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(jì)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(shí)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(shí)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(jì)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(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)意識到通過對電池實(shí)時(shí)監(jiān)測可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池潛在的危險(xiǎn)。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(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(xiǎn)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(shí)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(shí)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(shí)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(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期過充而失水或長期欠充而硫化，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“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(bào)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(bào)表。采用上位機(jī)實(shí)時(shí)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(bào)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)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(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(xiǎn)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)

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(jìn)行自動均衡電壓維護(hù)。

模塊功能：

1在線監(jiān)測功能：實(shí)時(shí)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(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”測得蓄電池內(nèi)阻的技術(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：在蓄電池處于浮充狀態(tài)時(shí)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(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期過充而失水或長期欠充而硫化，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“起點(diǎn)”*的試驗(yàn)平臺。

4每個模塊可監(jiān)測4節(jié)12V電池。

參數(shù)指標(biāo)

3、監(jiān)測主機(jī) HDBM5300

    系統(tǒng)本地主機(jī)可對各種數(shù)據(jù)和報(bào)警過程數(shù)據(jù)進(jìn)行分類單獨(dú)存儲，有利于數(shù)據(jù)檢索和分析利用，存儲空間至少可能存儲30天以上監(jiān)測數(shù)據(jù)。

    設(shè)備具有LAN(以太網(wǎng))、RS485數(shù)據(jù)傳輸接口可上傳數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測。

武漢華頂電力設(shè)備有限公司編制

為困難和關(guān)鍵的問題之一。

按照時(shí)域波形特征，外部背景噪聲主要包括周期型干擾信號、脈沖型干擾信號和白噪聲干擾信號。針對不同干擾信號的特征和性質(zhì)，需采用不同的抑制措施。在已有的各種系統(tǒng)中，干擾信號抑制主要包括硬件和軟件兩個方面的措施。雖然硬件抑制方法有一定的效果，但是現(xiàn)場干擾會隨著環(huán)境、設(shè)備負(fù)載以及運(yùn)行方式的改變而改變，硬件抑制方法難以達(dá)到理想的效果。

隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展，高頻局部放電檢測中的干擾抑制措施主要依靠軟件實(shí)現(xiàn)。目前常用的數(shù)字化抗干擾方法主要有：脈沖平均法、數(shù)字濾波法、信號相關(guān)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法以及小波分析法。小波變換是基于非平穩(wěn)信號的分析手段，在時(shí)域、頻域同時(shí)具有良好的局部化性質(zhì)，非常適合于不規(guī)則、瞬變信號的處理，越來越多的用于高頻局部放電檢測的干擾抑制措施中。

對于放電信號的區(qū)分，一方面可利用前述的抗干擾技術(shù)，將外界干擾噪聲抑制到較小水平，另一方面也可通過與不同缺陷放電特征數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比，即進(jìn)行放電信號的模式識別。模式識別的主要步驟包括放電信號的測量、放電信號特征提取與分類和特征指紋庫比對三個步驟，從而判斷所測信號是否為真實(shí)的放電信號以及是何種放電。一種模式識別方法是利用相位統(tǒng)計(jì)譜圖的形狀特點(diǎn)，通過計(jì)算統(tǒng)計(jì)譜圖的偏斜度、陡峭度以及相互關(guān)聯(lián)因素等特征參數(shù)，從而對缺陷類型進(jìn)行確認(rèn)和識別。另外一種是聚類分析法，該方法主要將放電信號按其各自的等效頻率、等效時(shí)長或其它與波形相關(guān)的特征參量進(jìn)行分類，形成時(shí)頻域映射譜圖。時(shí)頻譜圖的特點(diǎn)是多個放電源、不同放電類型的局部放電脈沖會被映射到不同聚點(diǎn)，這樣便于在局部放電相位譜圖上將真實(shí)放電和噪聲干擾區(qū)分開來如圖5-8所示。還有一種聚類原理是利用三相同步局部放電檢測技術(shù)，對耦合到的信號進(jìn)行幅度、相位或頻率的計(jì)算，從而進(jìn)行分類，如圖5-9所示。
圖5-8  局部放電時(shí)頻映射譜圖^[16]   圖5-9 三相局部放電同步檢測聚類譜圖^[28]

（二）放電源的定位

對于電力電纜運(yùn)行情況下局部放電源的定位，較為平頂山蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)選型簡單的方法是利用高頻局部放電檢測傳感器在電纜終端、各個接頭處分別進(jìn)行局部放電信號的檢測，通過對比分析不同傳感器位置放電信號的時(shí)域和頻域特征，來進(jìn)行放電源的大致定位。該方法主要利用的是放電脈沖信號在電纜中傳輸衰減原理，隨著放電信號的傳播，放電信號幅值減小，上升時(shí)間下降、脈沖寬度變寬，信號高頻分量嚴(yán)重衰減等，因而可利用這些特點(diǎn)大致判斷出放電源的位置。但值得注意的是該方法較為粗略，精度較低，僅能大致判斷出在哪個接頭附近或哪兩接頭間存在缺陷。

另一種方法是利用分布式局部放電同步檢測技術(shù)。該方法平頂山蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)選型與上述方法類似，但不同的是在連續(xù)幾個接頭處進(jìn)行同步測量，根據(jù)不同測量處耦合到同一脈沖信號的幅值大小、極性以及到達(dá)時(shí)間的不同而準(zhǔn)確定位放電源的位置。該方法已在電纜在線局部放電監(jiān)測中逐漸展開應(yīng)用，如圖5-10所示。圖5-10 分布式同步局部放電檢測技術(shù)