涂建
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(hù)系統(tǒng)??赏瓿蓪﹄姵亟M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(jìn)行自動均衡電壓維護(hù)。用于對2V、6V、12V蓄電池進(jìn)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(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,例如過充電、過放電及電池老化等現(xiàn)象都會導(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(jìn)行巡回檢測對于維護(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。
許多缺乏電池測試和維護(hù)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(shí)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(hù)測試規(guī)程是非常重要的。從長遠(yuǎn)來看,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(fèi)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(yùn)行過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(fèi)用;降低蓄電池現(xiàn)場維護(hù)費(fèi)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(shí)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(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)確測得蓄電池內(nèi)阻存在技術(shù)難題。測試過程無須將充電機(jī)與蓄電池組斷開,不影響直流系統(tǒng)正常運(yùn)行,測試不受充電機(jī)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(hù)功能:在線自動均衡維護(hù)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(jìn)行階段性補(bǔ)充充電,并對過充電池進(jìn)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(shí)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(hù)中容量、內(nèi)阻試驗(yàn)提供一個“起點(diǎn)”*的試驗(yàn)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(qiáng)大的上位機(jī)監(jiān)控分析軟件,通過對監(jiān)測和檢測數(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??墒謩踊蜃詣由筛黝惙峡蛻粢髷?shù)據(jù)報表。采用上位機(jī)實(shí)時監(jiān)測的還可每月自動生成WORD板本的“監(jiān)測和維護(hù)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程聯(lián)控。
三、產(chǎn)品特點(diǎn)
1 模塊化架構(gòu)設(shè)計,每個本地主機(jī)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(fù)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(jìn)行在線監(jiān)測和維護(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)模塊配有撥碼器無需固定編號,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)、自動維護(hù)狀態(tài)、設(shè)備存儲狀態(tài)及各項運(yùn)行參數(shù)和告警記錄。面板具有電源、設(shè)備故障、越限報警指示燈。
4 參數(shù)設(shè)置:設(shè)備具有就地和遠(yuǎn)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(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(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)采集模塊可完成對電池組電壓、組電池充放電電流進(jìn)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(rèn)),可編程 | |
通信方式 | 內(nèi)部 | RS485 |
控制方式 | 現(xiàn)場主機(jī)自動控制,也可遠(yuǎn)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
中多重要的電氣設(shè)備,運(yùn)行中一旦出現(xiàn)故障,將會對電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的后果。正常運(yùn)行的變壓器鐵芯一點(diǎn)接地,如果有兩點(diǎn)或者兩點(diǎn)以上同時接地,則鐵芯與大地之間將形成電流回路,多大電流可以達(dá)到幾十安培,將會造成鐵芯過熱,甚至燒毀。目前判斷變壓器鐵芯是否存在多點(diǎn)接地,主要有三種方法:鉗形電流表定期監(jiān)鐵芯接地電流的電氣方法,測量鐵芯對地絕緣電阻法,監(jiān)測變壓器絕緣油特征氣體的氣相色譜分析法。以上方法存在的不足是不能及時發(fā)現(xiàn)鐵芯多點(diǎn)接地故障,一旦發(fā)生故障,也不能及時采取相應(yīng)措施。因此,對變壓器鐵芯接地電流的實(shí)時在線監(jiān)測是十分必要的。
目前,現(xiàn)場人員多采用鉗形電流表夾住鐵芯接地線來監(jiān)測其電流,但由于變壓器強(qiáng)磁場的干擾,測量值很不精確,甚至出現(xiàn)同一測量點(diǎn)幾次測量值差別迥異的情況,這樣測量的參考價值值得懷疑;而國內(nèi)有些單位研制的自動監(jiān)測裝置雖能及時發(fā)現(xiàn)多點(diǎn)接地故障,但缺乏故障后的實(shí)時監(jiān)測功能。為此,設(shè)計了一種基于GSM通訊的在線監(jiān)測裝置,較好地解決了變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測的問題。為了解決正常狀態(tài)下接地電流很小,受到的現(xiàn)場干擾卻比較嚴(yán)重的問題。大型電力變壓器鐵芯電流的變化可直接反映出變壓器的故障狀態(tài)——是否存在鐵芯多點(diǎn)接地。以往的監(jiān)測方式是由變電站值班人員使用手持儀器定期進(jìn)行檢測和記錄,該方式的多大缺點(diǎn)是不能立即對故障做出反應(yīng),存在使事故進(jìn)一步擴(kuò)大的嚴(yán)重隱患。隨著電力自動化水平的提高和無人值守變電站的增多,迫切需要一種穩(wěn)定可靠、精度高、功能強(qiáng)的大型電力變壓器鐵芯電流在線監(jiān)測裝置。本文所描述的裝置,就是為此而設(shè)計的,具有*的應(yīng)用價值。1.2今后的發(fā)展目前國家正在發(fā)展智能化電網(wǎng),而變壓器鐵芯在線監(jiān)測系統(tǒng)是構(gòu)成智能化電網(wǎng)中比較重要的組成部分,國外早在八十年代就已經(jīng)開始實(shí)現(xiàn)對變壓器鐵芯在線監(jiān)測系統(tǒng)研究并實(shí)現(xiàn)無人化變電站,可以節(jié)省大量的人力物力,并能夠及時有效的發(fā)現(xiàn)變壓器鐵芯接地點(diǎn)情況,并通過一系列的數(shù)據(jù)可以分析變壓器是否存在多點(diǎn)接地的危險,更好的保證變壓器設(shè)備的正常運(yùn)行。目前國家在安全規(guī)程中已提出變壓器鐵芯在線監(jiān)測的要求,在以后五年內(nèi)將全部實(shí)現(xiàn)變壓器鐵芯在線監(jiān)測的部署。國外科技工作者和有關(guān)部門對這種定期維修和預(yù)防性試驗(yàn)的不足之處早有認(rèn)識,已紛紛致力于電氣設(shè)備的在線監(jiān)測和狀態(tài)檢修研究。它的優(yōu)點(diǎn)在于可及時發(fā)現(xiàn)早期故障征兆,使運(yùn)行維護(hù)人員在故障處于萌芽狀態(tài)時能夠通過檢測手段及早消除隱患,從而避免惡性事故的發(fā)生,提高了維修質(zhì)量和效率。隨著傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,作為狀態(tài)檢修基礎(chǔ)的電氣設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)得到了飛速發(fā)展,已成為絕緣檢測中的一個重要組成部分,它將在很多方面彌補(bǔ)僅依靠定期預(yù)防性試驗(yàn)帶來的不足之處。通過對鐵芯接地電流的在線監(jiān)測,準(zhǔn)確判斷鐵芯的工作狀況,從而有的放矢在鐵芯出現(xiàn)故障前及時進(jìn)行維護(hù)HDBM5300蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)水利水電用,不僅有效的提高了供電的可靠性,還降低了電力系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用,對保障電力變壓器的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。1.3成果的應(yīng)用及推廣
1.3.1解決了停運(yùn)檢修使電力部門付出巨大的人力,物力代價,不僅給電能用戶帶來不便,還存在著維修過剩的問題1.3.2解決了兩次預(yù)防性試驗(yàn)之間的間隔時間較長,對于突發(fā)性絕緣故障難以發(fā)現(xiàn),存在維修不足的問題。
1.3.3解決了試驗(yàn)條件和運(yùn)行條件的差別,有些HDBM5300蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)水利水電用離線試驗(yàn)不能*反映設(shè)備在運(yùn)行條件下的絕緣狀況。
1.3.4解決了大修和停電試驗(yàn)時人為造成新的設(shè)備故障現(xiàn)象也時有發(fā)生。目標(biāo)為了滿足電力系統(tǒng)對變壓器鐵芯狀態(tài)檢修的需要,提出了變壓器鐵芯多點(diǎn)接地在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計方案,該監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)滿足以下功能:2.1