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1 概述
由于閥控鉛酸電池性能穩定、自放電少、密封、經濟等優點而迅速代替其他類型電池。閥控鉛酸電池銷售承諾至少十年使用壽命，然而很多用戶驚訝的發現電池在使用了三到四年后就會出現故障，很少有電池使用壽命超過八年的，這主要是由于閥控蓄電池長期浮充運行后出現電池失水、負極板硫酸化、正極板腐蝕、熱失控等，導致容量衰退。廠商大力宣傳“免維護”電池和用戶維護麻痹，使得不少用戶得到慘痛的教訓。在今天也很少有電池用戶對自己的后備電源系統有絕對的信心。
目前，對蓄電池組的管理主要采用定期維護的方式。一般定期人工對電池的電壓、內阻進行測量，每一年或幾年對電池組進行一次核對性放電。
這種維護方式主要存在下面的缺點：
· 維護工作量大，導致維護人員不堪重負
· 無法即時掌握蓄電池組運行真實數據及數據無法進行系統的分析
· 維護風險較高
為了能徹底解決以上問題，必須組建一個蓄電池在線監測系統，對蓄電池的單體電壓、組壓、單體內阻、電池內部溫度等重要參數進行在線監測，一旦發現某個參數有異?；蚱渥兓厔萦挟惓r立即告警，使管理維護人員及時發現問題或潛在的隱患，及時進行處理，保證UPS系統的可靠性與安全性。
本方案實施后可以達到下面的效果：
- 提前預警即將失效的蓄電池，排除潛在的隱患，確保UPS系統安全；
- 無需進行定期的內阻、電壓手工測量，節約人力物力；
- 即時發現充電故障，延長蓄電池組壽命。
- 通過對數據的系統分析，積累不同品牌型號設備及蓄電池的實際運行經驗，作為選型參考。
2 監控內容
XX項目要求在線監測蓄電池組，監測內容包括電池的單體電壓、單體內阻、組壓、環境溫度及充放電電流，并配置監測軟件，遠程讀取并顯示數據，同時數據可接入到第三方監控系統中。
3.1 主站部分
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名稱 |
型號 |
規格 |
數量 |
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服務器 |
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待定 |
1 |
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蓄電池監測系統軟件 |
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6.0版 |
1 |
3.2 子站部分
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地點 |
電池情況 |
設備配置 |
每套包含內容 |
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4 監控示意圖
根據用戶需求,可采用HEG-Y802按以下方法實現蓄電池組在線監測，HEG-Y802由主模塊與擴展模塊組成。每個模塊采集每節電池的電壓與內阻，通過電流互感器采集電池組充放電電流，主模塊讀取這些數據后進行分析處理并保存。通過主模塊查詢實時數據與告警記錄，也可設置所有運行參數。主模塊帶多種通信接口，支持MODBUS協議，第三方監測系統可通過發送命令讀取實時與歷史數據。
監測內容
單體電壓、單體內阻、組壓、充放電電流、環境溫度，電池內部溫度（可選），連接條電阻（可選）。
設備固定
主模塊與擴展模塊可以被安裝在標準的19英寸網絡柜內，也可安裝在電池架上。
設備與電池間接線
電壓采集線與內阻采集線已在工廠預制好，施工時需通過采集線將電池連接到模塊上，每根采集線在電池端都帶有短路保護裝置。
模塊間接線
主模塊與擴展模塊可通過四芯通信線連接，實現電源供給與數據傳送。
顯示
主模塊上帶LCD顯示，可以查詢所有實時數據、實時告警及告警記錄，可以對運行參數進行設置。
配置有專用的基于WINDOWS的監測軟件，可以訪問主模塊來讀取所有監測數據。也可以接入到第三方監測系統中，在統一的監測平臺上顯示。
告警
當監測到蓄電池某個參數超限時，主模塊LCD上會顯示告警內容，峰鳴器響，對應干接點閉合。
如果安裝了基于WINDOWS的監測軟件，軟件會自動彈出告警界面。
可將干接點接到第三方監測系統上，實現統一平臺告警。
5 監控實現功能
1、在線監測電池的單體電壓、單體內阻、組壓、環境溫度、充放電電流、電池內部（可選）、連接條電阻（可選）。
2、設備能自動定期測量電池的內阻，無需人工干預。
3、模塊帶LCD顯示屏，可以顯示所有監測數據以及部分歷史數據。
4、蓄電池組處在放電時，設備能自動記錄放電曲線及已放容量，可在設備及后臺軟件上查詢。
5、設備能自動對每月的數據進行分析，生成分析報告，提示哪些電池需要更換，可通過后臺軟件查看報告。
6、設備可以記錄設備運行過程中的各種事件，包括設備重啟、發生告警、內阻自動測試等，可以通過監測單元或后臺軟件查詢。
7、設備能保存一定量的數據，其中告警為100條、內阻為一年、組壓電流為一個月、放電記錄為2次、分析報告為一年，后臺軟件可以保存至少兩年的完整的數據。
8、單體電壓、組壓、單體內阻、充放電電流、環境溫度超限時自動告警，告警閥值可設置。告警發生時設備發出告警聲音，紅色告警燈亮，干接點閉合，可通過設備查詢具體告警內容。
9、可通過設備修改運行參數。
10、設備可通過網絡口與后臺電腦連接，同時可通過RS485口將數據上傳給第三方監測系統，支持MODBUS協議。
11、后臺軟件能顯示所有的監測數據，并能以數據表格、柱狀圖、曲線的方式顯示。
12、后臺軟件能記錄電池放電時的每節電池放電數據及放出容量，并可以導出成EXCEL表。
13、后臺軟件能查詢任意時間的告警記錄。
14、所有數據可以直接打印或以EXCEL的方式導出。
6 產品技術參數
工作環境
工作溫度： -5℃～50℃
相對濕度： 5％～90％
大氣壓強： 80～110kPa
電源要求
85～264VAC，100V～370VDC
監測能力
每組最大為300節，組數最多為2組
監測范圍
2V電池，容量為1AH-2000AH
保護
電源回路帶防短路與反接、過壓保護，電壓采樣線帶限流保護，內阻測試線帶保險絲保護。
測量范圍及精度
組壓：20～700V，0.3%+0.2V
單體電壓：1.5～2.5V，0.1%+1mV
單體電池內阻:100～65535 uΩ
2%+3uΩ(重復精度)
分辨率為1 uΩ
充放電電：0～500A(可選),2%+0.5A
環境溫度：-10℃～+70℃，0.5℃
干接點
帶三個干接點，DC220V/1A
絕緣耐壓
1000VAC
安裝方法
電池架或19英寸機柜或墻上安裝。
7 產品技術優勢
7.1 高穩定性
產品的穩定性設計需要實際應用經驗的積累，所以應用時間不長或應用不廣的產品往往會不穩定。深圳華爾高科技有限公司擁有近十年數以萬套設備的實際應用經驗，在這一領域擁有二十多項專利技術，我們把這些經驗與技術應用到產品中，從設計上確保了產品的高穩定性。
深圳市安定電子有限公司還擁有完整的質量保證體系與ERP管理系統，確保產品在各個生產環節的質量得到有效的保證。
7.2 高安全性
(1)系統對充電系統和工作回路無任何干擾,電壓采集線不與被監測電池直接連接，中間由歐姆電阻連接，徹底杜絕了測量電纜自身短路或模塊的故障帶來的電池自放電、現場出現火花、人員觸電、蓄電池的傷害等危險；采集單元各檢測通道應采用高阻抗輸入方式,檢測回路的電流小于微安級,對蓄電池無不良影響。
（2）系統能完全獨立于被監測設備而正常工作，功耗低,對供電系統要求不高,不影響用戶正常供電線路。
(3)具有防過壓、過流、高頻磁場干擾特性，要求系統工作電壓范圍寬,防過流、過壓能力強,系統設計有防浪涌電路,可在高頻強磁場工作環境下正常運行。
(4)系統采用模塊化設計,模塊間的獨立性良好,在線可維護性強,在線維護時不影響被監測設備的正常工作。
(5)系統應采用阻燃特性良好的元器件,使得系統本身的短路過流等原因造成的故障不會引起明火燃燒。
7.3 抗干擾性強
目前大型UPS及高頻UPS應用越來越普遍，在電池上出現很強的紋波干擾非常常見。在一個UPS系統中，逆變器在逆變過程中會產生2次、4次與6次等紋波電流，這種紋波電流會倒灌到蓄電池上，干擾蓄電池監測設備的正常工作。
我們專為此種應用設計了一個特殊的濾波電路，采用DSP+自動塌陷電
路，這種電路能夠阻檔UPS產生的2次、4次與6次等紋波，而幾乎不影響有用的信號。這種產品已經在Emerson、Schneider與Eaton等品牌的大型UPS系統上有數以千計的應用。
7.4 在線自動內阻測試技術
深圳市安定電子有限公司擁有多循環在線內阻測試技術的獨家專利，此種技術可以實現完全自動在線測試內阻。
7.5 在線自動連接電阻測試技術
深圳市安定電子有限公司擁有在線連接電阻測試技術的獨家專利，此種技術可以實現完全自動在線測試電池間的連接電阻。
7.6 高精度電壓采集技術
電壓檢測采用16位并行A/D轉換技術，無開關或繼電器切換，實現了高速及高穩定采集，精度可高達0.1%。采集單元前后級采用了光電隔離，避免前端對后端電路的干擾，保證系統安全可靠。
7.7 監測設備內置智能分析功能
大部分的蓄電池監測產品都通過后臺軟件來分析數據，這種方式的好處是實現起來比較容易，但存在下面的缺點：
- 與監測設備通信中斷或軟件死機不能正常接收數據時，分析的基礎數據會丟
失，無法進行分析，造成整個系統癱瘓。
- 如要將監測設備直接接入第三方監控系統時，就沒有分析功能或實現起來非
常復雜。
為了解決這個問題，深圳華爾高科技有限公司將分析功能內置到監測設備內，設備每月自動會對每節電池的電壓、內阻等進行分析，自動生成報告找出需要更換的電池并提出維護建議。使分析功能完全獨立于臺軟件，分析結果可以直接上傳給第三方監測系統。
7.8 大容量數據存儲空間
監測設備可以對保存電壓、內阻、報警記錄及分析報告等，一旦后臺服務器出故障，也可確保關鍵數據不會丟失。
7.9 接入性好
監測設備可以完全獨立運行，無需后臺軟件支持，并能直接對數據進行分析生成分析報告，這些數據通過通訊口可以直接上傳給第三方監測系統，并提供RS232、RS485及網絡口同時支持嚴格的MODBUS規約，使系統接入變得極為簡單。
