)。系統(tǒng)包括:終端節(jié)點、協(xié)調(diào)者和上位機程序。

終端節(jié)點:帶有ZigBee無線模塊,能夠采集蓄電池的充放電電壓、電流和溫度,并且按照一定協(xié)議通過ZigBee無線將數(shù)據(jù)發(fā)送給協(xié)調(diào)者。

協(xié)調(diào)者:帶有ZigBee無線模塊,與PC通過RS-232串口方式連接,接收多個終端節(jié)點無線發(fā)送的數(shù)據(jù)并且通過串口發(fā)送到PC上位機。

上位機程序:通過串口接收協(xié)調(diào)者的數(shù)據(jù),以圖形化的方式直觀顯示電池電壓、電流和溫度的實時曲線。

每一節(jié)(組)蓄電池安裝一個終端節(jié)點,作為ZigBee網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)據(jù)采集節(jié)點運行。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)者與終端節(jié)點組成無線網(wǎng)絡(luò),負(fù)責(zé)收集所有蓄電池的監(jiān)測數(shù)據(jù),這樣就組成了一個星形結(jié)構(gòu)的ZigBee網(wǎng)絡(luò),轉(zhuǎn)發(fā)終端節(jié)點的無線數(shù)據(jù)給PC方。PC方通過RS-232串口與網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器相連。

4.2系統(tǒng)硬件設(shè)計

根據(jù)系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能需求,在硬件平臺方案的選擇上,采用Freescale公司提供的HCS08核與2.4GHz射頻前端相結(jié)合的一體化芯片MC13213以及AD參數(shù)監(jiān)測模塊。

MC13213是Freescale公司推出的一款SoC芯片,它主要由微處理器和射頻模塊兩部分組成。微處理器采用8位的HCS08內(nèi)核,集成了1個SPI接口、1個8路的8/10位A/D轉(zhuǎn)換器、2個TPM模塊、2個SCI接口、2個I2C和1個8路的KBI接口。射頻模塊的工作頻段是2.4GHz,通過SPI總線與處理器通信。UPS中的蓄電池的電壓、電流和溫度這三個監(jiān)測參數(shù)可以通過搭建采集電路轉(zhuǎn)換為滿足MC13213的ADC輸入通道要求的電壓信號,由MC13213將被測的模擬信號轉(zhuǎn)換為內(nèi)部MCU可處理的數(shù)字信號。終端數(shù)據(jù)采集節(jié)點硬件框圖如圖3所示。

4.3系統(tǒng)軟件設(shè)計

本系統(tǒng)采用的開發(fā)環(huán)境為飛思卡爾公司的CodeWarrior IDE 6.2和微軟的Visual Basic 6.0,MCU方程序使用C語言。軟件主要功能是從協(xié)調(diào)器接收系統(tǒng)各節(jié)點采集的數(shù)據(jù)并存儲,通過人機接口界面對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置,對節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。終端節(jié)點的程序流程圖如圖4所示,其中A/D采樣數(shù)據(jù)為電池的電壓、電流以及溫度。協(xié)調(diào)者的程序流程圖如圖5所示:

5結(jié)語

本文是ZigBee技術(shù)在電源系統(tǒng)控制中的一個應(yīng)用實例。通過公司原有的電池監(jiān)視管理系統(tǒng)在市場實際運作中發(fā)現(xiàn)的問題,針對其不足之處提出了ZigBee無線傳感器進(jìn)行實時監(jiān)控。采用ZigBee技術(shù)設(shè)計的系統(tǒng)解決了原管理系統(tǒng)的不足,提高了系統(tǒng)運行的靈活性和可靠性,降低了生產(chǎn)和維護(hù)成本,方便客戶端的安裝使用,滿足了客戶對產(chǎn)品的要求。

參考文獻(xiàn)

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[41] 王宜懷,劉曉升.嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.

蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)范文第4篇

關(guān)鍵詞：電站直流系統(tǒng) 調(diào)試 理論與實踐

中圖分類號：F407文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1概述

寧德核電站常規(guī)島直流系統(tǒng)分110VDC、220VDC兩部分，本文著重以110V直流系統(tǒng)的調(diào)試進(jìn)行闡述。110V直流系統(tǒng)由充電機柜2面、控制柜2面、饋線柜6面，蓄電池巡檢儀3套及蓄電池52只構(gòu)成。系統(tǒng)設(shè)計兩套整流充電裝置、雙母線供電，1#充電機給Ⅰ段母線供電，Ⅰ段母線通過斷路器與蓄電池組連接，2#充電機給Ⅱ段母線供電，Ⅱ段母線與負(fù)荷連接，Ⅰ段母線與Ⅱ段母線通過母聯(lián)開關(guān)連接。正常運行時，由充電機經(jīng)控制柜給下游負(fù)荷供電，蓄電池只承擔(dān)瞬態(tài)尖峰負(fù)荷。一臺充電及故障時另一臺自動承擔(dān)系統(tǒng)全部負(fù)荷。充電機電源由分屬A、B列的380V交流配電盤供電。當(dāng)兩套充電機故障或A、B列電源均喪失時，蓄電池能給全部負(fù)荷至少供電1小時�？刂乒裨O(shè)有集中監(jiān)控器及絕緣檢測儀。系統(tǒng)設(shè)有高低壓監(jiān)測、母線絕緣監(jiān)測、蓄電池回路監(jiān)測裝置。110V直流系統(tǒng)主要為核電站常規(guī)島設(shè)備的監(jiān)測、保護(hù)、測量、控制裝置及模擬量控制裝置提供電源。

2基本結(jié)構(gòu)及原理

2.1 蓄電池

蓄電池采用德國HOPPECKE公司生產(chǎn)的型號為6 OPZS 420/2V的富液式鉛酸蓄電池。設(shè)計容量420Ah，110V直流系統(tǒng)包括52個單體電壓為2V的蓄電池。在放電過程中，負(fù)極的鉛（活性物質(zhì)）以及正極的二氧化鉛被轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U。硫酸以硫酸根離子的形式參加反應(yīng)的，并生成水，放電過程中硫酸被稀釋，密度降低。充電過程，與此過程相反�；瘜W(xué)反應(yīng)式［1］如下：

Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 +2H2O

2.2 充電機

充電機采用深圳奧特迅ATC115M50Ⅲ 充電模塊，充電模塊采用（4+1）冗余方式供電，即在用4個模塊滿足充電器的額定電流（即：電池組的充電電流和最大經(jīng)常性負(fù)荷）的基礎(chǔ)上，增加1個模塊熱備份。[2] 原邊檢測控制電路監(jiān)視交流輸入電壓，實現(xiàn)輸入過壓、欠壓、缺相保護(hù)功能及軟啟動的控制；輔助電源為整個模塊的控制電路及監(jiān)控電路提供工作電源；EMI輸入濾波電路實現(xiàn)對輸入電源作凈化處理，濾除高頻干擾及吸收瞬態(tài)沖擊；軟啟動部分用作消除開機浪涌電流；三相交流輸入電源經(jīng)輸入三相整流、濾波變換成直流，全橋變換電路再將直流變成高頻交流，高頻交流經(jīng)主變壓器隔離、全橋整流、濾波轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流輸出；信號調(diào)節(jié)、PWM控制電路實現(xiàn)輸出電壓、電流的控制及調(diào)節(jié)，確保輸出電源的穩(wěn)定及可調(diào)整性；輸出測量、故障保護(hù)及微機管理部分負(fù)責(zé)監(jiān)測輸出電壓、電流及系統(tǒng)的工作狀況，并將電源的輸出電壓、電流顯示到前面板，實現(xiàn)故障判斷及保護(hù)。充電模塊工作原理圖如圖1：

圖1 充電模塊工作原理圖

Fig.1 Charging module schematic diagram

2.3 絕緣檢測設(shè)備

絕緣監(jiān)測設(shè)備采用深圳奧特迅WJY-3000AF微機型絕緣監(jiān)測儀作為主機，附有CT采集模塊及絕緣監(jiān)測電流變送器作為漏電流采集轉(zhuǎn)換，母線絕緣監(jiān)測采用平衡電橋檢測法[3]，原理示意圖如圖2，R1、R2為主機內(nèi)2個阻值相同的對地分壓電阻，其母線對地電壓V1、V2，RX、RY為接地電阻，當(dāng)RX=RY=∞時，系統(tǒng)無接地，此時V1=V2=55V。當(dāng)系統(tǒng)單端接地時，通過，得到接地電阻RX或RY。支路絕緣監(jiān)測采用直流法[4][5],無需注入交流信號，每個回路抽屜配有直流有源CT，當(dāng)出現(xiàn)接地時，電流變送器將直流漏電流變換為0-5V或4-20mA電信號，送至主機計算絕緣電阻，并巡檢出故障支路，方便現(xiàn)場人員查找。

圖2 平衡電橋檢測法示意圖

Fig.2 Balanced bridge detection schematic diagram

這里特別指出，電站直流系統(tǒng)為不接地系統(tǒng)（IT系統(tǒng)），若出現(xiàn)單點接地，不會出現(xiàn)大電流造成開關(guān)跳閘，因此系統(tǒng)允許短時間內(nèi)單點接地運行，需盡快查找并消除故障，否則出現(xiàn)兩點接地故障時，易造成負(fù)荷繼電保護(hù)信號、自動裝置誤動或拒動作，對整個電站的安全構(gòu)成威脅。

3 直流系統(tǒng)調(diào)試

電站直流系統(tǒng)安裝結(jié)束后需要進(jìn)行交接試驗，調(diào)試前需檢查交接試驗報告合格，同時確保蓄電池室通風(fēng)和洗眼器可以投運使用[6]。

3.1 充電機柜和控制柜部分

3.1.1 基本檢查

檢查要點［7］：

1）銘牌參數(shù)；

2）外觀及接線檢查；

3.1.2電氣檢查

檢查要點：

1）接地連接性試驗，使用QJ44雙臂電橋?qū)Ψ菐щ娊饘俨课缓捅P柜接地線間電氣連接的連續(xù)性檢查，電阻值須小于0.1Ω，記錄試驗數(shù)值。

2）絕緣檢查，核對設(shè)計圖紙，將避雷器、浪涌吸收器、熔斷器、充電機進(jìn)線出線、指示燈、回路空開、母聯(lián)開關(guān)全部斷開，使用兆歐表（500V檔位）分別測量直流母線、充電機柜交流輸入電源端子、充電機柜直流輸出端子對地絕緣，要求絕緣電阻R>10MΩ[8]，記錄數(shù)值。

3）斷路器保護(hù)功能檢查

檢查斷路器電磁保護(hù)、熱保護(hù)跳閘設(shè)定值與設(shè)計或廠家給定的值相符；在回路斷路器輔助接點的輸出端子，驗證反映位置和故障狀況的信號正確，做好記錄。

基本檢查前應(yīng)做好安全措施，確認(rèn)系統(tǒng)上游電源開關(guān)及蓄電池充電開關(guān)在斷開掛鎖位置。

3.1.3 集中監(jiān)控器、充電機及絕緣監(jiān)測儀檢查

3.1.3.1參數(shù)檢查

將集中監(jiān)控器、充電模塊及絕緣監(jiān)測儀接入試驗電源，檢查并記錄監(jiān)控器的設(shè)置參數(shù)，與設(shè)計或廠家給定的值相比較，并調(diào)整到一致并做記錄。

3.1.3.2回路及功能檢查

現(xiàn)場模擬各回路所有工況，集中監(jiān)控器、充電模塊及絕緣監(jiān)測儀會出現(xiàn)相應(yīng)控制及報警功能。

1）集中監(jiān)控器功能調(diào)試

（1）系統(tǒng)信號、報警保護(hù)功能檢驗

依據(jù)設(shè)計院圖紙現(xiàn)場短接系統(tǒng)信號監(jiān)測回路端子，模擬交流故障、充電機故障、蓄電池欠壓、母線電壓異常、熔絲故障、饋線故障、絕緣故障、監(jiān)控器故障、絕緣監(jiān)測儀故障、蓄電池放電報警、蓄電池強充電信號、直流系統(tǒng)故障時監(jiān)控器發(fā)聲報警并顯示相應(yīng)畫面，并有干接點輸出至DCS畫面報警，做記錄。

（2）顯示及監(jiān)測功能檢查

核對集中監(jiān)控器對變送器采集的各種模擬量的顯示正常，如直流母線電壓電流、蓄電池充放電電壓電流、充電機輸出電壓電流等，顯示值與外部表計測量值的差值應(yīng)不大于±5％[9]，做記錄。

（3）對充電機和蓄電池的管理功能檢查

依據(jù)使用說明書，通過監(jiān)控器面板設(shè)置，依次模擬手動/自動調(diào)壓功能、手動/自動限流功能、手動浮充/均充/強充功能，考慮現(xiàn)場環(huán)境溫度補償，充電機的充電電壓整定誤差不超過±0.5%[9]，做記錄。調(diào)試強充功能時，必須將直流母線Ⅰ母與Ⅱ母之間的聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開。

自動浮轉(zhuǎn)均定時功能檢查[8]：

正常運行期間，充電器提供直流電源消耗，對蓄電池進(jìn)行浮充。長期連續(xù)浮充運行超過設(shè)定時間（出廠設(shè)定為3個月）或交流電源故障，蓄電池放電超過6min,系統(tǒng)自動啟動均充。

現(xiàn)場調(diào)試時需要模擬這種工況，針對第一種情況修改時間設(shè)定為1h進(jìn)行試驗，充電器自動轉(zhuǎn)入均充，做記錄；針對第二種情況現(xiàn)場斷開兩路交流電源，蓄電池開始放電報警信號觸發(fā)（放電電流>1A）超過6min，來電后充電器自動轉(zhuǎn)入均充模式，做記錄。

自動均轉(zhuǎn)浮充延時功能檢查[8]：

均充充電時，當(dāng)充電電流小于4.2A（0.01C10） 1~3小時（試驗時設(shè)定延時為3min）后，充電器應(yīng)自動轉(zhuǎn)入浮充電狀態(tài)。自動均充充電曲線見圖：

圖3 自動充電曲線圖

Fig.3 Automatic charging graph

（4）強充時母線過電壓保護(hù)功能

充電模塊在監(jiān)控器中控制在充電狀態(tài)，此時模塊的均充燈亮，當(dāng)母聯(lián)開關(guān)閉合時，按下強充按鈕，充電器處于均充狀態(tài)；充電模塊在監(jiān)控器中控制在充電狀態(tài)，此時模塊均充燈亮，只有斷開母聯(lián)開關(guān)，按下強充按鈕，充電器才能處于強充狀態(tài)。

2）充電機性能調(diào)試[8]

（1）穩(wěn)壓精度及紋波系數(shù)試驗

試驗接線圖：

圖4 穩(wěn)壓精度試驗接線示意圖

Fig.4 Stabilized voltage precision test connection schematic diagram

1PV――交流輸入電壓測量表；2PV――直流輸出電壓測量表；1PA――直流輸出電流測量表；K1――三相調(diào)壓器控制開關(guān)； K3――負(fù)載開關(guān)；

試驗方法如下：

充電裝置在浮充電(穩(wěn)壓)狀態(tài)下，調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器使交流輸入電壓在額定值的-10%～＋10%范圍內(nèi)變化，輸出電流在0％～100％額定值范圍內(nèi)變化，輸出電壓在浮充電調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的任一數(shù)值上能夠保持穩(wěn)定[8]。紋波系數(shù)是取直流電壓中脈動量峰值與谷值之差(峰-峰值)的一半，與直流電壓平均值之比。其穩(wěn)壓精度≤±0.5%，紋波系數(shù)≤0.5%�，F(xiàn)場試驗選取0.9 Un、1.0 Un、1.1 Un作為直流輸出電壓整定值，用LR-CDCF直流電源綜合特性測試儀計算得出充電模塊穩(wěn)壓精度和紋波系數(shù)。數(shù)據(jù)記錄見附錄。

（2）穩(wěn)流精度試驗

采用LR-CDCF直流電源綜合特性測試儀進(jìn)行穩(wěn)流精度試驗，試驗接線圖與上圖一致。

試驗方法：

充電裝置選擇在穩(wěn)流充電（均充）工作狀態(tài)。調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器（或使用充電裝置特性測試儀）使交流輸入電壓在額定值的-10%～＋10%范圍內(nèi)變化，負(fù)荷電流在20％～100％范圍內(nèi)的任一數(shù)值保持穩(wěn)定[8]，其穩(wěn)流精度≤±1.0%。現(xiàn)場試驗選取20%In、50%In、100%In作為直流輸出電流整定值，用LR-CDCF直流電源綜合特性測試儀計算出穩(wěn)流精度。數(shù)據(jù)記錄見附錄。

（3）均流性能試驗

將高頻開關(guān)電源所有模塊的輸出電壓均整定在浮充電壓調(diào)節(jié)范圍內(nèi)同一數(shù)值上，所有模塊全部投入，在浮充電（穩(wěn)壓）狀態(tài)下運行。現(xiàn)場試驗將充電機帶上部分負(fù)載，測量各模塊輸出電流，并計算其均流不平衡度，其值應(yīng)不大于±5%。

計算公式：均流不平衡度=100%×（模塊輸出電流極限值―模塊輸出電流平均值）/模塊的額定電流值。[8]記錄數(shù)值并計算不平衡度。

3）絕緣監(jiān)測設(shè)備檢查[8]

接地報警及定位功能試驗：

在直流母線或支路接上可調(diào)電阻箱ZX-25a，調(diào)節(jié)極低阻（小于7kΩ）并接地[3]，絕緣監(jiān)測儀反映直流正、負(fù)母線或支路的對地電壓值，同時發(fā)出絕緣故障報警，集中監(jiān)控器有相應(yīng)的報警。現(xiàn)場試驗接地電阻6.8KΩ為整定值，母線對地電阻測量精度≤2%，支路不超過整定值的10%。數(shù)據(jù)記錄見附錄。

試驗前確保所有抽屜在工作位置，因為CT變送器布置在抽屜內(nèi)部且工作電源取自支路正負(fù)極，這樣絕緣檢測儀才能巡檢到每個回路。

3.2 蓄電池檢查

3.2.1 基本檢查

1)銘牌及外觀檢查[1]；

2）電氣檢查

（1）每個蓄電池電解液在液位參照線之間；

（2）蓄電池連線檢查及絕緣檢查

使用兆歐表測量蓄電池組正/負(fù)極對地的絕緣電阻，測量結(jié)果要＞10MΩ。

3.2.2 蓄電池充電試驗

蓄電池組的性能與使用壽命取決于初次充放電的效果,蓄電池組初次充放電要達(dá)到蓄電池額定容量的95%,初次充放電能否到達(dá)這一要求,充電方法和充電設(shè)備的性能是主要因素。

初充電是指新電池在交付使用前，為完全達(dá)到荷電狀態(tài)所進(jìn)行的第一次充電[8]。初次充放電試驗結(jié)果現(xiàn)場可參考制造廠家出廠試驗報告。

在現(xiàn)場對蓄電池進(jìn)行第一次充電，按制造廠家的使用說明書進(jìn)行充電[10]，設(shè)置充電程序，采用恒流充電方式，充電電流為0.05C10 A, 充電期間，定期檢查電解液的溫度和密度（間隔2小時），電解液溫度超過允許溫度后，應(yīng)及時降低電壓或減小電流，避免電池過熱。充電結(jié)束標(biāo)志為電解液密度、電壓連續(xù)4小時以上保持穩(wěn)定，電解液密度為1.24±0.01g/cm3（20℃時），單節(jié)蓄電池電壓達(dá)到2.18-2.33VDC[10]。做好數(shù)據(jù)記錄。

3.2.3容量試驗C10

額定容量（Ah）用C10表示，在環(huán)境溫度20℃，以電流0.1 C10的倍率放電10小時，每個蓄電池的最終電壓不低于1.8V[9]，容量檢查的對象是滿充且沒有連接充電器和負(fù)荷的蓄電池，真實容量計算為放電電流和時間的乘積[9]。

現(xiàn)場試驗時將蓄電池組與放電儀TORKEL840連接，以0.1C10＝42A作為放電電流，設(shè)置放電試驗程序。放電期間定期檢查電壓，特別是電解液的密度及溫度（間隔2小時），測量蓄電池連接壓降，記錄數(shù)值。相鄰單節(jié)蓄電池之間的連接壓降應(yīng)小于8mV；蓄電池列間長電纜連接的壓降應(yīng)小于30mV。

蓄電池放電終止條件[9]：蓄電池組單節(jié)電壓低于1.80VDC；蓄電池組端電壓低于1.80×52=93.6 VDC；單節(jié)蓄電池電解液密度低于1.10 g/cm3 (20℃)；

試驗完成后記錄放電時間和放電容量,計算公式：Cn=In*Tn [9]，若放電開始時電解液的溫度不是基準(zhǔn)溫度20℃，則用下式對容量進(jìn)行修正：C10=Cn/[1+Z(t-20)]；[8]

對蓄電池放電的要求是，在放電10小時后，放電容量應(yīng)大于95% C10，經(jīng)容量修正，計算Cn=462.03AH，試驗結(jié)果合格。

4結(jié)語

總之，直流系統(tǒng)是電站的重要控制、信號、動力電源，對其安全運行中起著重要作用，投運前的調(diào)試試驗顯得尤為關(guān)鍵。清楚設(shè)備工作性能原理，嚴(yán)格執(zhí)行直流系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)及調(diào)試試驗的方法對現(xiàn)場調(diào)試起到很大作用。本文是依據(jù)核電站直流系統(tǒng)的調(diào)試經(jīng)驗對直流系統(tǒng)調(diào)試工作進(jìn)行闡述，對電站直流系統(tǒng)調(diào)試工作有一定的指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝天宇等，《火力發(fā)電廠電氣設(shè)備啟動調(diào)試運行與故障診斷檢修技術(shù)手冊》，銀聲音像出版社，2004；

[2] 黃念慈，黃山，電站直流電源系統(tǒng)的新技術(shù)，電工技術(shù)，2000，1：7-8；

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[7]《福建省電力有限公司直流充電裝置檢驗規(guī)程》 2023-10；

[8]《電力系統(tǒng)用蓄電池直流電源裝置運行與維護(hù)技術(shù)規(guī)程》DL/T 724-2000；

[9]《電力工程直流電源設(shè)備通用技術(shù)條件及安全要求》 GB/T 19826-2005 ；

[10] OPZS系列固定用防酸式鉛酸蓄電池使用說明；

作者簡介

蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)范文第5篇

關(guān)鍵詞： 熱電廠直流系統(tǒng)充放電蓄電池改造方案

中圖分類號： F407 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、前言

熱電廠中，直流系統(tǒng)在正常情況下為控制信號、繼電保護(hù)、自動裝置、斷路器跳合閘操作回路等提供可靠的直流電源；發(fā)生交流電源斷電事故狀況下為事故照明、不停電電源（UPS）和直流等提供電源。直流系統(tǒng)的可靠運行對熱電廠的安全運行起著至關(guān)重要的作用。

二、直流系統(tǒng)存在的問題

改造前熱電廠其中一組蓄電池OPZS型出現(xiàn)故障不能使用，兩臺充電柜故障，只有一組蓄電池、一臺充放電柜工作，單母線并列運行；直流配電屏老舊，且采用刀閘、瓷插保險控制；UPS電源直流輸入采用200AH蓄電池，由充電機切換充電，操作繁瑣。整個熱電廠直流系統(tǒng)運行安全性低，穩(wěn)定性較差，運行方式少，設(shè)備陳舊，自動化水平低，無法滿足遠(yuǎn)方監(jiān)測和控制的要求，急需進(jìn)行優(yōu)化升級改造。

三、直流系統(tǒng)改造方案

（一）方案概述

增加兩臺充電機、一組蓄電池，更換直流配電屏，用四塊饋線屏替代原來配電屏，增加一塊母聯(lián)屏，充電設(shè)備采用高頻開關(guān)電源。運行方式采用單母線分段運行，一臺充電機帶一組蓄電池一段母線，原充電機備用和做放電試驗用。將UPS蓄電池拆除，直接接入直流母線，容量增大，節(jié)省蓄電池投資費用。增加在線直流接地選線裝置，便于直流接地的查找。改造后，系統(tǒng)優(yōu)化，操作簡潔，運行安全穩(wěn)定。

（二）主要設(shè)備選型

主要設(shè)備均采用國內(nèi)較為先進(jìn)的裝置，且滿足熱電廠的現(xiàn)實情況。

1.蓄電池放電裝置采用SD-BDL220型。該裝置對電池恒流放電，能實時測試、存儲和顯示蓄電池電壓、放電電流、放出容量等放電信息。通過RS232通信接口，可連接后臺計算機，運行配套后臺管理軟件，實時、直觀、全面顯示放電數(shù)據(jù)和曲線，簡便、快捷地判斷電池性能的好壞，集合了蓄電池放電、檢測、控制和管理等功能。

2.饋電屏、充電屏、聯(lián)絡(luò)屏采用DF0210A大容量直流電源系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用高頻開關(guān)技術(shù)的整流模塊及觸摸屏式監(jiān)控單元，系統(tǒng)具有高效率、大容量、易操作、易維護(hù)等優(yōu)點。具有寬交流輸入電壓范圍可達(dá)323V—437Vac，模塊冗余并聯(lián)即N+1并機冗余，提高了系統(tǒng)的運行可靠性。

3.接地檢測裝置采用了SD-JD01微機直流系統(tǒng)接地檢測儀。該裝置采用平衡橋和不平衡橋結(jié)合的原理完成直流母線的監(jiān)測，不對母線產(chǎn)生交流活直流干擾信號，不會造成人為絕緣電阻下降；利用電流差原理，對因支路接地產(chǎn)生的對地漏電流進(jìn)行在線無接觸測量，可實現(xiàn)接地故障支路的選線定位。主要運行參數(shù)：監(jiān)測路數(shù)為1—96路之間任選；運行方式為計算機自動巡檢，連續(xù)運行；巡測間隔為1秒/通道；配置規(guī)格為基本32路，最大96路；工作電源為DC220V活DC110V；電源功耗小于60W。

（三）主要改造工作

1.將原800AH蓄電池更換為新800AHOPZS型蓄電池；

2.增加兩臺新充電柜，分別安裝在原1#、2#充電柜處；

3.拆除200AH蓄電池組和3#充電柜，將UPS系統(tǒng)直流輸入接入直流I段母線；

4.改造后的主母線運行方式為雙母線分段運行，1#充電機浮充一組800AH蓄電池組帶直流I段母線，2#充電機浮充另一組800AH蓄電池組帶直流II段母線，兩段母線之間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)。

5.拆除原有舊配電屏，更換6塊新直流屏，4塊直流配電屏，一塊聯(lián)絡(luò)屏，一塊事故照明屏。

6.安裝直流接地選線和直流接地檢測裝置各一套。

改造后系統(tǒng)簡圖見圖一：

圖 一

四、改造后直流系統(tǒng)的使用情況

直流系統(tǒng)改造后，運行狀況良好，直流接地均能準(zhǔn)確判斷。這套系統(tǒng)功能較全，整流模塊化，可擴展增容，整體代表了國內(nèi)較為先進(jìn)的水平，值得在發(fā)電廠和變電站進(jìn)行推廣。其主要技術(shù)創(chuàng)新點有以下幾方面：

（一）實現(xiàn)了直流系統(tǒng)母線電壓的遠(yuǎn)傳監(jiān)控

通過雙絞線實現(xiàn)了遠(yuǎn)傳功能，將DF0241-FC-DL主控制器采集的數(shù)據(jù)上傳到電氣監(jiān)控系統(tǒng)DF1800中，包括母線電壓、充電電流、絕緣電阻等數(shù)據(jù)，便于實時監(jiān)控直流系統(tǒng)，大大提高了自動化程度和安全穩(wěn)定性。

（二）直流饋出線接地選線

每一段母線上配置一臺SD-JD01A微機直流系統(tǒng)接地檢測儀一臺，在線監(jiān)測每一回路的接地電阻，處理直流接地故障快速方便，使直流系統(tǒng)安全運行。