蓄電池組在線監測系統
YMZX-200
一． 概述
蓄電池作為通信電力系統的后備電源，為其各種重要系統中二次系統負載提供安全、穩定、可靠的保障，確保繼電保護、通信設備的正常運行。因此，蓄電池的穩定性和在放電過程中能提供給負載的實際容量對確保通信等重要設備的安全運行具有十分重要的意義。通信系統及電力系統隨著中國城市化的發展，覆蓋區域日益完善，穩定運行的重要性舉足輕重，如何維護好這一重要系統，蓄電池這一道防線，已經成為了行業內最關心的問題之一。
重慶一銘電氣自動化設備有限公司研制出了YMZX-200蓄電池組在線監測系統。該系統同時監測兩組蓄電池的組電壓、充放電狀態及電流、單體電流電壓、單體電池內阻等蓄電池的重要參數，并能對單體蓄電池的電壓進行均衡操作，使蓄電池電壓始終保持在合理的浮充范圍內，延長蓄電池的使用壽命。
該系統投入運行提高后備電源系統的保障度，限度地延長蓄電池的使用壽命，節約運營成本，為蓄電池系統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． 系統結構組成
該蓄電池組在線監測系統由單體蓄電池采集模塊及監測主機組成。每個蓄電池單體采集模塊可以實現對12只蓄電池單體電壓、 內阻測試及均衡操作。
監測主機通過RS485與采集模塊通訊，讀取每節電池的電壓及內阻值，通過TFT顯示屏呈現給用戶。監測主機提供了告警無源輸出觸點及RS232、RS485接口與上位機通訊。
系統結構原理圖如下：
一． 系統功能及特點
3.1 系統功能
蓄電池智能監測系統具有如下功能
? 多種工作模式
蓄電池智能監測系統具有均衡工作模式、內阻測試模式、電壓溫度巡檢模式三種工作模式狀態，并可自動切換；
? 多組電池測量及均衡控制
每個本地系統可同時對兩組蓄電池進行監測與控制；
? 蓄電池均衡功能
開啟均衡功能后，系統自動判斷蓄電池組的充放電狀態，當蓄電池處于浮充狀態時自動進入均衡模式，均衡完成后自動退出均衡模式進入電壓內阻巡檢模式。
? 內阻測試功能
內阻測試包括蓄電池內阻測試及連接條內阻測試，系統進入內阻測試模式后即逐一完成所監測電池的內阻與連接條內阻的測試；
? 蓄電池狀態監測功能
系統實時監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：均充、浮充及放電狀態，蓄電池在浮充狀態下可轉入均衡模式；
? 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蓄電池的單體溫度；
? 數據分析功能
本地系統具有多種數據排序功能，包括內阻高低排序、連接條內阻高低排序、電壓高低排序、溫度高低排序；
? 參數設置功能
可實現各種監測數據高低越限參數設置，包括內阻高低越限、連接條內阻高低越限、電壓高低越限、溫度高低越限等，可能過參數設置界面開啟或關閉均衡模式與單體溫度測試功能。在參數設置界面可手動進入內阻測試功能；
? 多種數據上傳功能
系統提供以太網接口及RS232、RS485、CAN接口的數據上傳功能；
? 多種告警呈現方式
系統具有聲光報警功能，當測量數據超過參數越限設置值后，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 系統特點
3.2.1高性能硬件
? 整個系統采用工業級芯片和元器件進行設計和生產。
主機為高速32位工控CPU，子機為單16位工控CPU。系統總處理能力隨監測蓄電池數量動態調整，最多可支持數十個CPU同步運行。
? 蓄電池單體電壓采用采用獨立的高精度24位AD轉換器，分辨率在1/50000以上。
3.2.2 *的構架
? 系統采用了的DADC構架，將現場工程實施的靈活性，系統擴展的靈活性和強大的處理能力相結合。
? DADC構架可根據用戶需要靈活配置子機數量，節省了一次成本，并能靈活的進行系統升級。
? DADC構架可根據現場環境靈活安排子機安裝位置，便于采集器的安裝和布線，減小強電干擾。
? DADC構架將高速，高精度的AD采樣和大負荷的運算量平衡的分配到主機和子機之間，是運行高效而復雜的SynSystem智能算法的基礎平臺。
3.2.3智慧型軟件
? 數字信號增強DSE技術，基于FIR數字信號處理方法對海量AD采樣數據進行濾波，篩選和增強，保證了蓄電池電壓與內阻測試精度。
3.2.4 人性化界面
? 人性化的界面設計，裝置采用4.3寸真彩液晶屏與高分辨率觸摸屏做為人機交互界面的核心，使用舒適，操作方便快捷；
? 多頁面設計方式，各頁面切換通觸摸屏一鍵即可完成，各頁面復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，隔離電壓等級達到3000V；
? 在線內阻測量，系統采用分段式小電流放電法測試電池內阻，不對系統注入任何信號，無需電池脫離系統；
? 均衡內部采用固態開關而非觸點繼電器，無拉弧、無明火、壽命長；
3.2.6高可靠性
? 軟件陷阱和監控芯片雙重抗干擾設計，能保證在強電干擾環境下長時間穩定運行。
? 采集模塊支持熱插拔和自動識別，主機定時校準采集模塊時鐘。
? 主機和子機之間SynBus總線定時自檢，并實時顯示通信狀態。
3.3 主要技術指標
? 監測系統主要技術指標如下:
? 電壓采集精度 0.1% 分辨率 1mV
? 電池內阻及連接條內阻精度 2% 分辨率 1uΩ
? 電壓均衡度 ≤0.03V
? 監測電池電壓 2V/4V/6V/12V
? 監測電池組數量 2組電池組
? 系統電壓級別 220V/110V/48V
? 以太網速率 10M/100M自適應
? 傳輸方式 LAN(信息網、調度網、數據專網等)、RS232、RS485、CAN
? 支持協議 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
