涂建國
HDBM5300蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)是為滿足變電站直流電源、通信電源等系統(tǒng)而設(shè)計的一款在線式蓄電池監(jiān)控及自動維護系統(tǒng)。可完成對電池組電壓、電池電流、單體電池電壓、單體電池內(nèi)阻、電池環(huán)境溫度、電池電壓均衡度、剩余容量和放電可持續(xù)時間等監(jiān)測和告警功能。能對蓄電池組進行自動均衡電壓維護。用于對2V、6V、12V蓄電池進行在線監(jiān)測。
一、產(chǎn)品應(yīng)用:
在電力二次設(shè)備及動力設(shè)備等系統(tǒng)中,蓄電池組是重要的儲能設(shè)備,它可保證保護設(shè)備及通信設(shè)備的不間斷供電。但如果不能妥善地管理使用蓄電池組,例如過充電、過放電及電池老化等現(xiàn)象都會導(dǎo)致電池損壞或電池容量急劇下降(即使只有一節(jié)電池性能惡化,也會嚴(yán)重影響整組電池的性能),從而影響設(shè)備的正常供電。因此,及時可靠的對電池組進行巡回檢測對于維護繼電保護設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)具有十分重要的意義。
許多缺乏電池測試和維護計劃的直流電源系統(tǒng)用戶都已得到了這樣一個慘痛的教訓(xùn),即:在市電斷電時,系統(tǒng)沒能維持幾分鐘就陷入癱瘓。引起這一嚴(yán)重后果的因素源于蓄電池。很多電源系統(tǒng)用戶已經(jīng)意識到通過對電池實時監(jiān)測可以及時發(fā)現(xiàn)蓄電池潛在的危險。因此制定一個完整、有效、定期的蓄電池維護測試規(guī)程是非常重要的。從長遠來看,不僅能確保系統(tǒng)安全運行也可使您節(jié)約大量維護成本及不必要的損失。
1大多數(shù)電池使用壽命比預(yù)計的要短很多;
2 電池安裝以后可能沒有專人管理;
3手工檢測很困難,數(shù)據(jù)分析需要專業(yè)知識;
4 很多場合不具備定期放電檢查的條件;
5 電池放電測試的風(fēng)險很高;
6無人值守站的日常檢查費用很高;
7 大部分電池監(jiān)測系統(tǒng)只采集了電池的電壓,反映不出問題;
8 具有“電池管理功能”的直流屏并沒有檢測到單體電池的內(nèi)阻和容量。
蓄電池在線監(jiān)測管理系統(tǒng)就是要在電池運行過程中把握電池的真實運行狀態(tài),確保蓄電池能夠提供足夠的后備動力。主要意義包括:改善蓄電池的使用條件,延長蓄電池的使用壽命;掌握蓄電池的當(dāng)前狀況,尤其是蓄電池的容量衰減;及時處理蓄電池問題,避免停電后設(shè)備癱瘓;避免盲目更換蓄電池,減少電池更換費用;降低蓄電池現(xiàn)場維護費用;便于集中監(jiān)測和網(wǎng)絡(luò)化管理。
二、產(chǎn)品功能:
1 在線巡檢功能:實時監(jiān)測的蓄電池組的組端電壓、充放電電流、單體電壓、電壓均衡度;
2 在線內(nèi)阻檢測功能:在線測試每節(jié)蓄電池內(nèi)阻,系統(tǒng)采用直流內(nèi)阻在線測試技術(shù),特征點高速捕捉,多重保護及自檢功能。因此*有效解決了在線、安全、準(zhǔn)確測得蓄電池內(nèi)阻存在技術(shù)難題。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,測試不受充電機紋波及外界環(huán)境干擾,數(shù)據(jù)測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定。
3 在線自動均衡維護功能:在線自動均衡維護功能:在蓄電池處于浮充狀態(tài)時自動巡檢各單體電池電壓,并針對低于設(shè)定浮充電壓的電池(長期欠充)進行階段性補充充電,并對過充電池進行單體放電以解除過充狀態(tài);確保電池組浮充時保持電壓均衡,使每節(jié)電池都始終處于佳活性狀態(tài)。 能有效防止電池因長期過充而失水或長期欠充而硫化,同時能夯實電池,提高電池能量吸收比,從而提高電池組的備用時間和使用壽命。打破“水桶原理”即使有落后電池存在也不會再影響其他電池性能。同時為日常維護中容量、內(nèi)阻試驗提供一個“起點”*的試驗平臺
4 異常告警功能:蓄電池單體電壓、單體內(nèi)阻等參數(shù)超過閾值告警。
5 數(shù)據(jù)分析和報表功能:配備強大的上位機監(jiān)控分析軟件,通過對監(jiān)測和檢測數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)分析,繪制總電壓、單體電壓、充放電電流曲線圖,容量柱狀圖,可對蓄電池組健康性能和放電能力進行分析,準(zhǔn)確甄別落后電池??墒謩踊蜃詣由筛黝惙峡蛻粢髷?shù)據(jù)報表。采用上位機實時監(jiān)測的還可每月自動生成WORD板本的“監(jiān)測和維護月報表”并自動存入用戶的文件夾中。
6 數(shù)據(jù)傳輸和組網(wǎng)功能:設(shè)備具有LAN(以太網(wǎng))、RS485數(shù)據(jù)傳輸接口實現(xiàn)遠程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。
三、產(chǎn)品特點
1 模塊化架構(gòu)設(shè)計,每個本地主機可監(jiān)控2組,每組12V※18節(jié)電池數(shù)據(jù),每組電池中每個模塊負責(zé)4節(jié)電池的數(shù)據(jù)采集,系統(tǒng)可對任何電壓等級的閥控式鉛酸電池或磷酸鐵鋰電池組進行在線監(jiān)測和維護,模塊化解決方案配置更加靈活,安裝更加方便快捷。
2 采集維護模塊配有撥碼器無需固定編號,可自由調(diào)換,安裝維護方便快捷。
3 顯示與指示:采用4.3寸彩色觸摸液晶屏,屏幕液晶直觀顯示蓄電池運行狀態(tài)、自動維護狀態(tài)、設(shè)備存儲狀態(tài)及各項運行參數(shù)和告警記錄。面板具有電源、設(shè)備故障、越限報警指示燈。
4 參數(shù)設(shè)置:設(shè)備具有就地和遠方對系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)的重新設(shè)置、更改、刪除功能??删偷剡M行參數(shù)設(shè)置或遠程調(diào)閱和配置裝置參數(shù)。
5 方式:現(xiàn)場聲光告警(可消音)、上位機及監(jiān)控端告警。
6 系統(tǒng)可擴展強,如后續(xù)添加蓄電池組監(jiān)測均可方便加入統(tǒng)一管理。
7 供電方式:交流、直流、交直流供電可選。
8 安全隔離:裝置和電池間所有連線都必需采用保險線;
9 可根據(jù)客戶現(xiàn)場情況,靈活選擇有線方式或無線方式進行組網(wǎng)和傳輸數(shù)據(jù)。
四、產(chǎn)品組成:
1、蓄電池整組參數(shù)采集模塊HDBM5300
HDBM5300蓄電池整組參數(shù)采集模塊可完成對電池組電壓、組電池充放電電流進行在線監(jiān)測。每個模塊可監(jiān)測1組電池。
參數(shù)指標(biāo)
項目 | 內(nèi)容 | 參數(shù) |
組端電壓測量 | 電池組電壓測量范圍 | 0~300V |
電流測量 | 電流測量范圍 | 0~200A(可選傳感器) |
電流測量精度 | ±1% | |
數(shù)據(jù)采集 | 采集方式 | 在線式 |
采集間隔時間 | 1分鐘(默認),可編程 | |
通信方式 | 內(nèi)部 | RS485 |
控制方式 | 現(xiàn)場主機自動控制,也可遠端控制中心控制 | |
工作電源 | DC24V | |
輸入絕緣電阻 | ≥10MΩ,600V | |
尺 寸 | 120mm×85mm×36mm | |
工作環(huán)境 | 環(huán)境溫度 | 0~40℃ |
相對濕度 | <85% |
2、均衡內(nèi)阻測試模塊 HDBM5300
HDBM5300蓄電池均衡內(nèi)阻測試模塊是可完成單體電池電壓、單體電池內(nèi)阻、對蓄電池組進行自動均衡電壓維護。
模塊功能:
1在線監(jiān)測功能:實時監(jiān)測的蓄電池組的:單體電壓、單體電池內(nèi)阻、電壓均衡度;
2 在線內(nèi)阻檢測功能:在線檢測每節(jié)蓄電池內(nèi)阻,蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)采用直流內(nèi)阻在線測試技術(shù),特征點高速捕捉,多重保護及自檢功能。因此*有效地解決了“在線、安全、準(zhǔn)確”測得蓄電池內(nèi)阻的技術(shù)難題。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,測試不受充電機紋波及外界環(huán)境干擾,數(shù)據(jù)測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定。
3 在線自動均衡維護功能:在蓄電池處于浮充狀態(tài)時自動巡檢各單體電池電壓,并針對低于設(shè)定浮充電壓的電池(長期欠充)進行階段性補充充電,并對過充電池進行單體放電以解除過充狀態(tài);確保電池組浮充時保持電壓均衡,使每節(jié)電池都始終處于佳活性狀態(tài)。 能有效防止電池因長期過充而失水或長期欠充而硫化,同時能夯實電池,提高電池能量吸收比,從而提高電池組的備用時間和使用壽命。打破“木桶原理”即使有落后電池存在也不會再影響其他電池性能。同時為日常維護中容量、內(nèi)阻試驗提供一個“起點”*的試驗平臺。
4每個模塊可監(jiān)測4節(jié)12V電池。
絕緣電阻與溫度間換算系數(shù)注:⒈ K——測量時實測溫度與200C溫度的差值的值;
⒉ 如果測量絕緣電阻的溫度差不是表中所列的數(shù)值時,其換算系數(shù)可用線性插入法確定。 從測量溫度校正到溫度為200C的絕緣電阻值用下式計算:
當(dāng)測量溫度高于200C時:R20=ART當(dāng)測量溫度低于200C時:R20=RT/A式中
R20——校正到200C的絕緣電阻值(MΩ);RT——在測量溫度下實測絕緣電阻值(MΩ);A——換算系數(shù)。
⒊⒋ 空載損耗和空載電流測量
將額定頻率下的額定電壓(主分接)施加于選定的繞組,其余繞組開路,但開口三角形聯(lián)結(jié)的繞組(如果有)應(yīng)閉合。
測量時,變壓器的溫度應(yīng)接近于試驗時的環(huán)境空氣溫度。
選擇接到試驗電源的繞組和聯(lián)結(jié)方式時,應(yīng)盡可能使三個心柱上出現(xiàn)對稱的正弦波電壓。 試驗電壓應(yīng)以平均值電壓表讀數(shù)為準(zhǔn)。
空載電流與空載損耗在同一繞組同時測量,對于三相變壓器,應(yīng)取各相空載電流的平均值。實際測量電壓U1與額定電壓U0的誤差應(yīng)不大于0.5%,且測量值P1應(yīng)按下式折算成實際空載損耗P0。
P0=(U0/ U1)2.7×P1空載損耗、空載電流的數(shù)值和允許偏差見附件1~附件6。
⒊⒌ 短路阻抗和負載損耗的測量
一對繞組的短路阻抗和負載損耗測量,應(yīng)在額定頻率下,將近似正弦波的電壓施加在一個繞組上,另一個繞組短路,其他繞組(如果有)開路。應(yīng)施加相應(yīng)的額定電流(或分接電流)。在受到實驗設(shè)備限制時,可以施加不小于相應(yīng)額定電流(或分接電流)的50%,測得的負載損耗值應(yīng)乘以額定電流(或分接電流)對試驗電流之比的平方。試驗應(yīng)盡量快速進行,以減少繞組溫升所引起的誤差。
負載試驗前,應(yīng)準(zhǔn)確地測量被試變壓器的繞組溫度,且應(yīng)盡量在變壓器溫度與周圍空氣溫度相同時測量。
變壓器的負載損耗主要是由兩部分組成的,一部分是電流流過繞組所產(chǎn)生的電阻損耗,另一部分是由試驗電流所形成的漏磁通在繞組中及其他部件上產(chǎn)生的渦流損耗,包括不*換位損耗及漏磁通穿過壓板、夾件和油箱等結(jié)構(gòu)所造成的損耗等等,這部分損耗總稱附加損耗;還有一部分損耗就是勵磁損耗,這部分損耗所占比重很小,因此可以忽略。負載損耗中的電阻損耗與溫度系數(shù)Kt成正比,而附加損耗則與Kt成反比。當(dāng)附加損耗大于電阻損耗的10%時(通常對容量≤630kVA的配電變壓器),負載損耗按下式計算:PK75℃= Kt PKt
式中:PK75℃_——參考溫度下的負載損耗;PKt——試驗溫度下的負載損耗;
Kt——電阻溫度系數(shù)。對于銅:Kt=(235+75)/(235+t)
對于鋁:Kt=(225+75)/(225+t)PKt=P’ Kt(I N/I)2式中:P’ Kt——試驗電流下的負載損耗;IN——額定電流;I——試驗電流。
當(dāng)附加損耗大于電阻損耗的10%時(通成都蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)工廠直銷成都蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)工廠直銷常對容量≥800kVA的變壓器)負載損耗按下式計算: PKt=∑Irt +PF 2
PK75℃=Kt∑I2rt+PF/ Kt=【PKt+∑I2rt(K t 2-1) 】/ Kt