蓄電池在線監測系統在獨山子的應用研究

陳暉 沙強益

(1.新疆獨山子石油化工總廠新聞傳播中心,新疆獨山子 833600;2.中國石油天然氣股份有限公司獨山子石化分公司動力公司,新疆獨山子 833600)

蓄電池在線監測系統在獨山子的應用研究

陳暉1沙強益2

(1.新疆獨山子石油化工總廠新聞傳播中心,新疆獨山子 833600;2.中國石油天然氣股份有限公司獨山子石化分公司動力公司,新疆獨山子 833600)

蓄電池作為備用電源在電力系統和廣電部門中起著極其重要的作用,在交流電失電或其它事故狀態下蓄電池組一旦出現問題,對電力系統而言:供電系統將面臨癱瘓,造成設備停運及其它重大運行事故。對廣電部門而言:計算機、非編系統、播出系統等因系統斷電會造成播出事故,如未及時處置問題,一旦造成重要數據丟失或損壞,將會給后續處理造成困難,造成巨大的直接和間接經濟損失和社會影響。本文主要闡述了蓄電池在線監測系統的功能及特性,為今后的蓄電池在線監測工作提供借鑒。

蓄電池 內阻 在線監測

1 引言

近年來，隨著閥控式密封鉛酸蓄電池(以下簡稱閥控蓄電池)在電力系統和廣電系統的廣泛使用，由蓄電池故障而引發的事故時有發生。閥控蓄電池由于特殊的閥控式密封結構，使得我們無法準確掌握蓄電池的健康狀況，其“免維護”的這一優點，已經成為電池運行管理中的缺點和難點。在提高電池性能，減少維護工作量的同時，如何快捷有效地檢測出早期失效電池并預測蓄電池性能變化趨勢已成為蓄電池運行管理的新課題。目前除了核對性放電、測端電壓等常規維護檢測手段外，隨著技術的發展一些新的檢測手段孕育而生，蓄電池在線監測這一新檢測技術開始逐步運用到電力系統和廣電系統。

2 蓄電池在線監測技術研究的現狀

近年來，國內外有很多公司在從事蓄電池監測方法的研究工作，生產出了很多蓄電池監測產品，從功能上來說，主要有：監測蓄電池的電壓，監測蓄電池的內阻值，監測蓄電池的工作溫度等。

美國的Alber公司，生產了世界第一臺蓄電池檢測設備，代表產品BDS-256/MPM-100蓄電池智能監控系統是利用內阻測試專利技術的高級綜合應用。這種系統的獨特之處是能對蓄電池存在的任何問題提供早期的預報。

瑞士Lem公司的蓄電池監控系統的優點在于能夠在線實時監測電池組中各電池的狀態，而不需要離線測量，并且數據可以及時上傳到電腦上，及時發現電池組的問題。

臺灣群菱生產的BCSU-50C蓄電池監測儀，可隨時測量及記錄總電壓、總電流、各單體電池電壓等狀況，可通過5-10分鐘短時間放電預估電池剩余容量并評估電池優劣，具有蓄電池剩余容量分析的專利技術。

杭州華塑科技有限公司生產的H3G蓄電池在線監測系統，可實時監測蓄電池組狀態，確保了系統的可用性，并能對電池故障進行綜合分析，定位故障電池，預測電池維護及更換時間。

陜西柯藍電子有限公司生產的CR-AMS蓄電池在線監測系統，采用公司的專利直流內阻在線測試技術，使測量數據具有較高的準確性，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。

3 已實施蓄電池在線監測系統要點分析

目前，在獨山子動力公司水源中心變、東區變、西區變、乙烯總變等16個變電站安裝了杭州華塑科技有限公司生產的H3G蓄電池在線監測系統，在兩年多的使用過程中，讓動力公司獲得了最大的安全效益和經濟效益，同時也驗證了網絡環境下的蓄電池在線監測系統的可行性和合理性。

3.1 H3G蓄電池在線監測系統主要組成

3.1.1 監測單元

5.7英寸STN液晶顯示，帶觸摸屏，能顯示所有的監測內容，并可查詢，通過RS485通信接口與控制單元進行數據交換。

3.1.2 控制單元

控制單元用于站端控制套系統工作，包括數據通訊、控制、智能管理分析功能實現，同時完成與遠端計算機交互?？刂茊卧哂腥藱C交換鍵盤、液晶顯示、重要與一般報警指示、數據存儲和通信功能。

3.1.3 采集單元

電壓數據采集單元用于電池單體電壓數據采集，每個單元可以同時采集40節電池電壓。通過RS485通信接口與控制單元進行數據交換。內阻單元用于測試電池單體內阻數據，每個單元測試1組蓄電池組(每組電池節數4～200節)，通過RS485通信接口與控制單元進行數據交換。

3.1.4 容量單元

容量單元用于對蓄電池組進行自動核對性放電，兩組蓄電池組可以共用一個容量單元，通過RS485通信接口與控制單元進行數據交換。滿足停止條件后自動停止并記錄容量及單體電壓數據，無需再攜帶放電設備。

3.2 H3G蓄電池在線監測系統采集數據

H3G蓄電池在線監測系統采集并自動記錄數據有：電池組總電壓、單體電池內阻、單體電池電壓、蓄電池連接條電阻、浮充電流、充放電電流、核對性放電數據、蓄電池溫度、環境溫度。

3.3 H3G蓄電池在線監測系統特點

3.3.1 實時監控

7*24小時的預警監控，確保了系統的可用性。

3.3.2 綜合管理分析

精準的電池故障綜合分析，并定位故障電池，預測電池維護及更換時間。

3.3.3 報警功能

報警可以被分類成重要報警與一般報警。

3.3.4 操作日志記錄

可對用戶的操作以及自動內阻測試、設備復位等進行記錄。

3.3.5 通訊

帶有2個串口供第三方監測系統同步監控使用，波特率可設置。支持MODBUS規約與部頒CDT規約；支持 LAN、WAN遠程集中管理。

3.3.6 數據保存

站端設備內置大容量存儲空間，可以保存單體電壓歷史記錄、組壓電流歷史記錄、單體內阻歷史記錄、分析報告、操作日志記錄、報警記錄。

3.3.7 數據導出

所有歷史及報警數據可以通過串口導出，并通過專用的軟件進行顯示、編輯及打印。

3.3.8 模塊化

模塊化解決方案具備配置的靈活性，可以為任何系統量身定制。

3.3.9 高安全、高可靠性

采樣端與通訊端采用光電隔離，內部一體化設計無接線。

3.4 BATTONLINE蓄電池綜合管理分析軟件

系統軟件的穩定性對于整個監測系統的正常運轉是非常重要的，在大多數情況下，系統軟件需要面臨服務器停電或故障、網絡故障或前端硬件故障等情況，而解決故障并回復系統正常運轉往往需要專業人員花費大量的時間，嚴重影響系統的正常連續運轉。

為了確保系統軟件的穩定運行，BattOnline使用了多項領先技術，使系統軟件達到了“免維護”的標準。系統軟件采用了模塊化分布式技術，可以屏蔽某一點的故障而使系統其它部分正常運轉，一旦故障恢復屏蔽自動取消。同時支持多臺服務器熱備份，一臺服務器出現故障后另一臺繼續支持系統運轉。而BattOnline系統軟件采用的多層構架技術確保了系統的安全性，阻擋可能的惡意攻擊。在數據處理能力方面BattOnline有了很大的提高，單服務器可以監測500組的蓄電池組。

軟件主要具備以下功能：

(1)遠程在線集中監測功能。所有數據集中存儲在服務器上，通過IE瀏覽器訪問服務器即可實時查看各個變電站監測數據。

(2)三級報表生成導出功能?？梢宰詣由砂嘟M級、工區級、局級蓄電池運行報表，為蓄電池維護、更換提供依據。

(3)各種報表導出打印功能?？梢陨蓪С龈鞣N管理報表，與現有工作接軌，實現日常管理自動化。

(4)歷史數據查詢功能。至少可以查詢1年內的所有電壓數據、內阻數據、報警記錄、分析報告等。

(5)更直觀的顯示界面?？梢酝ㄟ^數據表格、柱狀圖、曲線圖等方式顯示數據，更直觀。

(6)遠程參數修改功能。可遠程修改站端設備參數。

4 已實施蓄電池在線監測系統效果

總之，閥控鉛酸蓄電池的充放電是一個復雜的電化學反應，引起蓄電池失效的原因很多，了解閥控鉛酸蓄電池的工作原理和失效機理，科學、合理地對閥控鉛酸蓄電池進行監測與維護，在安全生產和經濟效益上有很重要的意義。

蓄電池綜合參數的在線監測管理的運用，可以使維護人員的工作從煩瑣的巡檢工作變為對蓄電池的性能維護，蓄電池的維護方式從目前的被動方式轉到主動方式，在管理上有質的飛躍；

蓄電池在線監測系統可以監測蓄電池的各類工作狀態，對于不合理的工況能作出相應報警，避免了對蓄電池的傷害，延長蓄電池的使用壽命；

蓄電池在線監測系統可以監測蓄電池的性能，對于個別性能落后的蓄電池能及時發現，避免了因個別蓄電池性能落后引起電池組連鎖損壞；

蓄電池在線監測系統可以監測蓄電池的性能，免了盲目更換蓄電池造成的浪費；

目前蓄電池廠商生產、銷售的蓄電池，于各種原因，質量和性能有很大的差異，完善的蓄電池檢測手段可以避免采購到性能低劣的蓄電池。

5 結語

伴隨著獨山子廣電事業的不斷發展，蓄電池的使用范圍將越來越大，數量越來越多，對蓄電池的維護不論是從管理的角度出發還是維護方式的選擇，及時推廣應用蓄電池在線監測系統還是很有必要的。另外，在蓄電池在線監測系統推廣的基礎上，我認為，蓄電池組還仍然有必要周期性的采用三類不同深度的放電測試，以達到維護蓄電池完全達到現場使用要求的目的：

(1)完全放電 電池在投運之前應進行一次100%深度的放電，以確認該電池組能滿足設計要求。否則，若存在產品本身的質量問題，初次測試到的內阻參數的不準確性、不合格數據的摻入，會影響到后續監測數據分析的準確性，放電前應該充滿并在浮充狀態保持一定的時間。

(2)中等深度的放電 在運行一段時間(新電池二年周期，運行達四年以上的電池應一年為周期)后，宜進行中等深度指30—50%深度的放電。

(3)周期性的短時放電 根據蓄電池應用場合選取適合的周期，例如3個月。一般短時放電的深度為5%左右。對保持好蓄電池的良好性能狀態是有幫助的。

[1] 張昆.蓄電池在線監測系統的研究現狀.科技論壇,67.

[2] H3G硬件安裝調試手冊A0版.杭州華塑加達網絡科技有限公司.