MCXZJ蓄電池在線監測系統概述
1.1 國內蓄電池使用現狀
近十余年來,閥控式鉛酸蓄電池(VRLAB)在許多不同領域被迅速推廣應用。VRLAB電池 “免維護”的承諾,使其在新領域的推廣和取代傳統的防酸隔爆式電池起到舉足輕重的作用。閥控鉛酸蓄電池投入使用以來,由于其免維護性能,輕便,易于安裝,使用年限比傳統防酸隔爆式電池長等優點,很快在各行業及其他UPS應用場所中得到廣泛應用。
但運行事實表明,無論是國內還是國外,VRLAB的實際使用情況并不令人樂觀,閥控鉛酸蓄電池在使用過程中都出現了一系列令用戶失望和不放心的問題:VRLAB在使用3~4年后,大部份電池組很難通過容量檢測,只有少數能超過6年。由于號稱免維護,許多VRLAB蓄電池應用部門減少了蓄電池維護的人員和精力,而且對于此類蓄電池維護,經常缺乏訓練有素的人員。很多情況下是在市電停電后才發現蓄電池放電容量達不到設計要求,甚至有的電池組的容量達不到額定容量的50%還在繼續“工作”。
因此,VRLAB電池出現的故障類型和次數反而明顯高于傳統的蓄電池。傳統蓄電池最基本的故障是正極板腐蝕引起正極活性物質喪失。而VRLAB電池產生故障的原因卻很多,如板柵腐蝕及增長問題,甚至極柱從蓄電池蓋突出造成酸霧泄漏;由于電池失水過多,甚至干涸而引發的一系列性能變壞的問題,如內阻增加,熱失控等;電池性能不均勻,個別電池的提前失效問題或由于長期缺乏有效的性能監控及檢測手段,導致直流系統事故時常發生,給企業安全運行造成極大的隱患甚至巨大損失。
2013年中國國家質監總局發布報告中國國內動力用蓄電池合格率只有79%,電池的現狀一方面說明蓄電池的性能指標還有待提高,從設計和生產控制方面還需不斷完善;另一方面,正確使用電池,加強狀態監測管理非常必要,變事故后的處理為事故前的主動預防性狀態監測檢修管理,是全面提高電池安全應用水平的必選之路。
1.2 增設蓄電池故障預警儀的目的
蓄電池預警儀能實時把握電池在運行過程中的真實運行狀態,確保蓄電池在任何時候均能提供足夠的后備動力。具體體現在:
1)提升直流系統安全: 24小時實時監控,防止電池爆炸及燃燒,提前發現蓄電池組中的“害群之馬”,確保安全生產,徹底遠離安全隱患的煩惱!
2)降低生產運行成本:
a.采購階段,及時發現新電池的質量缺陷
b.運行階段,大幅減少人工現場維護的時間與成本
c.更換階段,提取少數提前壞電池,延長整組電池壽命,降低更換成本
3)避免人員健康受到損害
減少不合格的蓄電池爆炸對人員造成的意外傷害
并實現:
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由被動式的事故后處理轉變為主動式的提前預警
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由人工手動檢查操作轉變為自動化標準監測
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將電池的運行維護簡單化,變成“傻瓜式”可操作
1.3 系統概貌
本次改造為XX有限公司動力能源部所負責維護的10座高配站,分別是二熱軋車間的35kV站、粗軋35kV站、精軋35kV站、卷曲35kV站,冷軋車間的酸扎高配室、熱鍍鋅高配室、熱鍍鋁鋅高配室、電鍍錫高配室、連退高配室、酸洗高配室,每組共由18節蓄電池組成,單節蓄電池電壓為12V,容量為100AH。
本次技術改造主要為這十組蓄電池組加裝蓄電池預警儀系統。
MCXZJ蓄電池在線監測系統主要性能特點
2.1 產品設計思想
1) 準確測量
電池的運行參數主要受充電電源的控制,尤其是電池的浮充電壓,直接影響電池的浮充使用壽命。世界最好的電池也不能長期工作在偏高(或偏低)的浮充電壓下。浮充電壓的測量要求系統具有高準確度,電池組串聯后的高電壓要求系統具有高抗共模性能。
在線測量每個單電池的內阻是系統的核心技術之一,測量準確度直接關系到分析的準確度。在線測量需要解決充電機和用電負載干擾的問題。對于大容量電池,電池內阻是微歐級小信號,常規的測量方式已經不能得到有意義的數值,系統采用了DSP(數字信號處理)技術實現了高精度測量。
2) 綜合分析
以電池正確運行條件為核心依據,對系統電池的電壓、內阻、電流和溫度數據及其變化進行綜合分析。
綜合分析以上參數,可以發現電池組運行中發生的超越電池參數極限的事件,這些事件包括:充電電流過大、放電電流過大、電池組浮充電壓高、電池組浮充電壓低、電池組過放電、單電池浮充電壓高、單電池浮充電壓低、單電池過放電。
電池監測除發現電池的運行條件異常外,最重要的是要及時預報電池失效。根據國際標準,對內阻等參數的變化發生超限,必須盡快進行電池檢查或維護。
3) 高可靠性
本系統應用于對可靠性要求很高的場合,要求保證系統長期穩定工作。
本系統應對用戶設備不產生任何附加干擾,保證用戶設備同監測系統共同長期穩定工作。
系統還應具有較好的容差和容錯能力,避免誤報警。
4) 可擴展和網絡化
系統要滿足蓄電池應用的大部分應用場合,包括電信、電力、UPS等不同電池配置的應用。可以根據電池的不同數量、不同規格和不同的擺放形式來靈活配置。
系統可擴展放電測試設備,自動完成放電測試。
網絡化和信息化是電子設備的發展趨勢,系統設計要有通訊接口和多種網絡方案。
2.2 產品硬件介紹
系統由檢測模塊、轉換模塊、人機終端及相關軟件,一個轉換模塊可接入最多240個檢測模塊,完成對不同只數和不同電壓規格的蓄電池組的監測管理。
其中:
傳感器模塊用于檢測電池內阻、電池電壓、電池溫度。每節電池配置一個電池檢測模塊。
轉換器模塊通過串行總線收集最多250只傳感器模塊數據,包括單電池內阻、單電池電壓、單電池溫度,和電池組充放電電流。并將這些數據傳輸到本地控制模塊或遠程電腦
控制模塊可以用于就地人機界面操作,觸摸屏顯示,MOBBUS 接口。
MCXZJ蓄電池在線監測系統主要功能
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單體電壓實時監測
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單體內阻在線測量
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電池組電壓實時監測
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電池組充電/放電電流實時監測
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電池組工作環境溫度實時監測
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電池組浮充電壓高/低報警
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電池組放電電流過大報警
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電池組充電電流過大報警
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電池組深度放電報警
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電池組淺度放電統計
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電池組過放電報警
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電池組中某單電池浮充電壓失常報警
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電池組中某單電池內阻異常報警
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電池組中某單電池過放報警
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電池組中某單電池開路報警
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電池組中某單電池短路報警
MCXZJ蓄電池在線監測系統主要性能指標
1.電壓測量
電池電壓測量范圍 0~3.0V、0~20V(單體、可選)
0~100V、0~500V(電池組、可選)
電壓測量準確度 ±(0.2%RD+0.1%FS)
2.電流測量
電流測量范圍 0~100A、0~500A(也可選其它規格)
電流測量準確度 ±2%(與傳感器有關)
3.內阻測量
內阻測量范圍 0~50mΩ
內阻測量準確度 5%RD+0.5%FS
4.工作環境
溫度 5~45℃
濕度 <90RH%
5.監控軟件
蓄電池預警儀系統軟件配合MCXZJ蓄電池預警儀使用,能夠實現包括:電池組的管理、參數設置、趨勢分析、通訊設定、時間校正等功能。
用戶可以利用該軟件增加電池組,修改電池組屬性、修改報警參數、校正系統時間,提取當前監測數據、提取歷史監測數據,還可以對所有監測參量進行時間段趨勢變化分析,生成曲線和圖表,通過曲線可以直觀分析出監測參量在某時間段的變化過程,通過直方圖可以看出單體電池的不一致性等;生成的曲線和圖表可以隨時打印。
MCXZJ蓄電池在線監測系統廠家簡介及報價咨詢
湖北美翠電力致力于蓄電池檢測維護設備研發多年,MCXZJ蓄電池在線監測系統是我們最新研發生產的新一代設備。
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