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HEG-Y802蓄電池在線監測系統
由于閥控鉛酸電池性能穩定、自放電少、密封、經濟等優點而迅速代替其他類型電池。閥控鉛酸電池銷售承諾至少十年使用壽命,然而很多用戶驚訝的發現電池在使用了三到四年后就會出現故障,很少有電池使用壽命超過八年的,這主要是由于閥控蓄電池長期浮充運行后出現電池失水、負極板硫酸化、正極板腐蝕、熱失控等,導致容量衰退。廠商大力宣傳“免維護”電池和用戶維護麻痹,使得不少用戶得到慘痛的教訓。在今天也很少有電池用戶對自己的后備電源系統有絕對的信心。

1 概述

由于閥控鉛酸電池性能穩定、自放電少、密封、經濟等優點而迅速代替其他類型電池。閥控鉛酸電池銷售承諾至少十年使用壽命,然而很多用戶驚訝的發現電池在使用了三到四年后就會出現故障,很少有電池使用壽命超過八年的,這主要是由于閥控蓄電池長期浮充運行后出現電池失水、負極板硫酸化、正極板腐蝕、熱失控等,導致容量衰退。廠商大力宣傳“免維護”電池和用戶維護麻痹,使得不少用戶得到慘痛的教訓。在今天也很少有電池用戶對自己的后備電源系統有絕對的信心。

目前,對蓄電池組的管理主要采用定期維護的方式。一般定期人工對電池的電壓、內阻進行測量,每一年或幾年對電池組進行一次核對性放電。

這種維護方式主要存在下面的缺點:

· 維護工作量大,導致維護人員不堪重負

· 無法即時掌握蓄電池組運行真實數據及數據無法進行系統的分析

· 維護風險較高

為了能徹底解決以上問題,必須組建一個蓄電池在線監測系統,對蓄電池的單體電壓、組壓、單體內阻、電池內部溫度等重要參數進行在線監測,一旦發現某個參數有異?;蚱渥兓厔萦挟惓r立即告警,使管理維護人員及時發現問題或潛在的隱患,及時進行處理,保證UPS系統的可靠性與安全性。

本方案實施后可以達到下面的效果:

- 提前預警即將失效的蓄電池,排除潛在的隱患,確保UPS系統安全;

- 無需進行定期的內阻、電壓手工測量,節約人力物力;

- 即時發現充電故障,延長蓄電池組壽命。

- 通過對數據的系統分析,積累不同品牌型號設備及蓄電池的實際運行經驗,作為選型參考。   

2 監控內容

XX項目要求在線監測蓄電池組,監測內容包括電池的單體電壓、單體內阻、組壓、環境溫度及充放電電流,并配置監測軟件,遠程讀取并顯示數據,同時數據可接入到第三方監控系統中。

 3 設備配置

3.1 主站部分

名稱

型號

規格

數量

服務器

----

待定

1

蓄電池監測系統軟件

----

6.0版

1

 

3.2 子站部分

地點

電池情況

設備配置

每套包含內容

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 監控示意圖

根據用戶需求,可采用HEG-Y802按以下方法實現蓄電池組在線監測,HEG-Y802由主模塊與擴展模塊組成。每個模塊采集每節電池的電壓與內阻,通過電流互感器采集電池組充放電電流,主模塊讀取這些數據后進行分析處理并保存。通過主模塊查詢實時數據與告警記錄,也可設置所有運行參數。主模塊帶多種通信接口,支持MODBUS協議,第三方監測系統可通過發送命令讀取實時與歷史數據。

監測內容

單體電壓、單體內阻、組壓、充放電電流、環境溫度,電池內部溫度(可選),連接條電阻(可選)。

設備固定

主模塊與擴展模塊可以被安裝在標準的19英寸網絡柜內,也可安裝在電池架上。

設備與電池間接線

電壓采集線與內阻采集線已在工廠預制好,施工時需通過采集線將電池連接到模塊上,每根采集線在電池端都帶有短路保護裝置。

模塊間接線

主模塊與擴展模塊可通過四芯通信線連接,實現電源供給與數據傳送。

顯示

主模塊上帶LCD顯示,可以查詢所有實時數據、實時告警及告警記錄,可以對運行參數進行設置。

配置有專用的基于WINDOWS的監測軟件,可以訪問主模塊來讀取所有監測數據。也可以接入到第三方監測系統中,在統一的監測平臺上顯示。

告警

當監測到蓄電池某個參數超限時,主模塊LCD上會顯示告警內容,峰鳴器響,對應干接點閉合。

如果安裝了基于WINDOWS的監測軟件,軟件會自動彈出告警界面。

可將干接點接到第三方監測系統上,實現統一平臺告警。 

5 監控實現功能

1、在線監測電池的單體電壓、單體內阻、組壓、環境溫度、充放電電流、電池內部(可選)、連接條電阻(可選)。

2、設備能自動定期測量電池的內阻,無需人工干預。

3、模塊帶LCD顯示屏,可以顯示所有監測數據以及部分歷史數據。

4、蓄電池組處在放電時,設備能自動記錄放電曲線及已放容量,可在設備及后臺軟件上查詢。

5、設備能自動對每月的數據進行分析,生成分析報告,提示哪些電池需要更換,可通過后臺軟件查看報告。

6、設備可以記錄設備運行過程中的各種事件,包括設備重啟、發生告警、內阻自動測試等,可以通過監測單元或后臺軟件查詢。

7、設備能保存一定量的數據,其中告警為100條、內阻為一年、組壓電流為一個月、放電記錄為2次、分析報告為一年,后臺軟件可以保存至少兩年的完整的數據。

8、單體電壓、組壓、單體內阻、充放電電流、環境溫度超限時自動告警,告警閥值可設置。告警發生時設備發出告警聲音,紅色告警燈亮,干接點閉合,可通過設備查詢具體告警內容。

9、可通過設備修改運行參數。

10、設備可通過網絡口與后臺電腦連接,同時可通過RS485口將數據上傳給第三方監測系統,支持MODBUS協議。

11、后臺軟件能顯示所有的監測數據,并能以數據表格、柱狀圖、曲線的方式顯示。

12、后臺軟件能記錄電池放電時的每節電池放電數據及放出容量,并可以導出成EXCEL表。

13、后臺軟件能查詢任意時間的告警記錄。

14、所有數據可以直接打印或以EXCEL的方式導出。

 

6 產品技術參數

    工作環境

工作溫度: -5℃~50℃

相對濕度: 5%~90%

大氣壓強: 80~110kPa

電源要求

85~264VAC,100V~370VDC

監測能力

每組最大為300節,組數最多為2組

監測范圍

2V電池,容量為1AH-2000AH

保護

電源回路帶防短路與反接、過壓保護,電壓采樣線帶限流保護,內阻測試線帶保險絲保護。

測量范圍及精度

組壓:20~700V,0.3%+0.2V

單體電壓:1.5~2.5V,0.1%+1mV

單體電池內阻:100~65535 uΩ

2%+3uΩ(重復精度)

分辨率為1 uΩ

充放電電:0~500A(可選),2%+0.5A

環境溫度:-10℃~+70℃,0.5℃

干接點

帶三個干接點,DC220V/1A

絕緣耐壓    

1000VAC

安裝方法

電池架或19英寸機柜或墻上安裝。

  


7 產品技術優勢

7.1 高穩定性

產品的穩定性設計需要實際應用經驗的積累,所以應用時間不長或應用不廣的產品往往會不穩定。深圳華爾高科技有限公司擁有近十年數以萬套設備的實際應用經驗,在這一領域擁有二十多項專利技術,我們把這些經驗與技術應用到產品中,從設計上確保了產品的高穩定性。

深圳市安定電子有限公司還擁有完整的質量保證體系ERP管理系統,確保產品在各個生產環節的質量得到有效的保證。

7.2 高安全性

(1)系統對充電系統和工作回路無任何干擾,電壓采集線不與被監測電池直接連接,中間由歐姆電阻連接,徹底杜絕了測量電纜自身短路或模塊的故障帶來的電池自放電、現場出現火花、人員觸電、蓄電池的傷害等危險;采集單元各檢測通道應采用高阻抗輸入方式,檢測回路的電流小于微安級,對蓄電池無不良影響。

2)系統能完全獨立于被監測設備而正常工作,功耗低,對供電系統要求不高,不影響用戶正常供電線路。

(3)具有防過壓、過流、高頻磁場干擾特性,要求系統工作電壓范圍寬,防過流、過壓能力強,系統設計有防浪涌電路,可在高頻強磁場工作環境下正常運行。

(4)系統采用模塊化設計,模塊間的獨立性良好,在線可維護性強,在線維護時不影響被監測設備的正常工作。

(5)系統應采用阻燃特性良好的元器件,使得系統本身的短路過流等原因造成的故障不會引起明火燃燒。

7.3 抗干擾性強

目前大型UPS及高頻UPS應用越來越普遍,在電池上出現很強的紋波干擾非常常見。在一個UPS系統中,逆變器在逆變過程中會產生2次、4次與6次等紋波電流,這種紋波電流會倒灌到蓄電池上,干擾蓄電池監測設備的正常工作。

我們專為此種應用設計了一個特殊的濾波電路,采用DSP+自動塌陷電

路,這種電路能夠阻檔UPS產生的2次、4次與6次等紋波,而幾乎不影響有用的信號。這種產品已經在Emerson、Schneider與Eaton等品牌的大型UPS系統上有數以千計的應用。

7.4 在線自動內阻測試技術

深圳市安定電子有限公司擁有多循環在線內阻測試技術的獨家專利,此種技術可以實現完全自動在線測試內阻。

7.5 在線自動連接電阻測試技術

深圳市安定電子有限公司擁有在線連接電阻測試技術的獨家專利,此種技術可以實現完全自動在線測試電池間的連接電阻。

7.6 高精度電壓采集技術

電壓檢測采用16位并行A/D轉換技術,無開關或繼電器切換,實現了高速及高穩定采集,精度可高達0.1%。采集單元前后級采用了光電隔離,避免前端對后端電路的干擾,保證系統安全可靠。

7.7 監測設備內置智能分析功能

大部分的蓄電池監測產品都通過后臺軟件來分析數據,這種方式的好處是實現起來比較容易,但存在下面的缺點:

    - 與監測設備通信中斷或軟件死機不能正常接收數據時,分析的基礎數據會丟

失,無法進行分析,造成整個系統癱瘓。

    - 如要將監測設備直接接入第三方監控系統時,就沒有分析功能或實現起來非

常復雜。

為了解決這個問題,深圳華爾高科技有限公司將分析功能內置到監測設備內,設備每月自動會對每節電池的電壓、內阻等進行分析,自動生成報告找出需要更換的電池并提出維護建議。使分析功能完全獨立于臺軟件,分析結果可以直接上傳給第三方監測系統。

7.8 大容量數據存儲空間

監測設備可以對保存電壓、內阻、報警記錄及分析報告等,一旦后臺服務器出故障,也可確保關鍵數據不會丟失。

7.9 接入性好

監測設備可以完全獨立運行,無需后臺軟件支持,并能直接對數據進行分析生成分析報告,這些數據通過通訊口可以直接上傳給第三方監測系統,并提供RS232、RS485及網絡口同時支持嚴格的MODBUS規約,使系統接入變得極為簡單。

 

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