HDBM5300 平頂山蓄電池在線監測系統選型

    HDBM5300蓄電池在線監測系統是為滿足變電站直流電源、通信電源等系統而設計的一款在線式蓄電池監控及自動維護系統。可完成對電池組電壓、電池電流、單體電池電壓、單體電池內阻、電池環境溫度、電池電壓均衡度、剩余容量和放電可持續時間等監測和告警功能。能對蓄電池組進行自動均衡電壓維護。用于對2V、6V、12V蓄電池進行在線監測。 

一、產品應用：

在電力二次設備及動力設備等系統中，蓄電池組是重要的儲能設備，它可保證保護設備及通信設備的不間斷供電。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象都會導致電池損壞或電池容量急劇下降（即使只有一節電池性能惡化，也會嚴重影響整組電池的性能），從而影響設備的正常供電。因此，及時可靠的對電池組進行巡回檢測對于維護繼電保護設備的正常運轉具有十分重要的意義。

許多缺乏電池測試和維護計劃的直流電源系統用戶都已得到了這樣一個慘痛的教訓，即:在市電斷電時,系統沒能維持幾分鐘就陷入癱瘓。引起這一嚴重后果的因素源于蓄電池。很多電源系統用戶已經意識到通過對電池實時監測可以及時發現蓄電池潛在的危險。因此制定一個完整、有效、定期的蓄電池維護測試規程是非常重要的。從長遠來看，不僅能確保系統安全運行也可使您節約大量維護成本及不必要的損失。 

1大多數電池使用壽命比預計的要短很多；

2 電池安裝以后可能沒有專人管理；

3手工檢測很困難，數據分析需要專業知識；

4 很多場合不具備定期放電檢查的條件；

5 電池放電測試的風險很高；

6無人值守站的日常檢查費用很高；

7 大部分電池監測系統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阻和容量。

蓄電池在線監測管理系統就是要在電池運行過程中把握電池的真實運行狀態，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，避免停電后設備癱瘓；避免盲目更換蓄電池，減少電池更換費用；降低蓄電池現場維護費用；便于集中監測和網絡化管理。

二、產品功能：

1 在線巡檢功能：實時監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 在線內阻檢測功能：在線測試每節蓄電池內阻，系統采用直流內阻在線測試技術，特征點高速捕捉，多重保護及自檢功能。因此*有效解決了在線、安全、準確測得蓄電池內阻存在技術難題。測試過程無須將充電機與蓄電池組斷開，不影響直流系統正常運行，測試不受充電機紋波及外界環境干擾，數據測量準確、穩定。

3 在線自動均衡維護功能：在線自動均衡維護功能：在蓄電池處于浮充狀態時自動巡檢各單體電池電壓，并針對低于設定浮充電壓的電池（長期欠充）進行階段性補充充電，并對過充電池進行單體放電以解除過充狀態；確保電池組浮充時保持電壓均衡，使每節電池都始終處于佳活性狀態。 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。同時為日常維護中容量、內阻試驗提供一個“起點”*的試驗平臺

4 異常告警功能：蓄電池單體電壓、單體內阻等參數超過閾值告警。

5  數據分析和報表功能：配備強大的上位機監控分析軟件，通過對監測和檢測數據進行系統分析，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行分析，準確甄別落后電池。可手動或自動生成各類符合客戶要求數據報表。采用上位機實時監測的還可每月自動生成WORD板本的“監測和維護月報表”并自動存入用戶的文件夾中。

6  數據傳輸和組網功能：設備具有LAN(以太網)、RS485數據傳輸接口實現遠程聯網監控。         

三、產品特點

1  模塊化架構設計，每個本地主機可監控2組，每組12V※18節電池數據，每組電池中每個模塊負責4節電池的數據采集，系統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行在線監測和維護，模塊化解決方案配置更加靈活，安裝更加方便快捷。

2  采集維護模塊配有撥碼器無需固定編號，可自由調換，安裝維護方便快捷。

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行狀態、自動維護狀態、設備存儲狀態及各項運行參數和告警記錄。面板具有電源、設備故障、越限報警指示燈。

4  參數設置：設備具有就地和遠方對系統基本數據的重新設置、更改、刪除功能。可就地進行參數設置或遠程調閱和配置裝置參數。

5 方式：現場聲光告警（可消音）、上位機及監控端告警。

6  系統可擴展強，如后續添加蓄電池組監測均可方便加入統一管理。

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 可根據客戶現場情況，靈活選擇有線方式或無線方式進行組網和傳輸數據。

四、產品組成：

1、蓄電池整組參數采集模塊HDBM5300

   HDBM5300蓄電池整組參數采集模塊可完成對電池組電壓、組電池充放電電流進行在線監測。每個模塊可監測1組電池。

參數指標

2、均衡內阻測試模塊 HDBM5300

HDBM5300蓄電池均衡內阻測試模塊是可完成單體電池電壓、單體電池內阻、對蓄電池組進行自動均衡電壓維護。

模塊功能：

1在線監測功能：實時監測的蓄電池組的：單體電壓、單體電池內阻、電壓均衡度；

2 在線內阻檢測功能：在線檢測每節蓄電池內阻，蓄電池在線監測系統采用直流內阻在線測試技術，特征點高速捕捉，多重保護及自檢功能。因此*有效地解決了“在線、安全、準確”測得蓄電池內阻的技術難題。測試過程無須將充電機與蓄電池組斷開，不影響直流系統正常運行，測試不受充電機紋波及外界環境干擾，數據測量準確、穩定。

3 在線自動均衡維護功能：在蓄電池處于浮充狀態時自動巡檢各單體電池電壓，并針對低于設定浮充電壓的電池（長期欠充）進行階段性補充充電，并對過充電池進行單體放電以解除過充狀態；確保電池組浮充時保持電壓均衡，使每節電池都始終處于佳活性狀態。 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“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。同時為日常維護中容量、內阻試驗提供一個“起點”*的試驗平臺。

4每個模塊可監測4節12V電池。

參數指標

3、監測主機 HDBM5300

    系統本地主機可對各種數據和報警過程數據進行分類單獨存儲，有利于數據檢索和分析利用，存儲空間至少可能存儲30天以上監測數據。

    設備具有LAN(以太網)、RS485數據傳輸接口可上傳數據實現遠程聯網監測。

武漢華頂電力設備有限公司編制

為困難和關鍵的問題之一。

按照時域波形特征，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，需采用不同的抑制措施。在已有的各種系統中，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，但是現場干擾會隨著環境、設備負載以及運行方式的改變而改變，硬件抑制方法難以達到理想的效果。

隨著數字信號處理技術的發展，高頻局部放電檢測中的干擾抑制措施主要依靠軟件實現。目前常用的數字化抗干擾方法主要有：脈沖平均法、數字濾波法、信號相關法、神經網絡法以及小波分析法。小波變換是基于非平穩信號的分析手段，在時域、頻域同時具有良好的局部化性質，非常適合于不規則、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。

對于放電信號的區分，一方面可利用前述的抗干擾技術，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據庫進行對比，即進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計譜圖的形狀特點，通過計算統計譜圖的偏斜度、陡峭度以及相互關聯因素等特征參數，從而對缺陷類型進行確認和識別。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、等效時長或其它與波形相關的特征參量進行分類，形成時頻域映射譜圖。時頻譜圖的特點是多個放電源、不同放電類型的局部放電脈沖會被映射到不同聚點，這樣便于在局部放電相位譜圖上將真實放電和噪聲干擾區分開來如圖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，對耦合到的信號進行幅度、相位或頻率的計算，從而進行分類，如圖5-9所示。
圖5-8  局部放電時頻映射譜圖^[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

對于電力電纜運行情況下局部放電源的定位，較為平頂山蓄電池在線監測系統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域和頻域特征，來進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，上升時間下降、脈沖寬度變寬，信號高頻分量嚴重衰減等，因而可利用這些特點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。該方法平頂山蓄電池在線監測系統選型與上述方法類似，但不同的是在連續幾個接頭處進行同步測量，根據不同測量處耦合到同一脈沖信號的幅值大小、極性以及到達時間的不同而準確定位放電源的位置。該方法已在電纜在線局部放電監測中逐漸展開應用，如圖5-10所示。圖5-10 分布式同步局部放電檢測技術