HDBM5300 泉州市蓄电池在线监测系统原理

HDBM5300蓄电池在线监测系统是为满足变电站直流电源、通信电源等系统而设计的一款在线式蓄电池监控及自动维护系统。可完成对电池组电压、电池电流、单体电池电压、单体电池内阻、电池环境温度、电池电压均衡度、剩余容量和放电可持续时间等监测和告警功能。能对蓄电池组进行自动均衡电压维护。用于对2V、6V、12V蓄电池进行在线监测。 

一、产品应用：

在电力二次设备及动力设备等系统中，蓄电池组是重要的储能设备，它可保证保护设备及通信设备的不间断供电。但如果不能妥善地管理使用蓄电池组，例如过充电、过放电及电池老化等现象都会导致电池损坏或电池容量急剧下降（即使只有一节电池性能恶化，也会严重影响整组电池的性能），从而影响设备的正常供电。因此，及时可靠的对电池组进行巡回检测对于维护继电保护设备的正常运转具有十分重要的意义。

许多缺乏电池测试和维护计划的直流电源系统用户都已得到了这样一个惨痛的教训，即:在市电断电时,系统没能维持几分钟就陷入瘫痪。引起这一严重后果的因素源于蓄电池。很多电源系统用户已经意识到通过对电池实时监测可以及时发现蓄电池潜在的危险。因此制定一个完整、有效、定期的蓄电池维护测试规程是非常重要的。从长远来看，不仅能确保系统安全运行也可使您节约大量维护成本及不必要的损失。 

1大多数电池使用寿命比预计的要短很多；

2 电池安装以后可能没有专人管理；

3手工检测很困难，数据分析需要专业知识；

4 很多场合不具备定期放电检查的条件；

5 电池放电测试的风险很高；

6无人值守站的日常检查费用很高；

7 大部分电池监测系统只采集了电池的电压，反映不出问题；

8 具有“电池管理功能”的直流屏并没有检测到单体电池的内阻和容量。

蓄电池在线监测管理系统就是要在电池运行过程中把握电池的真实运行状态，确保蓄电池能够提供足够的后备动力。主要意义包括：改善蓄电池的使用条件，延长蓄电池的使用寿命；掌握蓄电池的当前状况，尤其是蓄电池的容量衰减；及时处理蓄电池问题，避免停电后设备瘫痪；避免盲目更换蓄电池，减少电池更换费用；降低蓄电池现场维护费用；便于集中监测和网络化管理。

二、产品功能：

1 在线巡检功能：实时监测的蓄电池组的组端电压、充放电电流、单体电压、电压均衡度；

2 在线内阻检测功能：在线测试每节蓄电池内阻，系统采用直流内阻在线测试技术，特征点高速捕捉，多重保护及自检功能。因此*有效解决了在线、安全、准确测得蓄电池内阻存在技术难题。测试过程无须将充电机与蓄电池组断开，不影响直流系统正常运行，测试不受充电机纹波及外界环境干扰，数据测量准确、稳定。

3 在线自动均衡维护功能：在线自动均衡维护功能：在蓄电池处于浮充状态时自动巡检各单体电池电压，并针对低于设定浮充电压的电池（长期欠充）进行阶段性补充充电，并对过充电池进行单体放电以解除过充状态；确保电池组浮充时保持电压均衡，使每节电池都始终处于佳活性状态。 能有效防止电池因长期过充而失水或长期欠充而硫化，同时能夯实电池，提高电池能量吸收比，从而提高电池组的备用时间和使用寿命。打破“水桶原理”即使有落后电池存在也不会再影响其他电池性能。同时为日常维护中容量、内阻试验提供一个“起点”*的试验平台

4 异常告警功能：蓄电池单体电压、单体内阻等参数超过阈值告警。

5  数据分析和报表功能：配备强大的上位机监控分析软件，通过对监测和检测数据进行系统分析，绘制总电压、单体电压、充放电电流曲线图，容量柱状图，可对蓄电池组健康性能和放电能力进行分析，准确甄别落后电池。可手动或自动生成各类符合客户要求数据报表。采用上位机实时监测的还可每月自动生成WORD板本的“监测和维护月报表”并自动存入用户的文件夹中。

6  数据传输和组网功能：设备具有LAN(以太网)、RS485数据传输接口实现远程联网监控。         

三、产品特点

1  模块化架构设计，每个本地主机可监控2组，每组12V※18节电池数据，每组电池中每个模块负责4节电池的数据采集，系统可对任何电压等级的阀控式铅酸电池或磷酸铁锂电池组进行在线监测和维护，模块化解决方案配置更加灵活，安装更加方便快捷。

2  采集维护模块配有拨码器无需固定编号，可自由调换，安装维护方便快捷。

3 显示与指示：采用4.3寸彩色触摸液晶屏，屏幕液晶直观显示蓄电池运行状态、自动维护状态、设备存储状态及各项运行参数和告警记录。面板具有电源、设备故障、越限报警指示灯。

4  参数设置：设备具有就地和远方对系统基本数据的重新设置、更改、删除功能。可就地进行参数设置或远程调阅和配置装置参数。

5 方式：现场声光告警（可消音）、上位机及监控端告警。

6  系统可扩展强，如后续添加蓄电池组监测均可方便加入统一管理。

7  供电方式：交流、直流、交直流供电可选。

8 安全隔离：装置和电池间所有连线都必需采用保险线；

9 可根据客户现场情况，灵活选择有线方式或无线方式进行组网和传输数据。

四、产品组成：

1、蓄电池整组参数采集模块HDBM5300

   HDBM5300蓄电池整组参数采集模块可完成对电池组电压、组电池充放电电流进行在线监测。每个模块可监测1组电池。

参数指标

2、均衡内阻测试模块 HDBM5300

HDBM5300蓄电池均衡内阻测试模块是可完成单体电池电压、单体电池内阻、对蓄电池组进行自动均衡电压维护。

模块功能：

1在线监测功能：实时监测的蓄电池组的：单体电压、单体电池内阻、电压均衡度；

2 在线内阻检测功能：在线检测每节蓄电池内阻，蓄电池在线监测系统采用直流内阻在线测试技术，特征点高速捕捉，多重保护及自检功能。因此*有效地解决了“在线、安全、准确”测得蓄电池内阻的技术难题。测试过程无须将充电机与蓄电池组断开，不影响直流系统正常运行，测试不受充电机纹波及外界环境干扰，数据测量准确、稳定。

3 在线自动均衡维护功能：在蓄电池处于浮充状态时自动巡检各单体电池电压，并针对低于设定浮充电压的电池（长期欠充）进行阶段性补充充电，并对过充电池进行单体放电以解除过充状态；确保电池组浮充时保持电压均衡，使每节电池都始终处于佳活性状态。 能有效防止电池因长期过充而失水或长期欠充而硫化，同时能夯实电池，提高电池能量吸收比，从而提高电池组的备用时间和使用寿命。打破“木桶原理”即使有落后电池存在也不会再影响其他电池性能。同时为日常维护中容量、内

另外，我们还可以采用连续扫描脉冲示波器法HDDL电缆故障测试仪进行测试。短路或接地故障点处反射波将为负反射，荧屏图如图1b所示。此时故障点距离可按下列公式计算式中X——反射时间μs； V——波速，m/μs。 
  (2)测量时注意的事项。 
  a.跨接线的截面应与电缆芯线截面接近，跨接线应尽量短，并保持良好。 
  b.测量回路应尽可能绕开分支箱或变、配电所，越短越好。 
  c.直流电源电压应不低于1500V。 
  d.直流电源负极应经电桥接到电缆导体，正极接电缆内护层并接地。 
  e.操作人员应站在绝缘垫上，并将桥臂电阻、检流计、分流器等放在绝缘垫上。 
  1.1.2两相短路故障点的测试 
  当出现两相短路故障点，测量接线方法如图2所示。测量时可将任一故障芯线作接地线，另一故障芯线接电桥，计算公式和测量方法与单相低电阻接地故障点相同。 
  1.1.3三相短路故障点的测试 
  当发生三相短路故障时，测量时必须借用其他并行的线路或装设临时线路作回路，装设临时线路，必须精确测量该线路的电阻，接线方法如同图2所示。可按下式计算，即式中R为临时线的单线电阻值，其余符号的含义与式(2)相同。 

1.2高电阻接地故障点 
  电缆的高电阻接地故障是指导体与铝护层或导体与导体之间的绝缘电阻值远低于正常值，但大于100kΩ，而芯线连续性良好。 
  1.2.1用高压电桥法寻找高阻接地故障 
  其接线原理如图3a所示，由于故障点电阻大，必需使用高压直流电源，以保证通过故障点的电流不致太小。桥臂电阻为100等分的3.5Ω左右的滑线电阻，电桥所加电压10～200kV，微安表指示为100～20μA，故障点至测量端的距离可按下式测算，即当调换图3中故障芯线与完好芯线的位置时则有式中X——故障点至测量的距离，m; L——电缆线路长度，m；C——滑线电桥读数。 
  1.2.2一次扫描示波器(711型)法 
  所谓的一次扫描示波器法是采用高压一次扫描示波器，记录故障点放电振荡波形，确定故障点，示波器荧光屏如图3b所示，故障点的距离可按以下公式计算式中V——波速，m/μs；T——振荡周期，μs。 
  1.2.3测量时应意事项 
  (1)由于测量是在高压下进行，必须与地可*绝缘，操作人员应戴绝缘手套，用绝缘杆操作，并与高压引线保持一距离。 泉州市蓄电池在线监测系统原理
  (2)同一电缆中不测量芯线也必须可*接地，以防感应产生危险高压。 
  (3)测量时应逐渐加压，若发现电流表指针晃动或闪络性故障，要立即停止测量，以免烧毁仪表。 
  (4)当用正接法测量完毕而需要更换接线时，必须降低电压，切断电源，只有将回路中残余电荷放尽，才能调换接线进行反接法测量。 
  1.3*断线故障点 
  所谓*断线故障是指各相绝缘良好泉州市蓄电池在线监测系统原理，一相或者多相导线不连续。此时，同样可采用二种方法进行测试。 
  1.3.1电桥法 
  其接线如图4a所示，在线路二端测量故障的电容与标准电容器之比，确定故障点的距离，可按下列公式计算式中CE、CF分别为故障相在