蓄電池組在線監(jiān)測系統(tǒng)
YMZX-200

一． 概述

蓄電池作為通信電力系統(tǒng)的后備電源，為其各種重要系統(tǒng)中二次系統(tǒng)負(fù)載提供安全、穩(wěn)定、可靠的保障，確保繼電保護(hù)、通信設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，蓄電池的穩(wěn)定性和在放電過程中能提供給負(fù)載的實際容量對確保通信等重要設(shè)備的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。通信系統(tǒng)及電力系統(tǒng)隨著中國城市化的發(fā)展，覆蓋區(qū)域日益完善，穩(wěn)定運(yùn)行的重要性舉足輕重，如何維護(hù)好這一重要系統(tǒng)，蓄電池這一道防線，已經(jīng)成為了行業(yè)內(nèi)最關(guān)心的問題之一。

重慶一銘電氣自動化設(shè)備有限公司研制出了YMZX-200蓄電池組在線監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)同時監(jiān)測兩組蓄電池的組電壓、充放電狀態(tài)及電流、單體電流電壓、單體電池內(nèi)阻等蓄電池的重要參數(shù)，并能對單體蓄電池的電壓進(jìn)行均衡操作，使蓄電池電壓始終保持在合理的浮充范圍內(nèi)，延長蓄電池的使用壽命。

該系統(tǒng)投入運(yùn)行提高后備電源系統(tǒng)的保障度，限度地延長蓄電池的使用壽命，節(jié)約運(yùn)營成本，為蓄電池系統(tǒng)管理提供可靠有效的管理方法，同時將斷電所引起的供電中斷的危險降到。

二． 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

該蓄電池組在線監(jiān)測系統(tǒng)由單體蓄電池采集模塊及監(jiān)測主機(jī)組成。每個蓄電池單體采集模塊可以實現(xiàn)對12只蓄電池單體電壓、 內(nèi)阻測試及均衡操作。

監(jiān)測主機(jī)通過RS485與采集模塊通訊，讀取每節(jié)電池的電壓及內(nèi)阻值，通過TFT顯示屏呈現(xiàn)給用戶。監(jiān)測主機(jī)提供了告警無源輸出觸點及RS232、RS485接口與上位機(jī)通訊。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如下：

一． 系統(tǒng)功能及特點

3.1 系統(tǒng)功能

蓄電池智能監(jiān)測系統(tǒng)具有如下功能

? 多種工作模式

蓄電池智能監(jiān)測系統(tǒng)具有均衡工作模式、內(nèi)阻測試模式、電壓溫度巡檢模式三種工作模式狀態(tài)，并可自動切換；

? 多組電池測量及均衡控制

每個本地系統(tǒng)可同時對兩組蓄電池進(jìn)行監(jiān)測與控制；

? 蓄電池均衡功能

開啟均衡功能后，系統(tǒng)自動判斷蓄電池組的充放電狀態(tài)，當(dāng)蓄電池處于浮充狀態(tài)時自動進(jìn)入均衡模式，均衡完成后自動退出均衡模式進(jìn)入電壓內(nèi)阻巡檢模式。

? 內(nèi)阻測試功能

內(nèi)阻測試包括蓄電池內(nèi)阻測試及連接條內(nèi)阻測試，系統(tǒng)進(jìn)入內(nèi)阻測試模式后即逐一完成所監(jiān)測電池的內(nèi)阻與連接條內(nèi)阻的測試；

? 蓄電池狀態(tài)監(jiān)測功能

系統(tǒng)實時監(jiān)測蓄電池組的端電壓及充放電電流，并實時判斷蓄電池的充放電狀態(tài)：均充、浮充及放電狀態(tài)，蓄電池在浮充狀態(tài)下可轉(zhuǎn)入均衡模式；

? 單體溫度測試功能

開啟單體溫度測試功能后在電壓溫度巡檢模式下可以檢測每節(jié)蓄電池的單體溫度；

? 數(shù)據(jù)分析功能

本地系統(tǒng)具有多種數(shù)據(jù)排序功能，包括內(nèi)阻高低排序、連接條內(nèi)阻高低排序、電壓高低排序、溫度高低排序；

? 參數(shù)設(shè)置功能

可實現(xiàn)各種監(jiān)測數(shù)據(jù)高低越限參數(shù)設(shè)置，包括內(nèi)阻高低越限、連接條內(nèi)阻高低越限、電壓高低越限、溫度高低越限等，可能過參數(shù)設(shè)置界面開啟或關(guān)閉均衡模式與單體溫度測試功能。在參數(shù)設(shè)置界面可手動進(jìn)入內(nèi)阻測試功能；

? 多種數(shù)據(jù)上傳功能

系統(tǒng)提供以太網(wǎng)接口及RS232、RS485、CAN接口的數(shù)據(jù)上傳功能；

? 多種告警呈現(xiàn)方式

系統(tǒng)具有聲光報警功能，當(dāng)測量數(shù)據(jù)超過參數(shù)越限設(shè)置值后，將以不同的顏色顯示出來，告警指示頭亮，并提供無源輸出告警觸點。

3.2 系統(tǒng)特點

3.2.1高性能硬件

? 整個系統(tǒng)采用工業(yè)級芯片和元器件進(jìn)行設(shè)計和生產(chǎn)。

主機(jī)為高速32位工控CPU，子機(jī)為單16位工控CPU。系統(tǒng)總處理能力隨監(jiān)測蓄電池數(shù)量動態(tài)調(diào)整，最多可支持?jǐn)?shù)十個CPU同步運(yùn)行。

? 蓄電池單體電壓采用采用獨立的高精度24位AD轉(zhuǎn)換器，分辨率在1/50000以上。

3.2.2 的構(gòu)架

? 系統(tǒng)采用了的DADC構(gòu)架，將現(xiàn)場工程實施的靈活性，系統(tǒng)擴(kuò)展的靈活性和強(qiáng)大的處理能力相結(jié)合。

? DADC構(gòu)架可根據(jù)用戶需要靈活配置子機(jī)數(shù)量，節(jié)省了一次成本，并能靈活的進(jìn)行系統(tǒng)升級。

? DADC構(gòu)架可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境靈活安排子機(jī)安裝位置，便于采集器的安裝和布線，減小強(qiáng)電干擾。

? DADC構(gòu)架將高速，高精度的AD采樣和大負(fù)荷的運(yùn)算量平衡的分配到主機(jī)和子機(jī)之間，是運(yùn)行高效而復(fù)雜的SynSystem智能算法的基礎(chǔ)平臺。

3.2.3智慧型軟件

? 數(shù)字信號增強(qiáng)DSE技術(shù)，基于FIR數(shù)字信號處理方法對海量AD采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，篩選和增強(qiáng)，保證了蓄電池電壓與內(nèi)阻測試精度。

3.2.4 人性化界面

? 人性化的界面設(shè)計，裝置采用4.3寸真彩液晶屏與高分辨率觸摸屏做為人機(jī)交互界面的核心，使用舒適，操作方便快捷；

? 多頁面設(shè)計方式，各頁面切換通觸摸屏一鍵即可完成，各頁面復(fù)雜功能也可以通過觸摸屏一鍵完成。

3.2.5 高安全性

? 所有蓄電池接入裝置前都經(jīng)過保險絲，確保不會損壞蓄電池；

? 每個蓄電池都有各自獨立的采樣通道，隔離電壓等級達(dá)到3000V；

? 在線內(nèi)阻測量，系統(tǒng)采用分段式小電流放電法測試電池內(nèi)阻，不對系統(tǒng)注入任何信號，無需電池脫離系統(tǒng)；

? 均衡內(nèi)部采用固態(tài)開關(guān)而非觸點繼電器，無拉弧、無明火、壽命長；

3.2.6高可靠性

? 軟件陷阱和監(jiān)控芯片雙重抗干擾設(shè)計，能保證在強(qiáng)電干擾環(huán)境下長時間穩(wěn)定運(yùn)行。

? 采集模塊支持熱插拔和自動識別，主機(jī)定時校準(zhǔn)采集模塊時鐘。

? 主機(jī)和子機(jī)之間SynBus總線定時自檢，并實時顯示通信狀態(tài)。

3.3 主要技術(shù)指標(biāo)

? 監(jiān)測系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)如下:

? 電壓采集精度            0.1%  分辨率   1mV

?  電池內(nèi)阻及連接條內(nèi)阻精度            2%  分辨率 1uΩ

? 電壓均衡度              ≤0.03V

? 監(jiān)測電池電壓            2V/4V/6V/12V

? 監(jiān)測電池組數(shù)量          2組電池組

?  系統(tǒng)電壓級別            220V/110V/48V

? 以太網(wǎng)速率              10M/100M自適應(yīng)

? 傳輸方式                 LAN(信息網(wǎng)、調(diào)度網(wǎng)、數(shù)據(jù)專網(wǎng)等)、RS232、RS485、CAN

? 支持協(xié)議                 UDP、TCP、MODBUS、CDT、IEC61850

?  串口通訊速率1200/2400/4800/9600/19200/38400/57600/11520

? 電源輸入電壓              DC100-280V/AC85-265V