HDBM5300蓄電池在線監(jiān)測(cè)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(jì)的一款在線式蓄電池監(jiān)控及自動(dòng)維護(hù)系統(tǒng)。可完成對(duì)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(shí)間等監(jiān)測(cè)和告警功能。能對(duì)蓄電池組進(jìn)行自動(dòng)均衡電壓維護(hù)。用于對(duì)2V、6V、12V蓄電池進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。 

一、產(chǎn)品應(yīng)用：

在電力二次設(shè)備及動(dòng)力設(shè)備等系統(tǒng)中，蓄電池組是重要的儲(chǔ)能設(shè)備，它可保證保護(hù)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(guò)充電、過(guò)放電及電池老化等現(xiàn)象都會(huì)導(dǎo)致電池?fù)p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(huì)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(shí)可靠的對(duì)電池組進(jìn)行巡回檢測(cè)對(duì)于維護(hù)繼電保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有十分重要的意義。

許多缺乏電池測(cè)試和維護(hù)計(jì)劃的直流電源系統(tǒng)用戶都已得到了這樣一個(gè)慘痛的教訓(xùn)，即:在市電斷電時(shí),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(shí)到通過(guò)對(duì)電池實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池潛在的危險(xiǎn)。因此制定一個(gè)完整、有效、定期的蓄電池維護(hù)測(cè)試規(guī)程是非常重要的。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，不僅能確保系統(tǒng)安全運(yùn)行也可使您節(jié)約大量維護(hù)成本及不必要的損失。 

1大多數(shù)電池使用壽命比預(yù)計(jì)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(cè)很困難，數(shù)據(jù)分析需要專業(yè)知識(shí)；

4 很多場(chǎng)合不具備定期放電檢查的條件；

5 電池放電測(cè)試的風(fēng)險(xiǎn)很高；

6無(wú)人值守站的日常檢查費(fèi)用很高；

7 大部分電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只采集了電池的電壓，反映不出問(wèn)題；

8 具有“電池管理功能”的直流屏并沒有檢測(cè)到單體電池的內(nèi)阻和容量。

蓄電池在線監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)就是要在電池運(yùn)行過(guò)程中把握電池的真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)，確保蓄電池能夠提供足夠的后備動(dòng)力。主要意義包括：改善蓄電池的使用條件，延長(zhǎng)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(shí)處理蓄電池問(wèn)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(fèi)用；降低蓄電池現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)費(fèi)用；便于集中監(jiān)測(cè)和網(wǎng)絡(luò)化管理。

二、產(chǎn)品功能：

1 在線巡檢功能：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(cè)功能：在線測(cè)試每節(jié)蓄電池內(nèi)阻，系統(tǒng)采用直流內(nèi)阻在線測(cè)試技術(shù)，特征點(diǎn)高速捕捉，多重保護(hù)及自檢功能。因此*有效解決了在線、安全、準(zhǔn)確測(cè)得蓄電池內(nèi)阻存在技術(shù)難題。測(cè)試過(guò)程無(wú)須將充電機(jī)與蓄電池組斷開，不影響直流系統(tǒng)正常運(yùn)行，測(cè)試不受充電機(jī)紋波及外界環(huán)境干擾，數(shù)據(jù)測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定。

3 在線自動(dòng)均衡維護(hù)功能：在線自動(dòng)均衡維護(hù)功能：在蓄電池處于浮充狀態(tài)時(shí)自動(dòng)巡檢各單體電池電壓，并針對(duì)低于設(shè)定浮充電壓的電池（長(zhǎng)期欠充）進(jìn)行階段性補(bǔ)充充電，并對(duì)過(guò)充電池進(jìn)行單體放電以解除過(guò)充狀態(tài)；確保電池組浮充時(shí)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(zhǎng)期過(guò)充而失水或長(zhǎng)期欠充而硫化，同時(shí)能夯實(shí)電池，提高電池能量吸收比，從而提高電池組的備用時(shí)間和使用壽命。打破“水桶原理”即使有落后電池存在也不會(huì)再影響其他電池性能。同時(shí)為日常維護(hù)中容量、內(nèi)阻試驗(yàn)提供一個(gè)“起點(diǎn)”*的試驗(yàn)平臺(tái)

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(guò)閾值告警。

5  數(shù)據(jù)分析和報(bào)表功能：配備強(qiáng)大的上位機(jī)監(jiān)控分析軟件，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)和檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)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(duì)蓄電池組健康性能和放電能力進(jìn)行分析，準(zhǔn)確甄別落后電池?？墒謩?dòng)或自動(dòng)生成各類符合客戶要求數(shù)據(jù)報(bào)表。采用上位機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的還可每月自動(dòng)生成WORD板本的“監(jiān)測(cè)和維護(hù)月報(bào)表”并自動(dòng)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。         

三、產(chǎn)品特點(diǎn)

1  模塊化架構(gòu)設(shè)計(jì)，每個(gè)本地主機(jī)可監(jiān)控2組，每組12V※18節(jié)電池?cái)?shù)據(jù)，每組電池中每個(gè)模塊負(fù)責(zé)4節(jié)電池的數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)可對(duì)任何電壓等級(jí)的閥控式鉛酸電池或磷酸鐵鋰電池組進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和維護(hù)，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(hù)模塊配有撥碼器無(wú)需固定編號(hào)，可自由調(diào)換，安裝維護(hù)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(yùn)行狀態(tài)、自動(dòng)維護(hù)狀態(tài)、設(shè)備存儲(chǔ)狀態(tài)及各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)和告警記錄。面板具有電源、設(shè)備故障、越限報(bào)警指示燈。

4  參數(shù)設(shè)置：設(shè)備具有就地和遠(yuǎn)方對(duì)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(jìn)行參數(shù)設(shè)置或遠(yuǎn)程調(diào)閱和配置裝置參數(shù)。

5 方式：現(xiàn)場(chǎng)聲光告警（可消音）、上位機(jī)及監(jiān)控端告警。

6  系統(tǒng)可擴(kuò)展強(qiáng)，如后續(xù)添加蓄電池組監(jiān)測(cè)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(xiǎn)線；

9 可根據(jù)客戶現(xiàn)場(chǎng)情況，靈活選擇有線方式或無(wú)線方式進(jìn)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(duì)電池組電壓、組電池充放電電流進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。每個(gè)模塊可監(jiān)測(cè)1組電池。

參數(shù)指標(biāo)

2、均衡內(nèi)阻測(cè)試模塊 HDBM5300

HDBM5300蓄電池均衡內(nèi)阻測(cè)試模塊是可完成單體電池電壓、單體電池內(nèi)阻、對(duì)蓄電池組進(jìn)行自動(dòng)均衡電壓維護(hù)。

模塊功能：

1在線監(jiān)測(cè)功能：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的蓄電池組的：?jiǎn)误w電壓、單體電池內(nèi)阻、電壓均衡度；

2 在線內(nèi)阻檢測(cè)功能：在線檢測(cè)每節(jié)蓄電池內(nèi)阻，蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用直流內(nèi)阻在線測(cè)試技術(shù)，特征點(diǎn)高速捕捉，多重保護(hù)及自檢功能。因此*有效地解決了“在線、安全、準(zhǔn)確”測(cè)得蓄電池內(nèi)阻的技術(shù)難題。測(cè)試過(guò)程無(wú)須將充電機(jī)與蓄電池組斷開，不影響直流系統(tǒng)正常運(yùn)行，測(cè)試不受充電機(jī)紋波及外界環(huán)境干擾，數(shù)據(jù)測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定。

3 在線自動(dòng)均衡維護(hù)功能：在蓄電池處于浮充狀態(tài)時(shí)自動(dòng)巡檢各單體電池電壓，并針對(duì)低于設(shè)定浮充電壓的電池（長(zhǎng)期欠充）進(jìn)行階段性補(bǔ)充充電，并對(duì)過(guò)充電池進(jìn)行單體放電以解除過(guò)充狀態(tài)；確保電池組浮充時(shí)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(zhǎng)期過(guò)充而失水或長(zhǎng)期欠充而硫化，同時(shí)能夯實(shí)電池，提高電池能量吸收比，從而提高電池組的備用時(shí)間和使用壽命。打破“木桶原理”即使有落后電池存在也不會(huì)再影響其他電池性能。同時(shí)為日常維護(hù)中容量、內(nèi)阻試驗(yàn)提供一個(gè)“起點(diǎn)”*的試驗(yàn)平臺(tái)。

4每個(gè)模塊可監(jiān)測(cè)4節(jié)12V電池。

參數(shù)指標(biāo)

3、監(jiān)測(cè)主機(jī) HDBM5300

流互感器也分為測(cè)量用與保護(hù)用兩類，基本結(jié)構(gòu)和PT相似，一次線圈、二次線圈分別繞在鐵心上，兩個(gè)線圈之間及線圈與鐵心之間有絕緣隔離。根據(jù)電力系統(tǒng)要求切除短路故障和繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的快慢，保護(hù)用電流互感器分為穩(wěn)態(tài)保護(hù)用與暫態(tài)保護(hù)用兩種，前者用于電壓比較低的電網(wǎng)中，稱為一般保護(hù)用電流互感器；后者則用于高壓超高壓線路上。

PT和CT因?yàn)閹в须姼芯€圈和鐵磁材料，故頻帶不寬，線性范圍窄。系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流將使CT的鐵心飽和，二次側(cè)信號(hào)波形發(fā)生畸變。PT二次側(cè)直接與電壓表連接，相當(dāng)于運(yùn)行在變壓器的空載狀態(tài)，短路會(huì)引起很大的短路電流，使用中不允許短路；CT二次側(cè)直接與負(fù)載和電流表連接，相當(dāng)于運(yùn)行在變壓器的短路狀態(tài)，二次側(cè)開路會(huì)引起很高電壓，使用中不允許開路。

電磁式互感器都有一定的額定容量，從電力網(wǎng)中消耗功率，成為系統(tǒng)的負(fù)載，存在負(fù)荷分擔(dān)問(wèn)題。而PT存在的為嚴(yán)重的問(wèn)題是可能出現(xiàn)鐵磁諧振：PT的鐵心電感和系統(tǒng)的電容元件由于感抗與容抗的交換，組成許多復(fù)雜的振蕩回路，如果滿足一定的條件，就可能激發(fā)起持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的鐵磁諧振，這種諧振現(xiàn)象，某些元件的電壓過(guò)高危及設(shè)備的絕緣，同時(shí)可能在非線性電感元件中產(chǎn)生很大的過(guò)電流，使電感線圈引起溫度升高，擊穿絕緣，以致燒損。我國(guó)3～220kV電網(wǎng)，不論中性點(diǎn)接地方式如何，都曾發(fā)生過(guò)由于電壓互感器鐵芯飽和引起的鐵磁諧振過(guò)電壓。

電阻式電壓互感器設(shè)計(jì)有10kV和35kV兩個(gè)電壓等級(jí)，它們的主要技術(shù)參數(shù)有：

1、額定電壓：10/3 kV；35/3 kV

2、設(shè)備高電壓：12 kV；40.5 kV

3、額定頻率：50Hz

4、準(zhǔn)確度等級(jí)：計(jì)量0.2級(jí)保護(hù)3P

5、額定二次輸出電壓：6.5/3 V

試驗(yàn)依據(jù)：

1、標(biāo)準(zhǔn)IEC 60044-7《電子式電壓互感器》

2、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 1207-1997《電壓互感器》

GB 311。1-1997《高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合》

對(duì)電阻式電壓互感器的試驗(yàn)共分2個(gè)階段：

1、實(shí)驗(yàn)室階段。這一階段主要是進(jìn)行傳感器部分的線性度、角差和穩(wěn)定性試驗(yàn)。

通過(guò)試驗(yàn)，考核所設(shè)計(jì)的傳感器能否可能達(dá)到測(cè)量0.2級(jí)，保護(hù)3P的準(zhǔn)確度。

2、委托試驗(yàn)階段。這一階段的試驗(yàn)在武漢高壓研究所進(jìn)行。測(cè)試內(nèi)容包括誤差試

驗(yàn)、絕緣性能等，以確定達(dá)到測(cè)量0.2級(jí)，保護(hù)3P的準(zhǔn)確度。

下面先對(duì)在實(shí)驗(yàn)室所做試驗(yàn)作介紹，再介紹型式試驗(yàn)情況，然后后對(duì)互感器的性能以及存在的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)和分析。

PT為標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器，準(zhǔn)確度0。05％。EVT為被校驗(yàn)的電阻式電壓互感器（包含信號(hào)處理電路）。標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器測(cè)量線圈的輸出送入6位半數(shù)字萬(wàn)用表V1，被校驗(yàn)電壓互感器的輸出送入數(shù)字萬(wàn)用表V2，兩個(gè)數(shù)字萬(wàn)用表型號(hào)相同，準(zhǔn)確度為0.05％，同時(shí)讀取兩個(gè)電壓值U1和U2，此處定義分壓比為：

其中K1是標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器的變比，K1＝350。

定義分壓比的相對(duì)誤差為：

其中K0為實(shí)際施加接近于額定電壓時(shí)的分壓比。

對(duì)電壓互感器進(jìn)行的線性度實(shí)驗(yàn)，間隔一段時(shí)間先后兩次測(cè)量2％UN～120％UN范圍內(nèi)的分壓比。兩次測(cè)量的電壓百分比-分壓比相對(duì)誤差曲線如下，其中電壓百分比是實(shí)際施加電壓與額定電壓的比值。

該互感器不能與傳統(tǒng)電壓互感器校驗(yàn)裝置接口。在武漢高壓研究所進(jìn)行的角差、比差測(cè)試時(shí)，采用該所研制的GHJ-H型光電式互感器校驗(yàn)儀。

試驗(yàn)變壓器產(chǎn)生試驗(yàn)電壓，這個(gè)高電壓經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確度為0.05％的標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器PT和準(zhǔn)確度為十萬(wàn)分之一的精密感應(yīng)分壓器GDZ-I后，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)UN，被校驗(yàn)的電子式電壓互感器EVT的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)后續(xù)電子線路信號(hào)處理模塊的放大、相位補(bǔ)償之后，得到敦化市蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)廠家敦化市蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)廠家電壓信號(hào)UX，兩個(gè)信號(hào)同時(shí)送入校驗(yàn)儀，校驗(yàn)儀顯示兩者的比差、角差以及試驗(yàn)電壓與于額定電壓的百分比。

根據(jù)IEC 60044-7《電子式電壓互感器》的要求，對(duì)于0.2級(jí)的電子式電壓互感器，要求如下：