蓄电池在线监测装置蓄电池维护.docx
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蓄电池在线监测装置蓄电池维护
LXJZ-D蓄电池在线监测装置
使用说明书
保定市领新科技有限公司
引言
蓄电池作为直流系统的电源是系统中十分关键的设备,必须对其进行规范合理、真实有效的日常维护。
对于富液式铅酸蓄电池,可以通过测量电池的电压、电解液的比重和温度,查看电解液的颜色、极板表面的颜色、极板是否弯曲断裂、极板有效物质是否脱落等来判断电池的性能。
而阀控式密封铅酸蓄电池(VRLA),因其密封,无法通过以上手段进行检测。
另外,由于蓄电池数量多,情况各异,人工维护蓄电池组的工作量很大,只能定期测试,不能解决蓄电池性能的突变问题,出现大量的测试盲点;随着VRLA蓄电池的大量应用,铅酸蓄电池的在线实时监测、早期故障诊断技术的创新与发展已经迫不及待。
“蓄电池在线监测系统”是利用国家重大科技产业工程“电动汽车”项目中“电动汽车车载充电器、电池管理系统及剩余电量计的研制”专题的研究成果,深入研究了站用阀控式铅酸蓄电池组容量特性原理,并结合当今国际、国内在蓄电池容量组监测领域共同认可的方法,建立了一套完整的容量计算模型,真正解决了蓄电池组容量在线监测和单体电池故障早期诊断的难题。
经过长期的研究和实践,研制出了适用于发电厂、变电站、微波机站、UPS机房等行业部门的蓄电池在线监测系列产品,该产品系列具有国内领先、国际先进水平,并已通过了有关部门的测试和认证。
第一章产品概述
1.1产品特点
蓄电池在线监测装置具有以下优越的特点:
独特的蓄电池组剩余电量监测方法
单体电池内阻测量
监测过程实时进行
信号采集过程安全、可靠
信号采集精度高
蓄电池组网络化监测
1.2产品用途
蓄电池在线监测装置主要应用于发电厂、供电局等电力直流系统,通信机房和基站,铁路供电变电站,金融、化工、企事业单位的UPS机房等后备电源使用场合,监测大容量蓄电池组的电池内阻、剩余电量、基本参数等,为蓄电池组的日常维护提供重要的依据,保证蓄电池组的可靠运行。
1.3型号说明
1.3.1系统命名规则:
LXJZ—□□□□
电池路数0~110
电池类型2/6/12V
电池容量20~2500Ah
产品型号A/B/C/D
产品简称
1.3.2系统配置
序号
名称
规格型号
数量
1
蓄电池在线监测装置
LXJZ—D
1
2
电流传感器
HA002Q1
1
3
温度传感器
DS18B20
2
4
采样电缆
由路数和距离确定
5
监测系统
JCXTV1.0(可选)
6
装置使用说明书
LXJZ—D使用说明书
1
7
监测系统使用说明书
JCXTV1.0使用说明书(随软件)
1
1.4使用环境
设备工作环境:
温度:
0~40℃
湿度:
30RH~95RH%
第二章结构与原理
2.1系统结构
系统结构大体分为:
采集模块、放电模块、中央处理模块,显示模块;
采集模块实时采集电池组电压、电流、温度、内阻等基本参数;中央处理模块对采集数据进行转换、分析、计算,计算结果在液晶上显示,并且通过串行口(或485或以太网)进行上传,实现远程监测。
原理结构图如下:
电流传感器CPU
温度传感器1
温度传感器2
2.2工作原理
2.2.1电池组剩余电量估计
剩余电量的多少是蓄电池应用中最关键的问题,是用户最关心的问题,也是最复杂、最难回答的问题,所以,100多年来,蓄电池电化学基本上是一门实验性学科。
专家、学者通过对不同厂家和类型蓄电池的物理、化学特性的差异,和对蓄电池内部温度、内阻等参数的动态变化,以及对蓄电池在充、放电过程中电压—电流的变化特性分别进行了大量的试验和测试,总结出了有关蓄电池容量特性的规律。
系统首先根据电池组的类型,额定容量,使用寿命,已使用时间,以及单电池特性和电池组的平均特性之间的差异,计算电池组的初始电量;运行过程中,再根据电池单电压在不同状态下的变化,电池组总电压、环境温度的变化,单电池的内阻,以及充放电过程中电流的大小和充放电时间等,经过分析、判断找到性能最差电池,通过剩余容量模型计算,得到蓄电池组剩余电量的估计值。
第三章技术特性
3.1主要功能
实时采集单体电池电压
实时采集电池组电压
实时采集电池组电流
实时采集电池组环境温度
测量单体电池内阻
自动更新电池组剩余电量
自动提示报警信息
网络化远程监测
名称
路数
测试范围
测量精度
单电压
110
0~15V
0.5%
总电压
1路
0~500V
0.5%
电流
充、放电
0~200A
±1A
温度
2路
-15℃~85℃
±0.5℃
电量估计
20~2500Ah
±5%
3.2主要技术指标
第四章安装调试
4.1外形和安装尺寸:
1、显示单元
485
465
13457
深度:
50mm
2、采集单元
深度:
50mm
4.2安装要求
1、安装过程必须是专业人员完成。
2、安装之前应详细阅读4.3内容。
3、设备应该距离电池组尽可能近;如果电池组距离控制屏较远,设备需固定在电池室的墙壁上或放置到电池柜上,监测信息可以通过通信电缆或网络接口上传到计算机。
如果设备距离电池组较远,采样电缆也就会很长,安装过程烦琐,并且可靠性会降低。
4、设备电源可以使用交流或直流,并将电源电缆引至设备。
4.3安装程序和注意事项
安装程序如下:
1、确定设备安装位置;
2、确认电池摆放顺序,根据电池顺序确定采样线路;
3、疏通采样线路,清理线路中的障碍,固定线槽或挖掘地沟;
4、按照对应顺序将电缆插头固定在设备上;
5、按照电池顺序和线路安排,将采样电缆分别引至对应的电池;
6、连接电池、隔离保险和采集电缆,使电池接入设备采集模块;
7、确定电流传感器安装位置;
8、将电流采样电缆按照合适的通道,从设备引至传感器,连接牢固;
9、确定设备的测温点,将温度传感器按照合适的通道从设备引至测温点;
10、所有采样电缆按各自的通道固定好之后,检查电缆和电池及采集器件是否连接好;
11、如果连接有错误或连接不牢固,重新进行连接,直到所有连接点无误;
12、在使用线槽或地沟处,将包扎好的电缆放入线槽或地沟,并将其封装。
13、检查多芯插头和设备插座是否对应;
14、如果插头、插座不对应,将其更正,直到无误;
17、安装完毕。
注意事项:
1、安装过程中,一定要注意安全,杜绝电池(或几个电池间)短路现象发生;
2、在电池组和采样电缆的连接过程中,电缆顺序和电池编号必须对应;
3、采样电缆通道的选择,要靠近电池,但隐蔽,避免电池维护过程中的无意损坏;
4、采样电缆不易暴露在空气中,否则电缆容易被风化和腐蚀;
5、在电池室或电池柜中,采样电缆通道必须整齐,可靠。
4.4调试
1、接通设备电源,开机;
2、设备正常启动,所有监测指示灯同时点亮;
3、检查所有单电压监测值是否正常,如果某路出现为零或者超出正常电池电压,设备立即断电,检查电池连接是否对应,找出错误连接,并将其更正;
4、重新开机,设备应正常工作。
5、使用钳形电流表,测量电池组回路中的电流(>1A),对比设备监测值;如果误差较大(>±0.5A),取下电流传感器,在无输入的情况下,测量其输出电压,如果电压大于±30mV,调整传感器零点,直到输出电压近似为零,重新核对监测值。
6、分别检查核对两路温度、电池组总电压、单体电压的监测值,如果有大于精度要求的进行调整,直到达到要求为止。
第五章操作说明
5.1使用前设备的检查
1、检查设备电源、采样电缆和设备连接是否正确;
2、检查连接正确,开机运行。
5.2前面板说明
1、液晶显示屏:
按菜单键依次显示:
系统信息、电池信息、告警参数、系统参数、内阻测试、时间设定。
1开机显示电池组基本情况;
2007年06月10日09时15分12秒
一
系统电压:
220.5V
系统电流:
20.3A
电池温度:
20.3℃
环境温度:
20.0℃
电池电量:
198Ah
系统信息电池信息告警参数
当某项内容出现报警,该内容对应值前出现“*”号,直到报警结束。
2按动菜单键进入电池信息界面,其内容为:
编号 电压 内阻
12.0350.668
22.0200.702
32.0200.702
42.0350.668
52.0200.702
............
系统信息电池信息告警参数
当出现单电压或内阻出现报警时,内容反显,按上下键进行翻屏。
3按动菜单键进入告警参数界面,其内容为:
系统电压上限:
0000
系统电压下限:
0000
电池电压上限:
0.00
电池电压下限:
0.00
充电电流上限:
000
充电电流下限:
000
放电电流上限:
000
系统信息电池信息告警参数
电池温度上限:
00
环境温度上限:
00
电池内阻上限:
00000
电池电量下限:
0000
均冲时长设定:
00
内阻测试周期:
000
系统信息电池信息告警参数
按上下左右键移动光标,按数字键进行设置,按确定键确认
4按动菜单键进入系统参数界面,其内容为:
电池组数:
1
电池类型:
02
电池数量:
000
设备地址:
000
电池容量:
0000
标称内阻:
0000
额定寿命:
000
系统参数内阻测试时间设定
奇数电池电压修正:
000
偶数电池电压修正:
000
电流传感器类型:
000
电压传感器类型:
000
电池已使用时间:
000
系统参数内阻测试时间设定
按上下左右键移动光标,按数字键进行设置,按确定键确认
5按动菜单键进入内阻测试界面,其内容为:
开始回路:
01序号内阻
结束回路:
18
测试停止
系统参数内阻测试时间设定
按上下左右键移动光标,按数字键进行设置,按确定键确认
6按动菜单键进入时间设定界面,其内容为:
2010-01-0311:
:
3:
0:
22
系统参数内阻测试时间设定
按上下左右键移动光标,按数字键进行设置,按确定键确认
2、键盘:
1内容包括:
数字0~9、菜单、确定、↑、↓、←、→共16个触摸键;
2功能介绍:
数字0~9:
子菜单选择,参数修改;
菜单:
切换菜单;
确定:
参数修改完毕,由参数设置状态直接切换到基本情况,小数点;
↑、↓:
单电压、、报警信息、参数内容上下滚动显示;
←、→:
参数设置过程中,光标左右移动。
3、参数设定
在告警参数菜单中
1、系统电压上限:
0000(单电压上限×路数);
2、系统电压下限:
0000(单电压下限×路数);
3、电池电压上限:
0000(单体2V——2.400,单体6V——7.200,单体12V——14.4);
4、电池电压下限:
0000(单体2V——2.000,单体6V——6.000,单体12V——12.00);
5、充电电流上限:
0000(一般设定成0.1C);
6、充电电流下限:
0000(一般设定成0);
7、放电电流上限:
0000(一般设定成0.1C);
8、电池温度上限:
000(一般设定成35.00);
9、环境温度上限:
000(一般设定成35.00);
10、电池内阻下限:
000(标称内阻值的130%)
11、均冲时长设定:
00(设为0)
12、内阻测试周期:
00(设为0));
第六章故障分析与排除
设备在运行过程中,容易出现的一些异常现象及排除方法如下表所述:
编号
异常现象
原因分析
解决办法
1
不能启动
①设备电源断开
②电源插头和插座接触不好
①检查电源插头处是否有电;
②重新插接电源插头;
2
某路单电压偏小或为0
①该路采样电缆断开
②电池电压降低
①将对应电缆和电池重新连接
②旁路该电池,并将其取下,对该电池做激活实验;
3
浮充电流值偏大
①电流传感器受外界影响,
发生漂移
②电流传感器本身漂移
①更换传感器安装位置;
②与厂家联系;
4
较长时间有
放电电流
①电流传感器受外界影响,发生漂移
①更换传感器安装位置;
5
温度值偏低
①温度传感器接地
找到温度采集点,将其固定在电池体或负极合适位置;
6
其他
与厂家联系
第七章日常维护
日常运行维护:
1、保持设备干净卫生,检查设备采样电路连接是否正常;
2、在清理电池及其周围时,不能伤及采样电缆;
3、发现报警现象,及时查看报警内容,并进行处理;
4、该设备是在线实时运行的,不能随便关机;
5、设备日常进行过程中,不需要进行维修;
接线示意图
1、电压采集
如上图所示由蓄电池组总正极开始,第一节电池的正极引线连接设备端子01;第二节电池的正极引线连接设备端子02;第三节电池的正极引线连接设备端子03;以此类推,一百零八节电池的正极引线连接设备端子108,一百零八节电池的负极引线连接设备端子109。
注:
电压采集线均为8位端子
2、内阻测试
如上图所示由蓄电池组总正极开始,第一节电池的正极引线连接设备端子01;第七节电池的正极引线连接设备端子02;第十三节电池的正极引线连接设备端子03;以此类推,一百零二节电池负极连接设备端子18(即每两根内阻测试线之间连接6节蓄电池)。
如蓄电池组共有108节,则一百零三节电池正极连接设备端子19;一百零八节电池负极连接设备端子20。
如蓄电池组多于102节少于108节,则设备端子20连接蓄电池组总负极,设备端子19则连接由电池组总负极倒数第6节电池的正极(例如电池组共有106节,则端子20连接106节电池的负极,端子19连接101节电池的正极)
注:
内阻测试线均为5位端子
为保证电池组和设备的安全,建议电池组和设备的连接线串联一个保险(如下图)。
电压采集线采用0.2平方以上,串联0.5A保险。
内阻测试线采用2.5平方以上,串联30A保险
3、温度
设备面板温度探头端子:
V:
温度探头电源;G:
温度探头地线;T:
温度探头信号;
安装示意图
- 配套讲稿:
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