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)而設計的一款在線式蓄電池監(jiān)控及自動維護系統(tǒng)。可完成對電池組電壓、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)時間等監(jiān)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(jiān)測。 

一、產(chǎn)品應用：

在電力二次設備及動力設備等系統(tǒng)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(xiàn)象都會導致電池損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(zhuǎn)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)用戶已經(jīng)意識到通過對電池實時監(jiān)測可以及時發(fā)現(xiàn)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(guī)程是非常重要的。從長遠來看，不僅能確保系統(tǒng)安全運行也可使您節(jié)約大量維護成本及不必要的損失。 

1大多數(shù)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(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(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)就是要在電池運行過程中把握電池的真實運行狀態(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(xiàn)場維護費用；便于集中監(jiān)測和網(wǎng)絡化管理。

二、產(chǎn)品功能：

1 在線巡檢功能：實時監(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(nèi)阻存在技術(shù)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(tǒng)正常運行，測試不受充電機紋波及外界環(huán)境干擾，數(shù)據(jù)測量準確、穩(wěn)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(tài)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(tài)；確保電池組浮充時保持電壓均衡，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(nèi)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(nèi)阻等參數(shù)超過閾值告警。

5  數(shù)據(jù)分析和報表功能：配備強大的上位機監(jiān)控分析軟件，通過對監(jiān)測和檢測數(shù)據(jù)進行系統(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(shù)據(jù)報表。采用上位機實時監(jiān)測的還可每月自動生成WORD板本的“監(jiān)測和維護月報表”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：設備具有LAN(以太網(wǎng))、RS485數(shù)據(jù)傳輸接口實現(xiàn)遠程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。         

三、產(chǎn)品特點

1  模塊化架構(gòu)設計，每個本地主機可監(jiān)控2組，每組12V※18節(jié)電池數(shù)據(jù)，每組電池中每個模塊負責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行在線監(jiān)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(diào)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(tài)、自動維護狀態(tài)、設備存儲狀態(tài)及各項運行參數(shù)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(shù)設置：設備具有就地和遠方對系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)的重新設置、更改、刪除功能。可就地進行參數(shù)設置或遠程調(diào)閱和配置裝置參數(shù)。

5 方式：現(xiàn)場聲光告警（可消音）、上位機及監(jiān)控端告警。

6  系統(tǒng)可擴展強，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行在線監(jiān)測。每個模塊可監(jiān)測1組電池。

參數(shù)指標

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、對蓄電池組進行自動均衡電壓維護。

模塊功能：

1在線監(jiān)測功能：實時監(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(nèi)阻的技術(shù)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(tǒng)正常運行，測試不受充電機紋波及外界環(huán)境干擾，數(shù)據(jù)測量準確、穩(wěn)定。

3 在線自動均衡維護功能：在蓄電池處于浮充狀態(tài)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(tài)；確保電池組浮充時保持電壓均衡，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(nèi)阻試驗提供一個“起點”*的試驗平臺。

4每個模塊可監(jiān)測4節(jié)12V電池。

參數(shù)指標

3、監(jiān)測主機 HDBM5300

    系統(tǒng)本地主機可對各種數(shù)據(jù)和報警過程數(shù)據(jù)進行分類單獨存儲，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)實現(xiàn)遠程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測。

武漢華頂電力設備有限公司編制

 電纜耐壓試驗手法的革新1概述

隨著我公司的發(fā)展,尤其是在城網(wǎng)改造和城市美化的要求,用交聯(lián)聚乙烯電纜(以下簡稱:“交聯(lián)電纜”)代替架空線路已成為一種趨勢,高電壓的電力交聯(lián)電纜使用的數(shù)量越來越多。為了檢驗和保證交聯(lián)電纜的安裝質(zhì)量,在送電投運前,對交聯(lián)電纜進行現(xiàn)場交流耐壓試驗十分必要。過去由于使用交聯(lián)電纜一般長度都比較長，因此容量較高，受試驗設備的限制,在現(xiàn)場對交聯(lián)電纜進行交流耐壓試驗比較困難,一般采用直流耐壓試驗來代替。存在兩個缺點: 

1)直流電壓對交聯(lián)聚乙烯絕緣,有積累效應,即“記憶性”。一旦電纜有了由于直流試驗而引起的“記憶性”,它就需要很長時間來釋放盡殘留在電纜中直流電荷。而當該電纜投入運行時,直流電荷便會疊加在交流電壓峰值上,產(chǎn)生“和電壓”,遠超過電纜的額定電壓,使絕緣加速老化,縮短使用壽命。

2)直流電壓分布與實際運行的交流電壓不同,直流電場分布受電阻率影響,而交流下電場分布與電阻率和介電系數(shù)都有關(guān)。因此直流耐壓試驗并不能象交流耐壓一樣可以準確地反映電纜的機械損傷等明顯缺陷,直流試驗合格的電纜,投入運行后,在正常工作電壓作用下,也會發(fā)生絕緣故障。由此可見,對于交聯(lián)電纜采用傳統(tǒng)的直流耐壓試驗是不可取的,應予淘汰。近年來,國內(nèi)外許多專家都建議現(xiàn)場對交聯(lián)電纜進行交流耐壓試驗來代替直流電壓試驗。由于電力電纜對地電容量很大,在現(xiàn)場采用50Hz工頻進行交流耐壓試驗條件難以具備,但采用調(diào)頻電源進行交流耐壓試驗,條件是基本具備的。根據(jù)規(guī)范現(xiàn)場絕緣耐壓試驗中使用的交流電壓頻率,可采用30—300Hz。

2交流耐壓的幾種試驗方法

 2·1串聯(lián)諧振

如果被試品的試驗電壓較高,而電容量較小, 一般可采用串聯(lián)諧振方法,見圖1所示。

HDT變頻串聯(lián)諧振的等效電路

當試驗回路中ω0L =1ω0C(C包括CX、C1、C2)時,試驗回路產(chǎn)生串聯(lián)諧振,此時能在試品上產(chǎn)生較高的試驗電壓(試驗電壓高低與回路品質(zhì)因數(shù)有關(guān)),如果電容C較大,試驗回路電流也較大,通過電抗器的電流也較大,這時試驗設備一般難以滿足現(xiàn)場試驗需要;通常該試驗接線僅適用于被試品電容量較小而試驗電壓較高,試驗變壓器能滿足試驗容量要求而不能滿足試驗電壓要求的情況。

對于電力電纜來說,被試設備的電容量C是固定的,要使試驗回路產(chǎn)生諧振就要改變試驗回路的電感L或頻率ω,即:ω0=1 LC或L =1ω02C; 采用改變電感的方法來滿足串聯(lián)諧振需采用可調(diào)電抗器,但限于運輸和在現(xiàn)場搬動,電抗器的體積和重量不能做得很大,因此可調(diào)電抗器的調(diào)節(jié)范圍是有限的。所以在現(xiàn)場試驗時采用調(diào)感的方法往往由于電抗器的范圍有限而不能滿足試驗要求。

另一種方法是采用調(diào)頻的方法,即當電抗器和電容固定時通過改變試驗電源頻率來使ω0L = 1 ω0C來達到所需的電壓,但這時需要一套調(diào)頻電源裝置。

 2·2并聯(lián)諧振

     如果被試品的試驗電壓較低而試品容量較大時,一般可采用并聯(lián)諧振方法,見圖2所示。

HDT變頻串聯(lián)諧振并聯(lián)諧振的等效電路

當試驗回路中ω0L=1ω0C(C包括CX、C1、C2) 時,試驗回路產(chǎn)生并聯(lián)諧振,此時試品電壓等于電抗器電壓也等于升壓變壓器高壓側(cè)電壓。由于電抗器的補償作用,變壓器理論上僅提供回路阻性電流,可以大大降低對試驗變壓器的容量要求。因此該試驗回路適用于試品電容量大,而電壓較低的情況。低電壓的電抗器一般容易制作,試驗時可采用幾個低電壓電抗器并聯(lián)的方法或利用可調(diào)電抗器改變電感的方法來滿足并聯(lián)諧振要求。如果有一套調(diào)頻電源裝置的話,也可采用改變試驗電源頻率的方法,使回路滿足試驗要求。

 2·3串-并聯(lián)法

當試驗電壓較高、被試品電容量較大時,采用上述兩種方法都難以滿足試驗要求,主要是試驗設備難以滿足要求:一是合適的高電壓大容量的電抗器一般單位都不具備;二是不同長度的電纜電容量不相同,需要的電抗器也不一樣,即使是可調(diào)電抗器也往往由于可調(diào)范圍有限而難以滿足試驗要求。因此僅靠配備合適的電抗器來滿足試驗要求就比較困難,所以國內(nèi)外進行長電纜交流耐壓試驗一般均采用串、并聯(lián)調(diào)頻諧振方式綿陽市蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)訂做綿陽市蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)訂做。

                 HDT變頻串聯(lián)諧振串-并聯(lián)諧振的等效電路

如圖3所示,在試驗回路中串入電抗器產(chǎn)生串聯(lián)諧振來提高被試品試驗電壓,在被試品兩端并聯(lián)電抗器使被試品電容電流大部份由電抗器來補償,從而使通過串聯(lián)電路中電抗器的電流大為減少,從而降低試驗對電抗器、試驗變壓器的要求。采用調(diào)頻電源裝置來改變試驗頻率使ω0L =1ω0C,使試驗回路產(chǎn)生諧振。這樣試驗設備就比較容易滿足試驗要求。

舉例來說，如一條110kV交聯(lián)電纜長為2km，其每km的電容量為0.12μF,每一相電纜總電容量大約為0.27uF,采用的補償電抗器為4個并聯(lián),每個電抗器的電感量為200H左右,串聯(lián)電抗器電感也為200H左右, 在電抗器1串4并的串并聯(lián)諧振接線情況下,通過變頻電源盡量使試驗頻率接近于50Hz,計算的試驗頻率大約為48-45Hz,計算被試品電力電纜的電容電流大約為9.04A, 4個電抗器補償電感電流為7.23A,每個補償電抗器通過的電流不到2A,而串聯(lián)回路中的電抗器電流僅為