蓄电池在线监测系统精选(九篇)

第1篇：蓄电池在线监测系统范文

【关键词】 传感器 蓄电池在线监测 运行方式

1 概述

蓄电池作为备用电源在供电系统中往往起着极其重要的作用，在交流电失电或其它事故状态下蓄电池组一旦出现问题，供电系统将面临瘫痪，造成设备停运及其它重大运行事故。近年随着阀控式密封铅酸蓄电池（以下简称阀控蓄电池）的广泛使用，加之使用环境及条件欠佳，因蓄电池提前失效而引发的事故时有发生。如何快捷有效地检测出早期失效电池并预测蓄电池性能变化趋势已成为电池运行管理的新课题。随着技术的发展，蓄电池在线监测这一新检测技术开始逐步得到运用。

arm9-lem传感器是专门为应用于蓄电池在线监测而做的蓄电池传感器。该传感器每只模块监测一块蓄电池，模块采用四线制设计，通过与蓄电池的正负极相连实现供电和测量，然后通过rj11接口（电话线接口）实现至多254个模块的相连，经由开放的串口协议通讯实现对整个蓄电池组的监测。该传感器可以直接测量单体蓄电池的阻抗、电压和表面温度（模块贴在电池表面）等。

2 蓄电池在线监测硬件平台的构成

蓄电池在线监测系统一方面需要完成在工业现场如变电站，数据中心等场合蓄电池参数的人机交互，方便用户在现场时观测蓄电池组整体电压，电流以及各单体电池的阻抗，电压和温度；另一方面需要提供网络接口，使用户在远端如中央控制室能够及时了解现场的情况；最后需增加gsm接口，一旦发生故障，可以用发短信或者打电话的方式通知到值班人员。因此有必要设计一台现场监测主机完成以上功能，与arm9-lem传感器sentinel模块相配实现整个蓄电池在线监测系统的构建。

（1）鉴于sentinel模块的独特设计，可以直接对蓄电池阻抗进行测试，因此系统毋须安装单独的放电模块。

（2）由于sentinel模块需要通过地址来识别，该地址是8位的，以上连接最多实现254块蓄电池的连接，对现场监控提出的要求至少有带有人机交互功能，网络功能，gsm发射功能，sbus总线通讯的功能以及a/d转换接口。

3 基于arm9的蓄电池在线监测主机

主机实质上是一个带有人机交互界面的嵌入式系统。拟采用arm9+操作系统的方式，选择atmel公司的at91sam9261作为系统的主控cpu。

3.1 核心板部分设计

核心板的设计框图如图1：

说明：

（1）由于at91sam9261采用dataflash的启动的方式只能工作在温度高于0℃低于70℃的范围，一旦温度低于0℃将无法启动。为了解决这个问题，只能使arm采用外部启动即nor flash启动的方式，因此需要选择启动模式为外部启动（bms=0），以达到工业现场的温度要求。

（2）norflash存储器芯片选择amd公司的am29lv160db，其容量为4m*16bit，用于存储boot程序，小型操作系统及小型应用程序。设计时采用字对齐方式，即芯片的a0地址线对应arm芯片的a1地址线。

3.2 扩展板部分设计

扩展板的设计框图如图2：

（1） spi flash芯片用于存储蓄电池传感器采得的数据。此处将芯片的写保护脚使用arm的一个i/o口管理起来，以防上电或者掉电时修改片内的数据。

（2）gsm模块采用西门子公司的tc35i模块，与扩展接口（连向arm新片）之间通过串口进行通讯，另外使用arm的一个i/o口控制igt管脚进行模块的激活。为了保证模块与sim卡之间通讯正常，他们之间的走线距离要尽量短。

（3）网卡接口芯片采用dm9000，数据包通过它传送至以太网直至上位机软件。同时使用网络协议可以实现远程固件升级，保证主机运行最新的应用软件。

（4）由于at91sam9261提供液晶数据接口，因此可以直接与lcd实现连接。

（5）触摸屏接口芯片采用专用芯片ads7843完成。

4 整机联调

在变电站对该系统进行了实验，使用2组蓄电池，每组分别有54节2v 300ah的蓄电池：

编写测试程序在系统内运行，每隔半小时对各蓄电池模块进行一次取数，然后将信息通过调试串口打印出来。下面为某次取数得到的结果：

# 1 battery ： 2.28v 24.29 404.9 uohm

# 2 battery ： 2.24v 24.08 362.1 uohm

>

# 3 battery ： 2.22v 24.29 426.1 uohm

# 4 battery ： 2.29v 24.29 350.1 uohm

# 5 battery ： 2.25v 24.29 381.8 uohm

以上每个电池的参数分别为电压、温度、阻抗。在未来的实际应用中，通过对这些参数的综合分析，可以得知每只蓄电池的健康状况；同时本实验也验证了该平台可以应用于蓄电池在线监测。

5 展望

基于arm9-lem传感器的蓄电池在线监测硬件平台不仅可以用于对蓄电池失效模型和监测算法甚至电池活化技术的研究，配套监测软件可以应用于各种需要监测蓄电池的实际场合，如电力、通信、石油、化工、铁路、煤炭等行业的直流电源系统以及ups系统的蓄电池在线监测，为蓄电池提供更安全的保护。

参考文献：

第2篇：蓄电池在线监测系统范文

（广东电网有限责任公司佛山供电局，广东 佛山 528000）

摘要：针对目前直流蓄电池组核容放电测试效率低和人力资源成本高的现状，在已建设的蓄电池组在线监测装置基础上，提出变电站直流蓄电池组核容放电测试新方法。通过增加蓄电池组在线监测装置的核容放电功能，简化蓄电池组核容放电测试工作。项目提出了一个新的变电站直流蓄电池组核容放电测试思路和试验策略，基于蓄电池组监测系统，进行软硬件的二次开发，为实现变电站直流蓄电池组核容放电测试提供了较完善的解决方案。

关键词 ：直流蓄电池；核容放电；在线监测装置；解决方案

0引言

随着社会的进步和信息化、自动化程度的不断提高，人们对电力供应的依赖程度进一步加深，也就对供电系统的可靠性提出了更高的要求。在变电站中，蓄电池组作为备用电源在系统中起着极其重要的作用，在交流电失电或其他事故状态下，蓄电池组是负荷的唯一能源供给者，一旦出现问题，供电系统将面临瘫痪，造成设备停运及其他重大运行事故［1］。

蓄电池组正常处于浮充电状态，长期浮充电将造成极板硫化、失水等，导致性能下降。因而，蓄电池组的维护极为重要，不仅有利于蓄电池容量的恢复和保持，还可以延长蓄电池使用寿命［2］。但现有的蓄电池组维护方法因工作成员的水平差异、维护设备使用不当等存在很多不规范之处，故简单化、标准化蓄电池组维护工作迫在眉睫。

本项目在变电站内已建设的蓄电池组在线监测装置基础上，提出变电站直流蓄电池组核容放电测试新方法，通过增加蓄电池组在线监测装置核容放电模块，进行开发试验，以满足蓄电池组核容放电测试工作。

1作业现状

目前变电站内很多直流蓄电池组进入老化阶段，依据检验规程，运行超过5年的直流蓄电池组需要每年进行一次核容放电测试，不满5年的直流蓄电池组需要每2年进行一次核容放电测试［3-4］，一个变电站两组直流蓄电池组核容放电测试采用常规方法需要5天（一周）完成。

以佛山供电局变电管理三所为例，该所管辖范围内共有各电压等级变电站62座，现变电站直流系统全部采用双重化配置，即该所共有蓄电池组124组，据完整统计，运行超过5年有66组，不满5年有58组，可知平均每年需核容放电的蓄电池组有66+58/2=95组，按每周同时有2组人员进行核容放电测试工作计算，共需耗时95÷2÷2÷4≈6个月才能完成。

现有核容放电测试仪器主要分为3类：

第一类核容放电测试仪笨重、接线简单，只能显示蓄电池组端电压，不能实时监测单体蓄电池电压，放电期间需多次用其他仪表测试单体蓄电池内阻和电压，放电风险高。

第二类核容放电测试仪笨重、接线较复杂，无线模块易损坏，能实时显示蓄电池组端电压及单体蓄电池电压，不能显示单体蓄电池内阻，放电期间需多次用其他仪表测试单体蓄电池内阻，放电风险高。

第三类核容放电测试仪非常笨重、接线复杂，接线耗时久且易接错线，能实时显示整组蓄电池组端电压及单体蓄电池电压，不能显示单体蓄电池内阻，放电期间需多次用其他仪表测试单体蓄电池内阻，放电风险高。

日常作业中，使用以上3种核容放电测试仪器中任何一种都至少需要3人同时进行工作，因此工作量非常大。

2新方法平台及基于平台的二次开发

DJX8.0系列智能蓄电池组监测系统，适用于各种蓄电池组的性能监测。该系统的主要特点有：微机控制，现场操作灵活简便；自动化程度高，可在线监测单体电池的内阻、电压，蓄电池组端电压、充放电电流和温度；综合测量判定电池性能及其变化趋势，对失效电池予以显示和报警，并对电池进行有效的活化维护。

该系统具有网络通讯功能，通过远程服务器经以太网可对各变电站的蓄电池组监测系统进行实时监控与数据管理，实现遥测、遥信、遥控，使蓄电池得到及时的维护，保证直流系统的安全运行，提高供电系统的可靠性。

该系统采用Davinci平台，具有64M数据内存空间，可检测电池数≤400节×4组，触摸屏设计，具有很好的人机界面。在硬件平台及软件设计方面都有很大的利用空间。因此，本项目尝试在该平台的基础上增加蓄电池组核容放电测试功能模块，不仅实现DJX8.0系列智能蓄电池组监测系统的最大化应用，还为蓄电池组的安全稳定运行提供可靠保障，更是为节约人力资源及维护成本提出一种新的思路。

如图1所示，在原有蓄电池组监测系统软硬件的基础上，首先增加硬件部分：放电模块及放电空开，满足蓄电池组核容放电测试要求；然后编写相应的软件程序，如图2所示，通过对蓄电池核容放电原理的深入分析，建立相应的数学模型，实现硬件部分的灵活控制及良好的蓄电池放电曲线。

3新方法的实施与应用

首先收集各个变电站的直流系统数据，主要包括直流系统电压等级、单体蓄电池电压、蓄电池节数等，根据直流系统维护要求确定核容放电模型。

然后建立一个简单的系统模型（图3），并根据变电站内实际情况设计接线图（图4），在原有蓄电池在线监测系统基础上增加本项目所需硬件部分。

最后根据系统模型在原有蓄电池在线监测程序基础上进行二次开发，增加核容放电测试功能，并选点进行安装测试。本项目在佛山局220 kV后龙站进行首次安装测试，测试放电曲线如图5、图6所示。

通过对比新旧核容放电测试方法的测试结果可知，第一次测试结果符合要求。随后又对变电管理三所220 kV鹅村站、110 kV更楼站、110 kV合水站进行安装测试，测试结果均满足要求。

4结论

至此，通过4座变电站的安装测试可知本项目具备良好的可行性，并且对比新旧测试方法（表1），新核容放电测试方法有很多优势，也达到了本项目的出发点——使定检方法简便化、标准化、自动化，保证定检项目的完整性，同时避免由于工作人员水平差异造成人为的试验漏项、误判断等情况。

本项目提出的变电站直流蓄电池组核容放电测试新方法，为变电站直流蓄电池组核容放电工作标准化的推广应用提供了一套可行的具体解决方案和现场实践指导，适用于所有电压等级变电站的直流蓄电池组核容放电测试工作。创新提出一个变电站直流蓄电池组核容放电试验新思路和新策略，并通过现场试验验证其可操作性，具有很好的推广应用价值。

［

参考文献］

［1］杭州高特电子设备有限公司.智能蓄电池组监测系统用户手册V8.0［Z］.

［2］中华人民共和国国家经济贸易委员会.DL/T724—2000电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程［S］.北京：中国电力出版社，2001.

［3］国家电网公司.直流电源系统运行规范［S］.北京：中国电力出版社，2006.

［4］李恒.浅析变电站直流蓄电池的运行与维护［J］.科技信息（科学教研），2007（35）：286.

第3篇：蓄电池在线监测系统范文

如何对阀控式铅酸蓄电池建立起一套有效的维护管理方法，一直是广大维护人员所关心的问题。近来Alber公司推出的蓄电池维护方案，效果良好，这里特将其推荐给广大用户，以帮助建立起一套有效的电池维护方法。

这套方法着重强调以下观点：

任何蓄电池的寿命变化都是渐变的，频繁的测量没有任何意义，但是，长期的跟踪管理却是最为重要的。由于电池的寿命平均在5年左右，一个月左右测一次即可。目前，一些昂贵的在线监测电池系统实际上是无多大意义的，更何况其可靠性，还不如其监测的对象。

蓄电池的寿命取决于电池的充放电次数，随着充放电次数的增加，电池的内阻增加，放电能力减少，当达到一定程度时，这种变化加快。因此，长期跟踪测试，状态管理成为一项可行的解决方案。在实际使用中，有很多种方法可以决定电池的寿命或状态，但是基于内阻的测量方法是最快，最可靠的。

目前市场上存在的各种所谓容量检测系统（除了10小时放电系统），其原理归根结底都是基于内阻的。因此无论即使是几十万的设备，还是几万的，其原理从根本上是一致的，所谓的容量也是推测。

一般判则：Alber从用户测试设备处收集到许多的测试数据，并将他们的发现做为报告发表出来 。迄今为止，可以得出这样的结果，即所有内阻高于基准值25%的电池将无法通过容量的测试。

建立一个方便，简单，可靠，价格较低的有效测试系统，是本公司提出的解决方案的最终目标，下面分别介绍我公司的测试方法和推荐的电池维护方案：

1、直流放电法：

如图所示，由被测电池向负载模块 (RTM) 放出大电流(30-70A)，时间3.25秒，测量放电电压稳定后的瞬间断电压差V(V2－V1) 与电流值 (I) 的比值计算出电池的内阻 R内阻＝V/1；直流放电法测内阻为 Albér 公司专利(专利号：U.S.Patent No.5.744.962).

R1=V/I=(2.088-2.061)/I=375uΩ

2、电池测试方法的比较

使用方法

在线测内阻

测试电流

测试结果

与容量关联性

在线

在线

直流放电法

在线测内阻, 精度0.1%

30A-70A

稳定　准确

稳定　准确

紧密

交流注入法

只能测电导、电抗

无法测内阻

≤1A

不稳定。受纹波电流影响和谐波电流干扰。

有跳变

离散

3、电池检测和在线检测的三种主要方法

蓄电池在线监测管理是针对测量电池的运行条件和检测电池本身的状况而设计的、电池监测主要有如下三种方法：

①整组监测，②单电池电压监测，③电池内阻监测与在线监测。

① 整组监测：

整组电池监测功能一般设计在整流电源内（如一些高端的UPS的电池管理软件），测量电池组的电压，电流和温度，进行充电和放电管理，尤其是根据环境温度变化来调整电池组的浮充电压（温度补偿）做得比较好，在电池放电时电池组电压低至某下限时报警。成组电池监测很难发现单电池的缓慢变化，包括单电池本身的老化和因单电池一致性问题而带来的积累效应，以一组48V电池组来说，如果只有1个电池在变坏，其电压变化的信号会被其它23只电池“淹没”。电池端电压及电池组母线电压与电池容量（放电能力）无关。整组监测无法监测电池及电池组实际容量，无法筛选其中已老化的电池。

② 单电池电压监测：

1997 年我国邮电部的电池监控标准目的在于规范电池监测产品和技术。标准中明确要求监测到每一个单电池。目前电信部门使用的产品大多都是依据该标准设计和生产的。制定标准后，电信运维部门期望监测设备能够起到重要作用，而实际情况是在浮充状态，监测设备只能发现极个别性能很差，浮充电压超常的电池。对于浮充电压小幅值的差异监测，系统并没有办法区别和处理，也就是对于电池性能变坏，电池容量已经大幅下降的老化电池监测无能为力，这时如果电池浮充电压变化不明显，监控系统不会发出警报。而是当放电时发现某电池的放电电压（或曲线）异常才有警告。但一般为时已晚。结论：实践证明，单电池电压监测的预警性和前瞻性较差，无法准确测定电池内阻和容量，及时找出老化电池。

③ 电池内阻监测与在线监测：

以美国 Albér 公司为代表的电池监测设备厂商在近几年推出了直流放电法对电池进行内阻检测的系列产品，是电池监测技术的质变，即由被动监测电池电压到主动精确测试电池内部状态（内阻）和在线监测电池组动态变化。

4、推荐的蓄电池测试工具

BDS－256 / MPM－100 蓄电池智能监控系统是Alber公司利用内阻测试专利技术的高级综合应用。这种系统的独特之处是能对蓄电池存在的任何问题提供早期的预报。通过测试蓄电池内阻的方法，系统能够自动检查到每个电池单体的状况，并可靠地预测出它们的性能。

CLC-200蓄电池内阻测试仪是Alber公司的一款可以进行数据自动储存的蓄电池智能内阻测试仪，它可以在正常测试时间内精确提供各阶段数据。此款轻便智能型设备可以显示并记录单体浮充电压、单体内阻以及电池间连接电阻。可应用于单体电池或由多单体构成的模块。自动储存 7 组 256 节电池组或 28 组 64 节电池组的相关数据，不仅可以节省时间，而且还可以确保永久地保存记录。使用 RS-232 端口和软件可以将所有读数传送至计算机进行深入分析并生成报告。

第4篇：蓄电池在线监测系统范文

关键词：蓄电池；在线监测修复；安装；测试；注意事项

中图分类号：TM912 文献标识码：A

一、蓄电池在线监测及修复硬件的安装

（1）将蓄电池在线养护安装在蓄电池组出线附近的19英寸标准机柜内。

（2）将直流48V通过电源线接入蓄电池在线养护仪的电源接口。

（3）将除硫输出线的端子侧分别接入除硫输出端口，将除硫输出线的5根出线按照上文输出接线说明，正确连接至对应蓄电池的极柱。

（4）连接完成后，按下电源开关按键，设备首先进入工厂调试阶段，约2分钟后，开始正式启动工作。

蓄电池智能在线充放电系统的安装调试操作步骤如下：

（1）进入现场指定安装机柜旁边，观察走线走向后，确定系统安装机架离地面高度（需要割接电缆，做电缆线鼻）。

（2）将蓄电池检测控制器、养护仪辅机1、养护仪辅机1和容量检测模块进行安装固定（安装顺序应为由下向上依次是蓄电池检测控制器、养护仪辅机1、养护仪辅机1和容量检测模块）。

（3）开始下线，包括采样线和电池电缆线长度。

（4）将采样线和电池电缆线依现场绑扎方式绑扎整齐，做采样线线鼻和电池电缆线鼻。

（5）一切准备就绪后，进行设备接线，即：将整流器母排上的正负输出接至交流检测和控制模块的整流器引入端，从交流检测和控制模块的蓄电池引入端接至对应电池组的正负极。

（6）接线完毕后确定测量所有的采样和电池电缆接线正确性。

（7）打开工作电源，进行设备调试、配网。

（8）网管软件进行功能逐一测试。

二、系统修复功能的测试

本次测试对象为通信电源室2号通信电源的一组通信汤浅蓄电池组。汤浅蓄电池组于2012-08-16投入使用，为2V 24节电池。登录蓄电池在线维护监控管理系统，点击基站信息，可以看见已经创建好的通信汤浅蓄电池组。点击通信汤浅蓄电池组1号可以检测到它的实时参数：如图1所示。

从图1通信汤浅蓄电池组1号初始状态中可以很直观地看见蓄电池状态正常、当前蓄电池电压53.58V，当前温度28℃，单体最大值2.243V，单体最小值2.22V，单体平均值2.233V，因此该系统可以对蓄电池各项参数实时精细化网络监控，准确甄别电池劣化程度，提前预警劣态单体电池。

2015-10-2912∶01∶47由管理员账号对通信汤浅蓄电池组1号进行核对性放电测试，单体顺序号以整组负级开始为第一节，测试参数设置为负载电流为20A，放出容量100.0AH，端压终止48.0V，单体终止1.9V，温度上限70℃，放电时长05小时00分，以上任何一个条件达到，即停止放电。在图1界面点击远程放电即可设置通信汤浅蓄电池组1号的放电参数，放电参数设置如图2所示。

通信汤浅蓄电池组1号的放电开始后容量检测模块的蓄电池1号测试模式亮红灯，表示设备处于放电状态，同时通过通信电源显示器指示验证了放电正常，设备具备放电功能。

为了测试参数设置改变的灵活性，2015-10-2914∶10由管理员账号对通信汤浅蓄电池组1号放电参数更改为负载电流为50A，放出容量250.0AH，端压终止48.0V，单体终止1.9V，温度上限70℃，放电时长05小时00分，以上任何一个条件达到，即停止放电。放电停止后，实际端压48.03V，最大单体为第23节，最大单体电压为2.010V，最小单体为第19节，如图3所示为放电终止单体电压柱形图，最小单体电压为1.959V，平均单体电压2.001V，放出容量187.920AH，实际放电时长0天5小时1分，由于放电时间到原因停止放电。

放电参数改变后，通过图3放电端电压变化曲线放电电流变化曲线可以看出在放电参数改变后仍然可以完成放电，为参数设置错误后可以及时纠正提供了有利保障。

2015-10-2917∶02∶由通信汤浅蓄电池组1号由于放电时间到，自动转换为充电状态，通过蓄电池在线维护监控管理系统可以看见通信汤浅蓄电池组1号处于充电状态，放电结束原因，放电结束后通信汤浅蓄电池组1号在启动系统充放电和修复功能后通过图4充电终止单体电压柱形图与通信汤浅蓄电池组1号充电状态可以对第7节和第19节电池组有明显的修复作用。

从通信汤浅蓄电池组1号充电数据所示，从蓄电池在线维护监控数据中可以看出次系统可以完成充电功能。其中17∶3∶30时第7节、第19节蓄电池单节电池与其他蓄电池有明显差异，充电完成后第7节、第19节蓄电池单节电池与其他蓄电池差异减少，再次验证次系统对单节电池组有明显的修复作用。

三、蓄电池修复应注意的事项

1. 如果发现蓄电池组在投入使用初期（大概是20次充放电循环左右）次出现容量突然下降现象，每一次充放电循环后，蓄电池实际容量会下降，而且容量下降比较快且早。此时的蔼池板栅合金为低锑，正极容易发生软化，如果起初充电电流连续过低造成初期容量下降较快，这属于容量过早损失，导致电池性能不均衡，可以选择重新配组修复法，此方法适用于极板软化以和段隔的蓄电池，这属于物理损伤，修复后效果不明显，容量提升不大，但可以采取一些方法预防容量过早损失：（1）减少深度放电；（2）避免过充电；（3）避免初始充电电流持续过低；（4）不要利用添加活性物质来提升蓄电池容量。

2. 在容量测试中，如果测得当前容量和历史容量相比下降较多，且电导测试中发现蓄电池电导下降，则是因为蓄电池缺水，导致放电容量下降，内阻增大，这是由于长时间浮充电压过低，不足以支持蓄电池正极板处氧的循环；活性物质降低，蓄电池内阻增大，硫酸浓度升高，自放电加剧，同时加速了板栅的腐蚀，可以选择补水疗法修复，即向电池中加入水稀释电解液，提高硫酸的溶解度，且在充电电流为20h率下进行较长时间的充电，蓄电池可以恢复，但此方法只适用于硫化不太严重的蓄电池。

3. 当蓄电池长期欠充时，如果检测到整组电池浮充电压始终低于正常值（53.4V），对蓄电池进行充电实验发现充不进电，容量无法提升，这是由于放电过程中产生的硫酸铅并没有及时地还原成活性物质，阻隔了充放电反应的相互转化引起负极硫酸盐化，对于欠充造成轻度硫化的蓄电池可以采用上述完全充放电修复法，通过深度放电将硫酸铅完全转化为铅和二氧化铅提高蓄电池电化学反应效率。

参考文献

第5篇：蓄电池在线监测系统范文

【关键词】　机房蓄电池；在线检测；维护；集中管理

0 引言

随着各行业数据中心建设的飞速发展，数据中心机房的设备承载压力逐渐扩大，高频开关电源、不间断电源（UPS）等电源设备的数量也随之急剧增加，从而使得蓄电池得到了广泛的应用。合理可靠地对电池进行管理和维护，能够保证电池有较长的使用寿命，从而达到保证核心设备不间断用电并节约维护资金的目的。因此，在核心设备用电源系统的维护中，蓄电池的维护管理占了相当大的比重，怎样才能充分发挥蓄电池作为后备电源的作用，使用中尽量达到或接近其设计寿命，就成了维护人员需要深入探讨的一个问题。

1 影响电池寿命的因素

目前，阀控密封铅酸蓄电池使用较多的是2V系列和12V系列。这两种电池的寿命差别较大，一般2V系列的设计寿命是8～10年，12V系列的设计寿命是3～6年。考虑到价格因素，目前在在系统中对UPS一般配置的是12V系列的电池，对高频开关电源一般配置的是2V系列的电池。

一般蓄电池制造商提供的蓄电池设计寿命为特定环境下的理论值，实际使用寿命与电池室的环境温度、整流器的参数设置、日常维护以及运行状况有很大关系。

1.1 环境温度的影响

环境温度对蓄电池使用寿命的影响很大。环境温度的升高，将加速电池板栅的腐蚀和增加电池中水分的损失，从而使电池寿命大大缩短。一般情况下，温度每升高10℃，电池使用寿命将减少50％，温度越高影响越大。在核心设备用阀控密封铅酸蓄电池行业标准YD/T799－2002中规定，高温加速浮充寿命试验是以环境温度55℃下42天的一个充放电试验折合一年的正常使用寿命，由此可见高温对电池寿命的影响。蓄电池的最佳使用环境温度为20～25℃。

1.2 充电不足

在正常条件下，电池在放电时形成硫酸铅结晶，在充电时能较容易地还原为铅。如果使用不当，例如长期处于充电不足的状态，负极就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅，它几乎不溶解，用常规方法很难使它转化为活性物质，从而减少了电池容量，甚至成为电池寿命终止的原因，这种现象称为极板的不可逆硫酸盐化。

1.3 过度充电

蓄电池在长期过充电状态下，正极因析氧反应，水被消耗，氢离子浓度增加，导致正极附近酸度增加，板栅腐蚀加速，使电池容量降低。同时，因水损耗加剧，使蓄电池有干涸的危险，从而影响电池寿命。

1.4 过放电

电池的过放电主要发生在交流电源停电后，蓄电池长时间为负载供电。当蓄电池被过度放电到终止电压或更低时（源于电源本身对电池放电终止电压设置不准，或有的根本没有过放电保护装置），导致电池内部有大量的硫酸铅被吸附到蓄电池的阴极表面，硫酸铅是一种绝缘体，必将对蓄电池的充放电性能产生很大的负面影响，因此，在阴极上形成的硫酸铅越多，蓄电池的内阻越大，蓄电池的充放电性能越差，使用寿命就越短。一次深度的过放电可能会使电池的使用寿命减少1～2年，甚至造成电池的报废。

1.5 长期处于浮充状态

蓄电池在长期浮充状态下，只充电而不放电，其对电池的影响与过度充电相同。

2 在使用和维护过程中应注意的一些事项 2.1 使用环境

蓄电池应安装在远离热源和易产生火花的地方，最好在清洁的环境中使用，电池室应通风良好，无太阳照射，温度保持在20～25℃。

2.2 电源的参数设置

一些参数如浮充电压、均充电流、均充频率和时间、转均充判据、温度补偿系数、直流过压告警、欠压告警、充电限流值等要跟各蓄电池厂家沟通后确定。

2.3 容量配置

一些电源所配置电池的容量偏小，致使交流停电时电池大电流放电，影响电池使用寿命。通常电池配置容量应在8～10小时率。

2.4 日常维护

也许是受到了一些电池厂家以前对阀控式蓄电池冠以“免维护”名称的影响，个别维护人员便错误地认为阀控式电池无须维护，从而对其不闻不问。其实，蓄电池的变化是一个渐进的过程，为保证电池的良好状态，作好运行记录是相当重要的。每月应检查的项目如下：单体和电池组浮充电压；电池的外壳有无变形、膨胀、渗液；极柱、安全阀周围是否有渗液和酸雾溢出；连接条是否拧紧。

2.5 实时数据监测

实时监测单节电池的电压，整组电压、电流、环境温度。实时监测电池运行状态，过限值告警，并及时处理。

2.6 均衡维护

前面已经讲解过通讯设备的供电系统原理，由于整流设备是对整组电池进行充放电，充电设备只对其整组的端电压实时采集记录，智者整组端电压达到一定电压时，充电设备才会认为完毕，然而在整个充电过程中，每个电池的参数或多或少存着差别，则有个别电池一定会过冲、或欠冲，久而久之，往复循环，过冲和欠冲的电池都会受到很大程度上的影响，并且会加速电池的老化，甚至有冲爆电池的可能。试想一下如果在充电时，让每节电池都平均分配电量，使其达到一个最佳的状态，这样会大大延长蓄电池的使用寿命，则均衡维护的作用就尤为突出。

2.7 内阻测试

一种新的测试手段，即通过测量电池的内阻来确定电池的状态，被证明是非常可靠的方法同时也是负载测试的廉价补充或替代手段。由于电池的内阻与它本身容量有着密切联系，因此可以在放电期间利用这个参数来预测电池的性能，电池的内阻与容量有着紧密的联系，不过两者之间并非一般的线性关系。目前虽然可以测量出电池的内阻，但是这个参数并不能直接用来指示电池的容量，它只能是在电池性能已严重退化，并将影响整个系统正常使用时，做为一个警告指示。通过对大量的各种类型电池的测试表明：如果电池的内阻增至高于其基准值，即电池在最佳状态下的内阻值的25%　时，这个电池将无法进行容量的测试。

2.8 放电试验

对于交流供电正常的交换局内的UPS电源所配置的蓄电池，应周期性地进行核对性的放电试验。对于开关电源所配置的2V电池，建议每年做一次，放出额定容量的30％～40％；对于UPS所配置的12V电池，建议每季度或半年做一次，放出额定容量的30％～40％；记录电池单体电压和电池组总电压，及时更换故障电池。

2.9 容量测试

对于2V电池，每三年应进行一次容量测试放电，放出额定容量的80％；对于12V电池应每年进行一次容量测试放电，放出额定容量的80％。详细记录放电过程中各单体电压和电池组总电压，进行分析，及时更换容量较差的单体电池。

2.10 放电前的准备工作

放电前，先检查整组电池是否拧紧，再根据放电倍率来确定放电记录的时间间隔。在对一组电池放电前，应先保证另一组电池充好电。放电过程中要密切注意比较落后的电池，以防止某个单体电池的过放电。并将此次记录与前次记录进行比较，对整组电池的运行状态做到心中有数。

3 集中和远程监控

蓄电池在线诊断维护系统是为实现机房蓄电池安全使用为目的，及时排除隐患，避免不必要的损失。另一方面为满足用户对电源状态的集中和远程监测的需求，即在值班员的联网电脑上可以看到纳入监测范围的源设备的实时运行状况（含告警），便于即时掌握设备的整体状况。

蓄电池在线诊断技术就是通过在线监测蓄电池运行中的各项关键参数，并对监测数据进行自动分析和诊断，诊断结果以单体电池的实际放电容量或健康状态表示。其中电池内阻是较为关键的一项性能参数值，其能够有效反映蓄电池内部健康状态，因此此次蓄电池监测需把实时数据监测、均衡维护、内阻监测功能列为重点。提供安全、准确、便捷的蓄电池在线实时监测功能，保障电源系统的稳定运行。基于RS232、TCP/IP网络与监控中心管理软件通信，灵活组网搭建大范围、分布式的集中监控管理系统。如图1为内网构建图，图2为外网构建图。

4 结束语

为了营造一个安全、可靠的机房环境，推进以风险预警为基础、过程管理为手段、事故分析为提升的全过程安全风险管理。随着数据中心机房各类设备日益增多，机房内的交换设备以及供电设备（如交流配电屏、直流配电屏、蓄电池组以及用于提供备用电的油机等）则是保障各类业务安全运行的关键和基础，其重要性不言而喻。数据中心机房电源起到极其重要的作用，蓄电池则是保障设备运行的最后一道屏障，应给予足够的重视，需要一套高性能的蓄电池在线检测维护系统，预防运行蓄电池组中部分过充损坏和长期亏电失效的落后电池，延长蓄电池使用寿命，提高电力系统的安全性；定期对性能差异蓄电池进行补偿性维护，从而达到活化电池目的；实时监测蓄电池的运行状态。

参考文献

[1]　秦鸣峰.蓄电池的使用与维护［M］．北京：化学工业出版社，2009.7．

第6篇：蓄电池在线监测系统范文

关键词：驱动电源；监控系统；电池容量

随着重庆轨道交通的发展，使得市民的出行变得更加的快捷和方便，目前，重庆已经拥有自己的轨道车辆生产组装基地，为了更好地服务轨道交通，本文主要从轨道机车的屏蔽门/安全门工程驱动电源的供电方案论述出发，做了比较系统的方案，且严格符合国家标准。

1.技术条件

屏蔽门供电系统按6辆车编组进行设计和配置；安全门供电系统按预留6辆车编组进行设计和配置。驱动电源系统主要由交流配电单元、充电模块、监控模块、绝缘监测模块、蓄电池及馈线回路构成，以完成充电、馈电和二路电源停电后蓄电池投入供电的功能；驱动电源蓄电池的容量能保证在断电或驱动部分故障时，保证站台双侧24个单元屏蔽门30分钟内可开/关操作至少3次。主要技术参数如下：

电源：交流输入电压：单路三相输入380V，50Hz，电压变化范围：380V±10%，频率变化范围：50HZ±10%，系统接地方式：TN-S

温升：充电装置及各发热元器件，在额定负载下长期运行时，其各部位的温升均不超过充电装置及个别发热元器件极限温升的规定。

充电方式：恒流恒压二段式充电；充电满电电压为110V；充电时间：8 小时；整机转换效率：?85%，具备智能电池管理功能：充电自动控制及管理；定期放电管理；检测单体电池电压值；在线检测电池使用状态。

2.系统组成

2.1 驱动电源

2.1.1 整流稳压直流电源装置

驱动电源整流装置由多台整流模块并机组成，具有自主均流功能，保证系统的可靠运行，实现完善的N+1备份功能；模块输出内部隔离，最大限度提高了系统安全性；具有过载功能，并设有输出过压、输出限流、短路、 均流、过流等保护功能，在出现故障时，模块会发出声光报警，同时LCD 上显示故障信息，方便用户对模块故障的定位。

2.1.2主要技术指标

输入电压：AC380V±15，频率：50Hz±10%；输出电压：DC110V±0.5%，输出额定电流：100A；输出瞬间过载电流：200A，纹波电压：≦100mV；过载能力：≧110%，输出限流范围：5%-105%×额定电流；稳压精度：≦0.5%，稳流精度：≦0.5%；纹波系数：≦0.1%，转换效率：≧93%（满负荷输出）；动态响应：在20%负载跃变到80%负载时恢复时间≦200цS，超调≦±2%；可闻噪声：≦55dB，对地绝缘电阻：≧5MΩ。

2.1.3 电源工作方式

驱动电源主要由充电模块和蓄电池组构成。驱动模块正常情况下，由监控系统控制整流模块给相应的负载提供电源；当监控系统故障时，整流模块可脱离监控系统，由其自身预先设置的参数给母线及蓄电池供电；当交流停电时，整流模块不工作，此时母线转由蓄电池供电，从而保证系统驱动母线不掉电。

2.1.4系统输出

每路输出具有独立的工作指示。

驱动电源监控系统监测交流输入电压，上下行驱动母线的电压,负载电流；监测蓄电池的充放电电流；并监测每路输出对应的直流断路器的跳闸情况；监测每个输出回路的接地绝缘情况，并准确测定输出正负极对地的绝缘接地阻值，同时绝缘报警值可以在监控系统中整定。

2.2监控系统

电源系统监测实现现场外的遥测、遥信功能。

通信接口：RS232或RS485。

站台计算机或控制中心服务器可以实时监测直流电源的各项参数及工作状态信息。驱动电源配置一套监控系统，监控系统可分以下部分予以说明：

2.2.1对系统蓄电池的管理

智能高频开关直流系统具有先进的电池管理功能，对电池的充电电压、充放电电流实时监控以及温度补偿、维护性定期均充等，电池管理系统具有如下功能：

充电功能：系统监控根据设置的充电参数，自动完成电池充电程序，充电参数根据使用电池的类型、容量进行设置。其充电程序如下：

a.阀控式密封铅酸蓄电池正常充电程序：用0.1C10 A（可设置）恒流（主充）充电，电压达到整定值（2.30-2.40）V*n（n为单体电池节数）时，微机控制整流模块自动转为恒压充电，当充电电流逐渐减小，达到0.01CA（可设置）时，微机开始计时，3h后，微机控制整流模块自动转为浮充电状态运行，电压为（2.23-2.28）V * n。一般情况下，所有均充时间不能大于均充限时时间，否则，强制转为浮充，并进入过充保护状态。

b. 维护性定期均充充电程序：正常运行浮充状态下每隔 1-3个月,微机控制整流模块自动转入恒流充电（主充）状态运行，按阀控式密封铅酸蓄电池正常充电程序进行充电。

c.交流电中断程序：正常浮充电运行状态时，电网事故停电，这时整流模块停止工作，蓄电池通过降压装置，无间断地向二次控制母线送电。当电池电压低于设置的告警限时系统监控模块发出声光告警。

d.交流电源恢复程序：交流电源恢复送电运行时，微机控制整流模块自动进入恒流充电（主充）状态运行，按阀控式密封铅酸蓄电池正常充电程序进行充电。

3.电池定期维护保养功能

通常所说的免维护电池其定义是不确切的，所谓免维护密封电池，只是无须人工加酸加水，而非真正意义上的免维护，相反其维护要求变得更高。另外，要求充电系统具备定期对电池作维护性的均充活化功能，以免电池硫化、虚充，确保电池的放电能力和使用寿命。

3.1电池巡检功能

系统加装电池巡检单元，可检测蓄电池组每一节电池电压，如其中一节电池出现故障，则在主监控中显示相应故障。

3.2电源系统的管理

驱动电源监控系统由主监控、交流监控单元、直流监控单元、开关量监控单元、绝缘监测单元及电池巡检构成。

4．结束语

轻轨屏蔽门/安全门工程驱动电源的供电方案，在整个轻轨电源系统方案中是相当重要的，直接关系的整个轻轨电源的预算成本和运行的安全性，通过以上的对驱动电源的方案设计，完全可以从技术上实现对轻轨屏蔽门/安全门工程驱动电源的供电。

参考文献

[1]白忠敏电，刘百震 电力工程直流系统设计手册 北京 中国电力出版社 1998

[2]周志敏 周志海 阀控式密封铅酸蓄电池实用技术 北京 中国电力出版社 2004

第7篇：蓄电池在线监测系统范文

关键词：蓄电池；剩余容量；在线检测；高噪声

引言

蓄电池剩余容量是用户最为关心的一个问题，它与整个供电系统的可靠性密切相关。蓄电池剩余容量越高，则系统可靠性越高。因此，如何在既不消耗蓄电池能量，又不影响用电设备正常工作情况下，实时地在线检测蓄电池剩余容量，有着重要意义。

蓄电池是一个复杂的电化学系统，它在不同负载条件或不同环境温度下运行时，实际可供释放的剩余容量不同；而且随着蓄电池使用时间增加，其容量也将下降。通常是根据蓄电池的电解液密度来估算剩余容量的，该方法有很大局限性：在蓄电池使用后期，随着正负极板的腐蚀、断筋，难以准确推算出剩余容量；同时，这种方法也难以适应目前广泛应用的VRLA蓄电池的在线检测。近些年常用的几种蓄电池剩余容量检测方法之中，对在线使用的蓄电池来说，内阻法对系统产生的影响最小，并可以在蓄电池整个使用期内准确测量，因此，内阻法被视为一种比较理想的方法。但在高噪声情况下却发现，实际所测得的蓄电池剩余容量精度不尽人意，因此，对高噪声情况下蓄电池剩余容量在线检测方法的改进势在必行。

1内阻法预测剩余容量的实施方案

大量研究结果表明，蓄电池内阻与荷电程度之间有较好的相关性[1][2]。美国GNB公司曾对容量200～1000A·h，电池组电压18～360V的近500个VRLA蓄电池进行过测试，实验结果表明，蓄电池内阻与容量的相关性非常好，相关系数可以达到88％。随着蓄电池充电过程的进行，内阻逐步减小；随着放电过程的进行，内阻逐步增大。另外，随着蓄电池老化，其剩余容量随之下降，内阻也逐渐增大。蓄电池内阻与剩余容量的典型关系曲线如图1所示。

蓄电池完全充电（充满）和完全放电（放完）时，其内阻相差2～4倍，变化率远远大于蓄电池端电压变化率（约为30％～40％），因此，通过测量蓄电池内阻可以比较准确地预测其剩余容量。另外，对于在线使用的蓄电池来说，内阻法还有一个突出优点是对系统影响最小，可以在蓄电池整个使用期内准确测量。因此，不难看出内阻法最适合于VRLA蓄电池剩余容量的在线测量。

内阻法预测剩余容量的具体实施方案是：首先，将蓄电池充满电（以2V蓄电池为例，充电至2.23V，浮充电流至10mA），然后，以0.1C的放电率使蓄电池放电，记录下放电过程中内阻与剩余容量的大小。当蓄电池放电完毕（2V蓄电池放电至1.80V）便可获得完整的放电曲线，即剩余容量与蓄电池内阻之间的对应关系。将此曲线存入蓄电池监控系统的FLASHROM中，在以后测试同型号、同规格的蓄电池时，处理器根据在线测试得到的内阻值，通过查表计算，得出其剩余容量。因此，这一方法的关键在于如何在线测得蓄电池内阻。

蓄电池内阻测量原理如下：在蓄电池两端施加一恒定交流音频电流源Is，然后，检测其端电压Vo以及Is和Vo两者之间的夹角θ。显然，蓄电池的交流阻抗为Z=Vo/Is，而R=Z×cosθ即为我们所要获取的蓄电池内阻值。其具体实现方案如图2所示。

图中300Hz信号发生电路由14位二进制串行计数/分频器CD4060以及带通滤波电路组成，具体电路如图3所示。

图3

2高噪声情况下在线测量方法的改进

采用上述方法测量蓄电池剩余容量具有较高精度，离线测量时误差优于7％。然而在实时的在线测量中，却发现实际所测得的蓄电池剩余容量精度不尽人意，有时误差甚至超过10％。是什么原因引起这种误差呢？为此，我们对蓄电池的几种工作状态，即供电正常情况下的浮充状态，市电故障情况下的放电状态以及逆变器故障时的状态分别进行了测试，发现在逆变器故障情况下，可以达到与离线测试时近似的精度。至此，可以断定精度降低的原因是由逆变器反馈噪声所引起的，为此，我们尝试采用低通滤波器（截止频率为1kHz）的方法来提高测试精度，效果并不理想，可见逆变器的反馈噪声主要集中于低于1kHz范围，因此，在硬件上难以实现。

考虑到事先已经测试得到n个标准内阻值，因此，可以在软件上采用最小二乘拟合的办法进行数据修正。所谓最小二乘问题，就是要找出一个待定函数f(x)，使得f(x)与标准值y之差的平方和最小，即

f(x)的求解过程如下[3]：首先，假定f(x)为一个n次多项式，即

然后取出已经测试得到的n个标准内阻值，设为y1，y2，…，yn；从而式（1）可以化简为

根据微积分中的极值原理，欲使式（3）最小，必须使其对每一个系数的偏导数为0，即：

该式中有n＋1个方程式，因此，可以求解出n＋1个未知数。将式（3）代入式（4）并化简可得

最后将测试过程中实测得到的n个阻值x1，…，xn与n个标准内阻值y1，y2，…，yn代入式（5），就可以确定出a0，a1，…，an共n＋1个系数，从而可以得到f(x)。

3实验结果

以蓄电池参数和交、直流电压为例给出系统测试结果。测试用标准表为ESCORT3155A；测试用蓄电池为南都公司GFM200，并将其在额定负载情况下以0.1C放电率恒流放电所得到的容量作为标准容量；测试环境温度均为18℃。蓄电池剩余容量测试结果如表1所列。

表1蓄电池剩余容量测试结果

标准容量/A·h

监控单元实测容量/A·h

绝对误差/A·h

相对误差/％

200.0

184.9

－15.1

7.6

193.6

180.7

－12.9

6.7

176.4

188.9

＋12.5

7.1

165.7

153.2

－12.5

7.5

135.2

142.8

＋7.6

5.6

87.76

83.28

－4.48

5.1

由实验结果可以看出，经过最小二乘法拟和以后，测量结果基本接近离线测量结果。其精度完全可以满足《通信电源和空调集中监控系统技术要求》中的规定。

第8篇：蓄电池在线监测系统范文

【关键词】1000MW机组；主厂房；直流系统

1、工程简介

1.1公司简介：

浙江国华宁海电厂，总装机容量为4400MW，其中二期工程为国产2×1000MW燃煤发电机组。于2009年底实现双机双投，二期工程荣获鲁班奖。

1.2工程主要原始资料

1.2.1气象资料

累年平均大气压：1013.4hPa 累年平均气温：16.4℃

极端最高气温：39.7℃ 累年平均最高气温：21.0℃

极端最低气温：-9.6℃ 累年平均最低气温：12.7℃

年最高气温高于等于35℃日数：6d累年平均相对湿度：82%

累年最小相对湿度：5% 累年平均水汽压：17.3hPa

累年平均降水量：1715.5mm 最大一日降水量：355.7mm

最长连续降水日数：17d 过程降水量：749.2mm

累年平均蒸发量：1314.0mm 累年平均雾日数：16.6d

累年平均雷暴日数：42.6d 累年最大积雪深度：26cm

累年平均风速：4.57m/s

累年最大风速：26m/s 风向：NW （1974.8.19）

全年主导风向：NW （15%）

1.2.2正常使用条件

海拔高度：不超过1000m 最高气温：40℃

最低气温：-30℃（户外） 最大日温差：25k

最热月平均温度：+30℃ 最高年平均温度：+25℃

日照强度：0.1W/cm2（风速0.5m/s）

耐地震能力按7度设防（正弦三个周波，安全系数1.67以上）

地面水平加速度：0.2g 地面垂直加速度：0.1 g

1.2.3其他使用条件

月平均最高相对湿度：90%（25℃下）日照强度：0.1W/cm2

污秽等级：IV 盐密：户外 0.13～0.28mg/cm2

2、外供交流电源要求

额定电压：AC380/220V；允许电压偏差：-20%～+20%；频率：50Hz±10%；波形：正弦，波形畸变不大于5%。

3、主厂直流系统配置

3.1机组动力220V直流系统

每台机组设置1组动力蓄电池组（蓄电池由其它设备供货商提供，不设端电池和降压措施）2200Ah、104只/组；每组蓄电池配2台300A充电装置（单只模块输出电流20A）。所有直流屏及高频开关充电柜均布置在电气楼零米层直流屏及UPS室内。

主厂房每套220V直流系统馈出线回路数：所有馈线回路采用直流空气开关（其中，额定电流100A的馈线回路为24回；额定电流225A的馈线回路为14回；额定电流400A的馈线回路为10回）。开关型式采用GMB系列。

3.2机组控制110V直流系统

每台机组设置2组控制蓄电池组（蓄电池由其它设备供货商提供，不设端电池和降压措施）1000Ah、51只/组；每组蓄电池配1台160A充电装置（单只模块输出电流20A）；另外，为两组蓄电池配设1台160A公用充电装置。所有直流屏及高频开关充电柜均布置在电气楼零米层直流屏及UPS室内。

主厂房每套110V直流系统馈出线回路数：所有馈线回路采用直流空气开关（其中，额定电流32A的馈线回路为102回；额定电流100A的馈线回路为16回；额定电流225A的馈线回路为10回）。每类馈出线回路均匀分配在两段母线上。开关型式采用GMB系列。

4、配置参数要求

4.1蓄电池技术参数

蓄电池单体电压：2V

蓄电池浮充电压范围：2.23～2.27V/只

蓄电池均衡充电范围：2.3～2.4V/只

4.2充电装置

4.2.1基本技术参数

型式：采用高频开关电源模块，20A、10A（辅助厂房直流用）。

输出电压调节范围：DC198V～286V连续可调（机组动力用），DC90V～160V连续可调（机组、网络控制及辅助厂房直流用）

输出电流调节范围：0～100%Ie 输出稳压精度：0.2%

输出稳流精度：0.2% 纹波系数：0.1%

动态响应：≤200μS 高频模块输出电流不均衡度：5%

功率因数：≥0.92 整机效率：≥96%

关开机过冲幅度（最大峰值）：10%Umax

起动冲击电流（浪涌电流）：150%最大输入电流

无故障时间（MTBF）：5X104h 软启动时间：3～8s可调

噪声：1m处应不大于50dB 冷却方式：冗余配置的风扇冷却

4.2.2性能要求

每个模块内部应具有监控功能，可不依赖监控装置独立完成对输出电压、电流的控制和调整，并具有保护和报警功能。正常工作时，模块应与监控装置通信，接受其指令。

设有微机监控单元，微机监控单元装于高频开关充电柜上，对系统运行参数和工作状态进行巡检，并对电源模块进行数据采集及监控，保证其满足按蓄电池充电曲线充电。监控单元应带有液晶显示屏，可以显示系统运行状态、参数和异常报警信息，所有显示应汉化。

监控单元的功能：监测电源模块输出电压、电流，交流输入电压、电流，各模块的各种工作状态，直流屏上各开关的位置；接收并处理微机绝缘监测装置、电池巡检仪等其它智能装置通过通信口传输的信息，并将有关信息汇总后上传厂用电监控系统（ECS）。另外，当充电模块状态发生变化或故障时，能通过通信接口主动将数据送至微机监控单元，并接受微机监控单元的指令。

5、直流电源的配套监视装置

5.1微机电压绝缘监测装置

每段直流母线设置一套微机电压绝缘监测装置。

装置主要功能是：在线监测直流系统正负母线电压及对地绝缘状态（包括直流母线、蓄电池回路、每个电源模块和所有馈线回路），实时显示正负母线对地绝缘电阻值，并自动检出故障回路。装置工作时不应在直流系统中加入任何信号，支路绝缘电阻的检测精度不受分布电容的影响。采用独立式微机型装置（北京华星HY-DC2000），汉字液晶显示，布置在直流屏上，并能与直流系统的监控单元通信。

5.2蓄电池巡检仪

每组蓄电池应配置一套蓄电池巡检仪。用于监测每只蓄电池的运行状态和参数并将相关信息传送至充电柜上的微机监控单元。对辅助厂房直流系统蓄电池巡检仪安装于直流屏内，能监测每只蓄电池的运行状态和参数并将相关信息传输给充电屏上微机监控单元。

6、小结

宁海电厂二期主厂房直流系统投运至今，设备运行状况仍很稳定，说明其直流系统从设计到施工再到运行维护都是合理的、高质量的、稳定的，为同类型电厂的设计有一定的参照意义。

参考文献

[1]火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定

第9篇：蓄电池在线监测系统范文

【关键词】 铅酸蓄电池 荷电状态 估测

随着全球汽车工业的快速发展，人类面临着它所带来的一系列问题：环境污染、能源损耗。然而，石油资源日益枯竭，汽车又是人类生产生活不可缺少的交通工具，促成了人们对电动汽车及混合动力汽车进行研制和发展的迫切性，并得到了各大汽车公司的大力支持。这种迫切性主要体现在：

1 石油资源的短缺提出了发展电动汽车的需求

汽车所消耗的燃油主要来自石油，石油是不可再生资源。按照目前的开采速度，只能维持三四十年。随着汽车数量的大量增加，燃油消耗将成为一个重大问题。汽车大约消耗了30-40%的石油资源。各大汽车公司相继开发了以太阳能、甲醇、乙醇、液态氢、液化石油气、天然气、电力等为能源的车辆。

2 燃油汽车对人类生活的严重污染导致了人们对电动汽车的需求

环境保护部门的监测数据显示：在美国的大气污染中，95-99%的CO来自汽车尾气，氮氧化物占32-55%，还有噪音污染。许多城市街区的噪音主要来自汽车。电动汽车及混合动力汽车是接近零污染的汽车，它们以电能作为动力源，在行驶中几乎没有废气排出，噪音也仅有内燃机的一半。

在电动汽车的研制中，铅酸蓄电池作为车载电源具有至关重要的作用。这里有两个课题：一是提高能量的储备，二是提高能量的利用率。针对电力的储备，主要是制造出比能量高、比功率大、寿命长的电池；对于电能的利用率，一要提高与铅酸蓄电池配套设备的工作效率，二要提高铅酸蓄电池本身的利用率，优化电池系统。

铅酸蓄电池的化学反应式为：

PbO2+Pb+2H 2SO4〈=〉2PbSO4+2H2O

上式中正反应为放电过程，逆反应为充电过程。

铅酸蓄电池的荷电状态是用来反映铅酸蓄电池的剩余容量的，其数值上定义为铅酸蓄电池剩余容量占铅酸蓄电池总容量的比值：

S=Qr/Qi

Qr------铅酸蓄电池当前时刻的剩余容量，

Qi------铅酸蓄电池以恒定电流i放电时所具有的总容量

铅酸蓄电池的荷电状态描述了剩余容量的状况，剩余容量估测系统的研究，是有效提高铅酸蓄电池使用寿命的一个重要手段。铅酸蓄电池荷电状态的估测，对铅酸蓄电池管理系统非常重要。铅酸蓄电池管理系统对电池进行管理和控制的重要前提是能准确可靠地得到电池的实时容量状态参数。铅酸蓄电池管理系统要根据实时的电池容量来决定是否进行电池最大放电电流控制，并根据各个电池容量的不同识别电池组中各电池间的性能差异，并据此作出均衡充电控制和电池是否损坏的判断，保证电池组性能良好，延长电池组的使用寿命。

国际、国内对铅酸蓄电池荷电状态的估测提出过不少方法，像安时法、负载电压法、开路电压法等，由于铅酸蓄电池复杂的物理化学特性，这些方法都遇到了准确度的问题。铅酸蓄电池的荷电状态跟铅酸蓄电池的内阻、电解液温度、密度、放电电流、电压等参数密切相关，所以铅酸蓄电池的荷电状态可以看作是这些变量的非线性函数。目前能够实际应用的铅酸蓄电池荷电状态的估测方法多数是安时积分法以及一些改进方法，现就一些具体研究方法对比如下：

2.1 安时积分法

安时积分法的工作原理比较简单。它将铅酸蓄电池看作一个相对封闭的系统，它并不去研究复杂的电化学反应，而是研究该系统的外部特征，监控进出这一封闭系统的电量。对铅酸蓄电池的电量变化进行长时间的监控，从而能够给出任意时刻铅酸蓄电池的荷电状态。安时积分法实现起来比较简单，受铅酸蓄电池本身条件的限制小，适合发挥计算机监控的优点。但是，安时积分法没有从内部解决剩余电量与铅酸蓄电池内部状态的关系，而只是从外部记录了进出铅酸蓄电池的电量，从而造成剩余电量的估测可能因为铅酸蓄电池状态的改变而失去精度。

2.1.1 负载电压法

由于铅酸蓄电池的开路电压很难得到，研究铅酸蓄电池的负载电压与铅酸蓄电池荷电状态的关系将是一种很好的方法。负载电压的测量不需要长时间静置。假设电流不变，那么负载电压与开路电压将成正比，由此可以估测铅酸蓄电池的荷电状态。但是电动汽车的实际工作环境是动态的，电流变化不稳定，恒流条件无法满足，并且铅酸蓄电池的电压恢复会产生滞后效应和叠加效应。也就是说，当铅酸蓄电池放电时，如果在放电前期铅酸蓄电池未保持一个稳定状态，那么铅酸蓄电池的电压恢复曲线将同放电曲线有一定程度的叠加。所以在实际工作中是不可能得到稳定的负载电压的，对负载电压法的过高期望是不切实际的。

2.1.2 开路电压法

由于铅酸蓄电池的荷电状态与它的电动势有确定的关系，开路电压与铅酸蓄电池的容量之间有着较好的线性关系，所以用开路电压法估测铅酸蓄电池的容量可以达到一定的精度，并且可以在单片机上完成。但是，在估测的过程中，铅酸蓄电池在充电或放电之后都需要静置很长时间，而且环境温度对测量结果也会产生影响，只有参考经验数据才能获得较好的精度。在实际使用中，铅酸蓄电池长时间静置的机会是很少的，多数情况下是充完电之后就工作，或是短时间静置后就工作。所以也就无法对铅酸蓄电池的荷电状态进行准确的估测。

2.1.3 模糊逻辑法

这些年出现的采用模糊逻辑法来估测铅酸蓄电池的荷电状态，在某种程度上解决了用传统数学方法研究的困难。在实际工作中，从事铅酸蓄电池研究工作的研究人员在通过一系列的试验后，对铅酸蓄电池荷电状态的估测通常是比较准确的，特别是在放电试验后期，依据所测得的温度、电压、电流等参数，对铅酸蓄电池放电终止状态的估测能力很强。这种方法的原理就是依据大量的试验曲线，加上研究人员的经验值以及他们的推理能力，用模糊逻辑来模拟人的思维，可以实现对铅酸蓄电池荷电状态的可靠估测。