蓄电池组在线监测系统
YMZX-200

一． 概述

蓄电池作为通信电力系统的后备电源，为其各种重要系统中二次系统负载提供安全、稳定、可靠的保障，确保继电保护、通信设备的正常运行。因此，蓄电池的稳定性和在放电过程中能提供给负载的实际容量对确保通信等重要设备的安全运行具有十分重要的意义。通信系统及电力系统随着中国城市化的发展，覆盖区域日益完善，稳定运行的重要性举足轻重，如何维护好电力局这一重要系统，蓄电池这一最后一道防线，已经成为了行业内最关心的问题之一。

重庆一铭电气自动化设备有限公司研制出了YMZX-200蓄电池组在线监测系统。该系统同时监测两组蓄电池的组电压、充放电状态及电流、单体电流电压、单体电池内阻等蓄电池的重要参数，并能对单体蓄电池的电压进行均衡操作，使蓄电池电压始终保持在合理的浮充范围内，延长蓄电池的使用寿命。

该系统投入运行提高后备电源系统的保障度，最大限度地延长蓄电池的使用寿命，节约运营成本，为蓄电池系统管理提供可靠有效的管理方法，同时将断电所引起的供电中断的危险降到最低。

二． 系统结构组成

该蓄电池组在线监测系统由单体蓄电池采集模块及监测主机组成。每个蓄电池单体采集模块可以实现对12只蓄电池单体电压、 内阻测试及均衡操作。

监测主机通过RS485与采集模块通讯，读取每节电池的电压及内阻值，通过TFT显示屏呈现给用户。监测主机提供了告警无源输出触点及RS232、RS485接口与上位机通讯。

系统结构原理图如下：

一． 系统功能及特点

3.1 系统功能

蓄电池智能监测系统具有如下功能

Ø 多种工作模式

蓄电池智能监测系统具有均衡工作模式、内阻测试模式、电压温度巡检模式三种工作模式状态，并可自动切换；

Ø 多组电池测量及均衡控制

每个本地系统可同时对两组蓄电池进行监测与控制；

Ø 蓄电池均衡功能

开启均衡功能后，系统自动判断蓄电池组的充放电状态，当蓄电池处于浮充状态时自动进入均衡模式，均衡完成后自动退出均衡模式进入电压内阻巡检模式。

Ø 内阻测试功能

内阻测试包括蓄电池内阻测试及连接条内阻测试，系统进入内阻测试模式后即逐一完成所监测电池的内阻与连接条内阻的测试；

Ø 蓄电池状态监测功能

系统实时监测蓄电池组的端电压及充放电电流，并实时判断蓄电池的充放电状态：均充、浮充及放电状态，蓄电池在浮充状态下可转入均衡模式；

Ø 单体温度测试功能

开启单体温度测试功能后在电压温度巡检模式下可以检测每节蓄电池的单体温度；

Ø 数据分析功能

本地系统具有多种数据排序功能，包括内阻高低排序、连接条内阻高低排序、电压高低排序、温度高低排序；

Ø 参数设置功能

可实现各种监测数据高低越限参数设置，包括内阻高低越限、连接条内阻高低越限、电压高低越限、温度高低越限等，可能过参数设置界面开启或关闭均衡模式与单体温度测试功能。在参数设置界面可手动进入内阻测试功能；

Ø 多种数据上传功能

系统提供以太网接口及RS232、RS485、CAN接口的数据上传功能；

Ø 多种告警呈现方式

系统具有声光报警功能，当测量数据超过参数越限设置值后，将以不同的颜色显示出来，告警指示头亮，并提供无源输出告警触点。

3.2 系统特点

3.2.1高性能硬件

Ø 整个系统采用工业级芯片和元器件进行设计和生产。

主机为高速32位工控CPU，子机为单16位工控CPU。系统总处理能力随监测蓄电池数量动态调整，最多可支持数十个CPU同步运行。

Ø 蓄电池单体电压采用采用独立的高精度24位AD转换器，分辨率在1/50000以上。

3.2.2 先进的构架

Ø 系统采用了独有的DADC构架，将现场工程实施的灵活性，系统扩展的灵活性和强大的处理能力相结合。

Ø DADC构架可根据用户需要灵活配置子机数量，节省了一次成本，并能灵活的进行系统升级。

Ø DADC构架可根据现场环境灵活安排子机安装位置，便于采集器的安装和布线，减小强电干扰。

Ø DADC构架将高速，高精度的AD采样和大负荷的运算量平衡的分配到主机和子机之间，是运行高效而复杂的SynSystem智能算法的基础平台。

3.2.3智慧型软件

Ø 数字信号增强DSE技术，基于FIR数字信号处理方法对海量AD采样数据进行滤波，筛选和增强，保证了蓄电池电压与内阻测试精度。

3.2.4 人性化界面

Ø 人性化的界面设计，装置采用4.3寸真彩液晶屏与高分辨率触摸屏做为人机交互界面的核心，使用舒适，操作方便快捷；

Ø 多页面设计方式，各页面切换通触摸屏一键即可完成，各页面复杂功能也可以通过触摸屏一键完成。

3.2.5 高安全性

Ø 所有蓄电池接入装置前都经过保险丝，确保不会损坏蓄电池；

Ø 每个蓄电池都有各自独立的采样通道，隔离电压等级达到3000V；

Ø 在线内阻测量，系统采用分段式小电流放电法测试电池内阻，不对系统注入任何信号，无需电池脱离系统；

Ø 均衡内部采用固态开关而非触点继电器，无拉弧、无明火、寿命长；

3.2.6高可靠性

Ø 软件陷阱和监控芯片双重抗干扰设计，能保证在强电干扰环境下长时间稳定运行。

Ø 采集模块支持热插拔和自动识别，主机定时校准采集模块时钟。

Ø 主机和子机之间SynBus总线定时自检，并实时显示通信状态。

3.3 主要技术指标

Ø 监测系统主要技术指标如下:

Ø 电压采集精度            0.1%  分辨率   1mV

Ø  电池内阻及连接条内阻精度            2%  分辨率 1uΩ

Ø 电压均衡度              ≤0.03V

Ø 监测电池电压            2V/4V/6V/12V

Ø 监测电池组数量          2组电池组

Ø  系统电压级别            220V/110V/48V

Ø 以太网速率              10M/100M自适应

Ø 传输方式                 LAN(信息网、调度网、数据专网等)、RS232、RS485、CAN

Ø 支持协议                 UDP、TCP、MODBUS、CDT、IEC61850

Ø  串口通讯速率1200/2400/4800/9600/19200/38400/57600/11520

Ø 电源输入电压              DC100-280V/AC85-265V