蓄电池在线监测技术
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PITE3920蓄电池在线监测系统机柜式壁挂式一、概述PITE3920系列蓄电池在线监测系统,采用国际领先、安全可靠的多频点交流放电蓄电池技术,对蓄电池组的电压、内阻、电流、温度进行全面监测,分析蓄电池的容量和状态,确保供电系统的安全可靠,还可以形成地区性蓄电池监测网。
二、产品特点●采用国际领先的多频点交流放电法蓄电池测试技术,测试电流小,对电池及直流系统无任何影响;●抗干扰性性强,测试准确;●不在电池工作回路串联器件,所有测量线路在连接电池处都设有保险,测试回路采用光电隔离,确保直流电源及蓄电池系统工作的可靠性;●现场检测无需人工介入,可避免因人工操作错误引起的短路、触电和负载断电等风险;●方便的可插拔接线端子,设备安装及更换极为方便;●具有机柜式、壁挂式等多种安装形式,方便现场安装;●具有可选的单体电池温度、连接条电阻、电池在线均衡、电池在线活化、绝缘电阻、电池剩余容量SOC监测功能;●具有以太网、RS232、RS485通信接口;●具有Modbus、IEC101等多种通信协议,与其他用户设备进行通信;●配有功能强大的蓄电池监测管理软件,建立地区性蓄电池监测管理中心,对分布在整个地区不同地点的所有蓄电池组进行在线监测管理;三、典型应用电力变电站直流电源及蓄电池在线监测、通信基站直流电源及蓄电池在线监测、机房重要UPS设备蓄电池在线监测、蓄电池储能电站电池管理系统(BMS)、风力发电/光伏发电电池管理系统(BMS)。
四、功能1、自动监测蓄电池的单体电压、单体内阻、温度、电池组电压、充放电电流;2、分析电池的容量及技术状态;3、电池异常时,自动进行报警;4、控制放电仪对电池组核容放电测试,并自动生成核容报表;5、监测电池连接条电阻可以区分是电池故障还是连接条松动(可选功能);6、监测正负母线对绝缘电阻(可选功能);7、对电池组进行在线均衡,防止个别电池过充或充电不足,显著提高电池使用寿命(可选功能);8、对电池组进行在线活化,使长期浮充的电池少量放电,以激活电池正负极板的活性物质,提高电池使用寿命(可选功能);9、具有开关量输入输出功能,方便检测现场开关的状态,以及控制其他设备;五、产品选型:PITE3920-电池组电压/电池电压1、PITE3920-110V/2V:监测1组×54节×2V节电池;2、PITE3920-110V/12V:监测1组×9节×12V电池;3、PITE3920-220V/2V:监测1组×108节×2V电池;4、PITE3920-220V/12V:监测1组×18节×12V电池;5、PITE3920-48V/2V:监测2组×24节×2V电池;6、PITE3920-400V/12V:监测1组×32节×12V电池;7、PITE3920-220V/12V:监测2组×20节×2V电池;8、根据用户要求,专门定制电池电压、电池组电压、电池数量不同的设备。
蓄电池在线监测系统技术要求一、基本要求1、在线监测每节电池的电压、每节电池的极柱温度、每节电池的内阻与电池纹波;电池组组压、充放电电流、环境温度;在线电池热失控监测。
2、硬件设备应由收敛模块与电池监测模块组成,每个电池监测模块监测一节电池电压、内阻与极柱温度,电池监测模块应无需外部供电。
硬件系统应可监测总电池数为960 节,一个收敛模块可管理六组电池,每组为300节。
3、电池监测模块正常工作时,从电池上的吸收电流必须小于7mA(12V或6V电池)或13mA(2V电池),不同电池监测模块的吸收电流差异必须小于0.5 mA。
4、硬件设备必须具备自动获取每节电池的基准内阻值并固化功能,通过自动内阻横向与纵向分析比较来判断电池的好坏。
5、硬件设备必须带LCD显示与设置按键,带RS485口、网络口及USB口,必须同时支持MODBUS/RTU、MODBUS/TCP、SNMP、TCP/IP协议。
应带有两个干接点,一个为设备故障接点,另一个为电池告警接点。
6、具备电池纹波、电池热失控、单体内阻、单体电压、电池温度、组压、充放电电流、环境温度超限时自动告警,告警阀值可设置。
告警发生时设备发出告警声音,红色告警灯亮,干接点闭合,可通过设备查询具体告警内容。
7、后台软件能显示所有的监测数据,数据超限时自动告警,并能以数据表格、柱状图、曲线的方式显示。
所有数据可以直接打印或以EXCEL的方式导出。
8、后台软件应至少能生成以下曲线:电池组的总电压电流变化曲线、所有电池的单体电压充放电曲线、电池内阻的相对变化曲线、电池温度与环境温度变化曲线。
9、所有线缆及设备外壳必须阻燃。
10、产品必须通过第三方机构的EMC等检测以及CE、ROSH认证。
11、产品至少在二十个以上大项目中应用过,每个项目大于三千节电池。
12、厂家至少有十年以上设计、生产、安装电池在线监测设备的经验。
二、主要技术参数1、工作环境工作温度:-5℃~50℃相对湿度:5%~90%大气压强:80~110kPa2、监测能力硬件系统可监测总电池数为960节,一个收敛模块管理六组电池,每组为300节。
蓄电池在线监测管理的三种方法蓄电池作为电源系统安全运行的重要保障,每年、每季度甚至于每月都必须进行测试和维护。
蓄电池在线监测管理是针对测量蓄电池的运行条件和检测电池本身的状况而设计的、电池监测主要有如下三种方法:整组监测,单电池电压监测,电池电阻监测与在线监测。
1、整组监测整组电池监测功能一般设计在整流电源内(如一些高端的UPS的电池管理软件),测量电池组的电压,电流和温度,进行充电和放电管理,尤其是根据环境温度变化来调整电池组的浮充电压(温度补偿)做的比较好,在电池放电时电压低至某下限时报警。
成组电池监测很难发现单电池的缓慢变化,包括单电池本身的老化和因单电池一致性问题而带来的积累效应,以一组48V电流组来说,如果只有1个电池在变坏,其电压变化的信号会被其他23只电池“淹没”。
电池端电压及电池组母线电压与电池容量(放电能力)无关。
整组监测无法监测电池及电池组实际容量,无法删选其中已老化的电池。
2、单电池电压监测1997年我国邮电部发布的电池监控标准目的在于规范电池监测产品和技术。
标准中明确要求监测到每一个单电池。
目前电信部门使用的产品大多都是一句该标准设计和生产的.制订标准后,电信运维部门期望监测设备能够起到重要作用,而实际情况是在浮充状态,监测设备只能发现极个别性能很差,浮充电压超常的电池.结论:实践证明,单电池电压监测的预警性较差,但是能够获取电池无放电及浮充状态下的电压变化情况。
3、电池内阻监测与在线监测群菱能源在近几年推出了交流放电法进行蓄电池内阻检测的系列产品,是电池监测技术的质变,即由被动监测电池电压到主动精确测试电池内部状态(内阻)和在线监测电池组动态变化。
群菱能源是一家专注于蓄电池检测维护、在线监测技术领域方面产品的开发﹑生产、销售的高科技公司,为全球后备电源用户提供高性能的、可靠的、稳定的蓄电池在线监测产品及优质的服务。
已为国内外的数据中心、电力变电站、电厂、通信机房、通信基站等提供数以万计的蓄电池在线监测系统。
蓄电池在线监测原理
1.电池电流和电压监测:监测电池的充放电电流和电压,以了解电池的工作状态和健康程度。
通过监测电池的电流和电压变化,可以及时发现电池的过充或过放等异常情况,并采取相应的措施进行调整。
2.内阻监测:蓄电池的内阻是衡量电池性能的重要指标之一,直接影响电池的容量和充放电效率。
通过在线监测电池的内阻变化,可以判断电池的老化程度和性能衰减情况,及时做出维护和更换的决策。
3.温度监测:电池的工作温度对其性能和寿命有重要影响。
蓄电池在线监测系统通过感应电池的温度变化,可以判断电池的发热情况,及时采取散热措施,防止电池因高温而损坏或容量下降。
4.容量估算:通过对电池的放电过程进行实时监测,根据放电曲线和电池的特性参数,可以估算出电池的剩余容量和可用时间,为用户提供准确的能源预警和管理。
5.数据分析和预测:在线监测系统会通过采集的电池参数数据进行实时分析和处理,利用算法模型进行电池性能预测和故障诊断。
通过对电池工作状态的分析和预测,可以提前预防电池故障和减少故障造成的损失。
蓄电池在线监测系统的实现可以基于传感器、数据采集设备、数据处理和分析平台等技术手段。
传感器用于感知电池的关键参数,如电流、电压、温度等;数据采集设备用于将传感器采集到的数据进行处理和存储;数据处理和分析平台则通过算法模型和数据库技术,对电池采集到的数据进行实时分析和预测,提供准确的电池状态评估和故障诊断结果。
总之,蓄电池在线监测通过对电池的电流、电压、内阻、温度等关键
参数进行实时监测和分析,可以及时发现电池的异常情况,并提供准确的
电池状态评估和故障诊断结果,以保证电池的正常运行和延长其使用寿命。
通信用铅酸蓄电池在线监控技术要求及测试方法通信用铅酸蓄电池的在线监控技术要求及测试方法:一、引言通信用铅酸蓄电池是现代通信系统中的重要配套设备,其稳定运行对于保障通信系统的正常运行至关重要。
然而,铅酸蓄电池在长期使用过程中可能会出现寿命衰退、容量下降等问题。
为了及时发现和解决这些问题,提高电池的可靠性和使用寿命,需要实施在线监控技术。
本文将介绍通信用铅酸蓄电池在线监控技术的要求及测试方法。
二、在线监控技术要求1.实时监控:在线监控系统需要能够实时监测电池组的状态,包括电流、电压、温度等参数,以及故障报警信息。
监控系统应能够及时发现电池的异常情况,例如过压、欠压、过温等,并及时报警通知运维人员。
2.多参数监测:监控系统应能够监测多个参数,包括电流、电压、温度、容量等。
这些参数可以提供关于电池组运行状态的详细信息,有助于判断电池的性能和寿命。
3.数据分析和处理:监控系统应能够对监测到的数据进行分析和处理,提供电池状态评估、寿命预测等功能。
通过对监测到的数据进行分析,可以及时发现电池的问题,做出相应的处理措施。
4.远程监控:监控系统应具备远程监控功能,使得运维人员可以随时随地监控电池组的运行状态。
通过远程监控,可以及时处理电池的故障,并提高电池的可靠性。
5.高可靠性:监控系统应具备高可靠性,能够持续稳定地监控电池组的状态。
监控系统应具备自动检测和自动修复功能,以减少因监控系统出现故障而导致的电池无法被监控的情况。
三、测试方法1.电池参数测试:对电池组的电流、电压、温度等参数进行测试,以获取基础数据。
测试方法包括使用多用途电表进行直接测试,或使用专业测试仪器进行精确测量。
测试时应注意安全,避免短路或其他意外情况。
2.故障报警测试:测试监控系统的故障报警功能,包括过压、欠压、过温等。
此项测试可以通过改变电池组的状态,例如增加负载使其过载,或使用热风枪进行温度升高,观察监控系统是否能够及时发出报警信号。
3.数据分析和处理测试:测试监控系统对监测到的数据进行分析和处理的功能。
中国南方电网责任有限公司蓄电池组在线监测装置技术规范QB 中国南方电网责任有限公司企业标准××××.××××.×-2011中国南方电网蓄电池组在线监测装置技术规范Configuration Specification for Station-side Equipment of Battery Monitoring ofChina Southern Power Grid(修改稿)中国南方电网有限责任公司发布前言蓄电池组在线监测装置(以下简称装置)主要解决蓄电池组目前运行及维护过程中存在的各种问题,通过监测关键的参数来自动分析蓄电池组存在的问题,并提出维护建议,是保证蓄电池组安全稳定运行的重要设备。
为规范设备的配置、功能及性能指标,统一建设标准,提高其安全性和可靠性,加强其可维护性和可管理性,特制定本规范。
本规范有5个附录,附录A~E均为资料性附录。
本规范由广东电网公司电力科学研究院负责起草。
本规范主要起草人:审核:审定:批准:中国南方电网蓄电池组在线监测装置技术规范1范围1.1本规范规定了变电站蓄电池组在线监测装置的配置、功能、性能等方面的技术要求。
1.2本规范适用于南方电网公司所属的新建、扩建及技改的各电压等级变电站用蓄电池组在线监测装置。
1.3本规范所指蓄电池组为阀控式密封铅酸(VRLA)蓄电池组。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规范,然而,鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本规范。
IEC 60255-21-1(1993) 电气继电器第21部分:量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验IEC 60870-5-103(1997) 远动设备及系统第5部分:传输规约第103篇:继电保护设备信息接口配套标准IEC 61850(2003) 变电站通信网络和系统GB/T 17626.4-1998 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T 17626.12-1998 电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验GB/T 17626.2-1998 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T 17626.3-1998 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T 17626.5-1999 电磁兼容试验和测量技术第8章浪涌(冲击)抗扰度试验GB/T 17626.6-1998 电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度试验GB/T 17626.8-1998 电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验GB/T 17626.10-1998 电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验GB/T 17626.1-1998 电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论GB/T 2423.2-2008 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验B:高温GB/T 2423.1-2008 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A:低温GB-T 14537-1993 量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验GB 191-2000 包装储运图示标志GB/T 13384-2008 机电产品包装通用技术条件GB 4208-2008 外壳防护等级(IP代码)3术语和定义3.1阀控式密封铅酸蓄电池在通常情况下,该电池是密闭的,如果电池内压超过设定值,气体自行排出。
蓄电池在线监测系统技术要求一、基本要求1、在线监测每节电池的电压、每节电池的极柱温度、每节电池的内阻与电池纹波;电池组组压、充放电电流、环境温度;在线电池热失控监测。
2、硬件设备应由收敛模块与电池监测模块组成,每个电池监测模块监测一节电池电压、内阻与极柱温度,电池监测模块应无需外部供电。
硬件系统应可监测总电池数为960 节,一个收敛模块可管理六组电池,每组为300节。
3、电池监测模块正常工作时,从电池上的吸收电流必须小于7mA(12V或6V电池)或13mA(2V电池),不同电池监测模块的吸收电流差异必须小于0.5 mA。
4、硬件设备必须具备自动获取每节电池的基准内阻值并固化功能,通过自动内阻横向与纵向分析比较来判断电池的好坏。
5、硬件设备必须带LCD显示与设置按键,带RS485口、网络口及USB口,必须同时支持MODBUS/RTU、MODBUS/TCP、SNMP、TCP/IP协议。
应带有两个干接点,一个为设备故障接点,另一个为电池告警接点。
6、具备电池纹波、电池热失控、单体内阻、单体电压、电池温度、组压、充放电电流、环境温度超限时自动告警,告警阀值可设置。
告警发生时设备发出告警声音,红色告警灯亮,干接点闭合,可通过设备查询具体告警内容。
7、后台软件能显示所有的监测数据,数据超限时自动告警,并能以数据表格、柱状图、曲线的方式显示。
所有数据可以直接打印或以EXCEL的方式导出。
8、后台软件应至少能生成以下曲线:电池组的总电压电流变化曲线、所有电池的单体电压充放电曲线、电池内阻的相对变化曲线、电池温度与环境温度变化曲线。
9、所有线缆及设备外壳必须阻燃。
10、产品必须通过第三方机构的EMC等检测以及CE、ROSH认证。
11、产品至少在二十个以上大项目中应用过,每个项目大于三千节电池。
12、厂家至少有十年以上设计、生产、安装电池在线监测设备的经验。
二、主要技术参数1、工作环境工作温度:-5℃~50℃相对湿度:5%~90%大气压强:80~110kPa2、监测能力硬件系统可监测总电池数为960节,一个收敛模块管理六组电池,每组为300节。
蓄电池在线监测技术|华意电力
1.蓄电池的在线监测
蓄电池在线监测管理是针对测量电池的运行条件和检测电池本身的状况而设计的,SF6气体检测其发
展大致经历了三个阶段:①整组电压监测、②单电池电压监测、③单电池内阻巡检
1) 整组电压监测
整组电池监测功能一般设计在整流电源内,测量电池组的电压,电流和温度,进行充电和放电管理,
尤其是根据环境温度变化调整电池的浮充电压,在电池放电时电池组电压低至某下限时报警,现在的UPS
仍然采用该方法。
但是整组监测存在较大的不足, 如在蓄电池组放电时, 放电的截止电压是N×1.8V/只(N为蓄电池数量), 但是由于蓄电池组中蓄电池的一致性无法严格保证,因此在放电中当个别电池已经达到放电截止电压,但电池组并没有达到N×1.8V/只,这样就会出现个别电池过放电。
2) 单电池电压监测
全电子式的监测,对蓄电池的运行情况可以作到较为全面的监测与管理,如单电池电压、电池组电压、充放电电流、蓄电池的环境温度等。
通过蓄电池运行参数的监测,可以保证蓄电池在正常条件下的运行与
工作。
但当蓄电池运行条件无法保障的前提下,蓄电池运行参数的监测是无法反映其性能参数的。
3) 单电池内阻监测
电池总内阻是电荷转移电阻与各部件欧姆电阻的总和,实验表明:欧姆阻抗是电池早期失效的最大隐患。
以下是最通常的影响内阻变化的因素:
腐蚀随栅板和汇流排的腐蚀,金属导电回路变化,使内阻增大。
栅板腐蚀和长年使用会导致活性物质从栅板上脱落,使内阻增大。
硫化随一部分活性物质硫化,涂膏的电阻亦增加。
电池干涸由于VRLA电池无法加水,失水可能使电池报废。
制造制造缺限,如铸铅和涂膏,都能导致高的金属电阻和容量问题。
充电状态从浮充状态到20%容量的放电,几乎不影响内阻。
实验表明20%的放电对内阻的影响小于3%。
温度 39℃以内的高温对电池内阻影响甚微,低温有些影响,但需到18℃以下。
实验表明,内阻比基准值高出50%的电池,不能通过标准的容量测试,VRLA电池是一个接一个地失效。
使用3~4年的电池组,各个内阻值分布高于基线值的0~100%也是常事。
高放电速率下的使用时间似乎对
这些因素更为敏感,一般电池内阻增加20~25%时就到了寿命期限。
在低放电速率下,电池内阻一般增加
20~35%后寿命才结束。
现场测试的数据表明,个别电池的内阻偏离平均值的25%时,就应该做一次放电容量测试了。
将温度
传感器置于电池表面可以发现电池过热,从而及时发现电池运行过程的异常。
4)内阻测试方法
电池监测设备厂商近几年陆续推出了对单电池进行内阻监测的产品,由此带来电池监测技术的质变,
即由被动监测电压到主动测试电池内部状态。
内阻巡检一方面可以监测蓄电池的电压、电流、温度等运行
参数,另一方面可以通过内阻的监测及时发现蓄电池的健康程度。
在线内阻测试技术难度大,各厂家的具体实现技术各有特点,其内阻准确度和抗干扰能力差别也很大。
内阻实时在线监测的方法归为两类:直流放电法、交流法。
a.直流放电法
直流法是以在瞬间大电流放电(70A)测量电池电压降,由此得到蓄电池的内阻,并通过蓄电池内阻变
化的情况分析蓄电池落后情况或失效趋势,同时并辅以电压、电流等运行参数的监测,是目前比较领先的
监测技术。
直流法存在的不足之处:
a) 采用大电流的放电,对蓄电池性能会带来一定的损害;如果测量频度较大,则这种损害又会累积;
b) 直流法只能测量蓄电池内阻中的欧姆阻抗,对极化阻抗则无法测量。
判断蓄电池的失效、落后是
不充分的;
c) 同蓄电池的连线需10平方毫米以上,连线方式要求较高。
放电器及连线的可靠性要求要高。
b.交流法
近几年随着数字信号处理技术的发展,使有效地消除其他电磁信号干扰成为可能,突破性解决交流法
在实际应用中的难题,从而使该方法在实际工作得以应用。
交流法就是向蓄电池注入一定频率的交流信号,由于蓄电池内部存在阻抗,然后测量其反馈的电流信号,进行信号处理,比较注入信号与反馈信号的差异,从而测得蓄电池内阻。
交流法特点:
a)由于无需放电,避免了大电流放电对蓄电池性能的损害。
b)由于无需使蓄电池脱机或静态,避免了系统安全性的隐患,真正实现实时在线测量。
c)交流法同时测量蓄电池的欧姆阻抗和极化阻抗,使对蓄电池健康度的分析更加真实、可靠。
d)由于没有负载,其成本大大减少。
2.人工检测
目前大部分都采用人工检查的方法,来实现蓄电池的维护。
该方法除了放电测试外,人工测量主要是测量电池组电压、单电池电压、温度和单电池内阻。
电池组电压测量可以发现充电机的参数设置是否正确。
由于蓄电池是串联运行,整组电池的电压由充电机的输出来决定。
单电池电压监测可以发现单电池浮充电压不正确,单电池是否被过充电、过放电等情况。
温度测量可以发现电池的工作环境是否通风不良、温度过高。
电池内阻能够反映电池的容量下降和电池老化。
不同厂家的内阻测试仪的准确度和抗干扰能力差别很大;由于采用的工作频率不同,其读数值也会有差别;尤其是测量夹具很难与电池端子直接接触,测量值往往包括连接电阻。
人工测量存在众多不足:
a、人工测量的准确度会受到诸多因素的影响;
b、由于人工测试大都为定期进行,无法及时发现落后、失效蓄电池;
c、放电测试对蓄电池会造成无法恢复的伤害隐患;
d、大量的人工测量费时费力,安全性差,周期长。