蓄電池組在線監(jiān)測系統(tǒng)
YMZX-200

一． 概述

蓄電池作為通信電力系統(tǒng)的后備電源，為其各種重要系統(tǒng)中二次系統(tǒng)負載提供安全、穩(wěn)定、可靠的保障，確保繼電保護、通信設備的正常運行。因此，蓄電池的穩(wěn)定性和在放電過程中能提供給負載的實際容量對確保通信等重要設備的安全運行具有十分重要的意義。通信系統(tǒng)及電力系統(tǒng)隨著中國城市化的發(fā)展，覆蓋區(qū)域日益完善，穩(wěn)定運行的重要性舉足輕重，如何維護好這一重要系統(tǒng)，蓄電池這一道防線，已經(jīng)成為了行業(yè)內(nèi)最關心的問題之一。

重慶一銘電氣自動化設備有限公司研制出了YMZX-200蓄電池組在線監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)同時監(jiān)測兩組蓄電池的組電壓、充放電狀態(tài)及電流、單體電流電壓、單體電池內(nèi)阻等蓄電池的重要參數(shù)，并能對單體蓄電池的電壓進行均衡操作，使蓄電池電壓始終保持在合理的浮充范圍內(nèi)，延長蓄電池的使用壽命。

該系統(tǒng)投入運行提高后備電源系統(tǒng)的保障度，限度地延長蓄電池的使用壽命，節(jié)約運營成本，為蓄電池系統(tǒng)管理提供可靠有效的管理方法，同時將斷電所引起的供電中斷的危險降到。

二． 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

該蓄電池組在線監(jiān)測系統(tǒng)由單體蓄電池采集模塊及監(jiān)測主機組成。每個蓄電池單體采集模塊可以實現(xiàn)對12只蓄電池單體電壓、 內(nèi)阻測試及均衡操作。

監(jiān)測主機通過RS485與采集模塊通訊，讀取每節(jié)電池的電壓及內(nèi)阻值，通過TFT顯示屏呈現(xiàn)給用戶。監(jiān)測主機提供了告警無源輸出觸點及RS232、RS485接口與上位機通訊。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如下：

一． 系統(tǒng)功能及特點

3.1 系統(tǒng)功能

蓄電池智能監(jiān)測系統(tǒng)具有如下功能

? 多種工作模式

蓄電池智能監(jiān)測系統(tǒng)具有均衡工作模式、內(nèi)阻測試模式、電壓溫度巡檢模式三種工作模式狀態(tài)，并可自動切換；

? 多組電池測量及均衡控制

每個本地系統(tǒng)可同時對兩組蓄電池進行監(jiān)測與控制；

? 蓄電池均衡功能

開啟均衡功能后，系統(tǒng)自動判斷蓄電池組的充放電狀態(tài)，當蓄電池處于浮充狀態(tài)時自動進入均衡模式，均衡完成后自動退出均衡模式進入電壓內(nèi)阻巡檢模式。

? 內(nèi)阻測試功能

內(nèi)阻測試包括蓄電池內(nèi)阻測試及連接條內(nèi)阻測試，系統(tǒng)進入內(nèi)阻測試模式后即逐一完成所監(jiān)測電池的內(nèi)阻與連接條內(nèi)阻的測試；

? 蓄電池狀態(tài)監(jiān)測功能

系統(tǒng)實時監(jiān)測蓄電池組的端電壓及充放電電流，并實時判斷蓄電池的充放電狀態(tài)：均充、浮充及放電狀態(tài)，蓄電池在浮充狀態(tài)下可轉(zhuǎn)入均衡模式；

? 單體溫度測試功能

開啟單體溫度測試功能后在電壓溫度巡檢模式下可以檢測每節(jié)蓄電池的單體溫度；

? 數(shù)據(jù)分析功能

本地系統(tǒng)具有多種數(shù)據(jù)排序功能，包括內(nèi)阻高低排序、連接條內(nèi)阻高低排序、電壓高低排序、溫度高低排序；

? 參數(shù)設置功能

可實現(xiàn)各種監(jiān)測數(shù)據(jù)高低越限參數(shù)設置，包括內(nèi)阻高低越限、連接條內(nèi)阻高低越限、電壓高低越限、溫度高低越限等，可能過參數(shù)設置界面開啟或關閉均衡模式與單體溫度測試功能。在參數(shù)設置界面可手動進入內(nèi)阻測試功能；

? 多種數(shù)據(jù)上傳功能

系統(tǒng)提供以太網(wǎng)接口及RS232、RS485、CAN接口的數(shù)據(jù)上傳功能；

? 多種告警呈現(xiàn)方式

系統(tǒng)具有聲光報警功能，當測量數(shù)據(jù)超過參數(shù)越限設置值后，將以不同的顏色顯示出來，告警指示頭亮，并提供無源輸出告警觸點。

3.2 系統(tǒng)特點

3.2.1高性能硬件

? 整個系統(tǒng)采用工業(yè)級芯片和元器件進行設計和生產(chǎn)。

主機為高速32位工控CPU，子機為單16位工控CPU。系統(tǒng)總處理能力隨監(jiān)測蓄電池數(shù)量動態(tài)調(diào)整，最多可支持數(shù)十個CPU同步運行。

? 蓄電池單體電壓采用采用獨立的高精度24位AD轉(zhuǎn)換器，分辨率在1/50000以上。

3.2.2 *的構(gòu)架

? 系統(tǒng)采用了的DADC構(gòu)架，將現(xiàn)場工程實施的靈活性，系統(tǒng)擴展的靈活性和強大的處理能力相結(jié)合。

? DADC構(gòu)架可根據(jù)用戶需要靈活配置子機數(shù)量，節(jié)省了一次成本，并能靈活的進行系統(tǒng)升級。

? DADC構(gòu)架可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境靈活安排子機安裝位置，便于采集器的安裝和布線，減小強電干擾。

? DADC構(gòu)架將高速，高精度的AD采樣和大負荷的運算量平衡的分配到主機和子機之間，是運行高效而復雜的SynSystem智能算法的基礎平臺。

3.2.3智慧型軟件

? 數(shù)字信號增強DSE技術，基于FIR數(shù)字信號處理方法對海量AD采樣數(shù)據(jù)進行濾波，篩選和增強，保證了蓄電池電壓與內(nèi)阻測試精度。

3.2.4 人性化界面

? 人性化的界面設計，裝置采用4.3寸真彩液晶屏與高分辨率觸摸屏做為人機交互界面的核心，使用舒適，操作方便快捷；

? 多頁面設計方式，各頁面切換通觸摸屏一鍵即可完成，各頁面復雜功能也可以通過觸摸屏一鍵完成。

3.2.5 高安全性

? 所有蓄電池接入裝置前都經(jīng)過保險絲，確保不會損壞蓄電池；

? 每個蓄電池都有各自獨立的采樣通道，隔離電壓等級達到3000V；

? 在線內(nèi)阻測量，系統(tǒng)采用分段式小電流放電法測試電池內(nèi)阻，不對系統(tǒng)注入任何信號，無需電池脫離系統(tǒng)；

? 均衡內(nèi)部采用固態(tài)開關而非觸點繼電器，無拉弧、無明火、壽命長；

3.2.6高可靠性

? 軟件陷阱和監(jiān)控芯片雙重抗干擾設計，能保證在強電干擾環(huán)境下長時間穩(wěn)定運行。

? 采集模塊支持熱插拔和自動識別，主機定時校準采集模塊時鐘。

? 主機和子機之間SynBus總線定時自檢，并實時顯示通信狀態(tài)。

3.3 主要技術指標

? 監(jiān)測系統(tǒng)主要技術指標如下:

? 電壓采集精度            0.1%  分辨率   1mV

?  電池內(nèi)阻及連接條內(nèi)阻精度            2%  分辨率 1uΩ

? 電壓均衡度              ≤0.03V

? 監(jiān)測電池電壓            2V/4V/6V/12V

? 監(jiān)測電池組數(shù)量          2組電池組

?  系統(tǒng)電壓級別            220V/110V/48V

? 以太網(wǎng)速率              10M/100M自適應

? 傳輸方式                 LAN(信息網(wǎng)、調(diào)度網(wǎng)、數(shù)據(jù)專網(wǎng)等)、RS232、RS485、CAN

? 支持協(xié)議                 UDP、TCP、MODBUS、CDT、IEC61850

?  串口通訊速率1200/2400/4800/9600/19200/38400/57600/11520

? 電源輸入電壓              DC100-280V/AC85-265V