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蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在獨(dú)山子的應(yīng)用研究

2014-09-28 02:23陳暉沙強(qiáng)益
中國(guó)科技縱橫 2014年16期
關(guān)鍵詞:獨(dú)山子內(nèi)阻蓄電池

陳暉 沙強(qiáng)益

(1.新疆獨(dú)山子石油化工總廠(chǎng)新聞傳播中心,新疆獨(dú)山子 833600;2.中國(guó)石油天然氣股份有限公司獨(dú)山子石化分公司動(dòng)力公司,新疆獨(dú)山子 833600)

蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在獨(dú)山子的應(yīng)用研究

陳暉1沙強(qiáng)益2

(1.新疆獨(dú)山子石油化工總廠(chǎng)新聞傳播中心,新疆獨(dú)山子 833600;2.中國(guó)石油天然氣股份有限公司獨(dú)山子石化分公司動(dòng)力公司,新疆獨(dú)山子 833600)

蓄電池作為備用電源在電力系統(tǒng)和廣電部門(mén)中起著極其重要的作用,在交流電失電或其它事故狀態(tài)下蓄電池組一旦出現(xiàn)問(wèn)題,對(duì)電力系統(tǒng)而言:供電系統(tǒng)將面臨癱瘓,造成設(shè)備停運(yùn)及其它重大運(yùn)行事故。對(duì)廣電部門(mén)而言:計(jì)算機(jī)、非編系統(tǒng)、播出系統(tǒng)等因系統(tǒng)斷電會(huì)造成播出事故,如未及時(shí)處置問(wèn)題,一旦造成重要數(shù)據(jù)丟失或損壞,將會(huì)給后續(xù)處理造成困難,造成巨大的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。本文主要闡述了蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能及特性,為今后的蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)工作提供借鑒。

蓄電池 內(nèi)阻 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

1 引言

近年來(lái),隨著閥控式密封鉛酸蓄電池(以下簡(jiǎn)稱(chēng)閥控蓄電池)在電力系統(tǒng)和廣電系統(tǒng)的廣泛使用,由蓄電池故障而引發(fā)的事故時(shí)有發(fā)生。閥控蓄電池由于特殊的閥控式密封結(jié)構(gòu),使得我們無(wú)法準(zhǔn)確掌握蓄電池的健康狀況,其“免維護(hù)”的這一優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為電池運(yùn)行管理中的缺點(diǎn)和難點(diǎn)。在提高電池性能,減少維護(hù)工作量的同時(shí),如何快捷有效地檢測(cè)出早期失效電池并預(yù)測(cè)蓄電池性能變化趨勢(shì)已成為蓄電池運(yùn)行管理的新課題。目前除了核對(duì)性放電、測(cè)端電壓等常規(guī)維護(hù)檢測(cè)手段外,隨著技術(shù)的發(fā)展一些新的檢測(cè)手段孕育而生,蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)這一新檢測(cè)技術(shù)開(kāi)始逐步運(yùn)用到電力系統(tǒng)和廣電系統(tǒng)。

2 蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究的現(xiàn)狀

近年來(lái),國(guó)內(nèi)外有很多公司在從事蓄電池監(jiān)測(cè)方法的研究工作,生產(chǎn)出了很多蓄電池監(jiān)測(cè)產(chǎn)品,從功能上來(lái)說(shuō),主要有:監(jiān)測(cè)蓄電池的電壓,監(jiān)測(cè)蓄電池的內(nèi)阻值,監(jiān)測(cè)蓄電池的工作溫度等。

美國(guó)的Alber公司,生產(chǎn)了世界第一臺(tái)蓄電池檢測(cè)設(shè)備,代表產(chǎn)品BDS-256/MPM-100蓄電池智能監(jiān)控系統(tǒng)是利用內(nèi)阻測(cè)試專(zhuān)利技術(shù)的高級(jí)綜合應(yīng)用。這種系統(tǒng)的獨(dú)特之處是能對(duì)蓄電池存在的任何問(wèn)題提供早期的預(yù)報(bào)。

瑞士Lem公司的蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組中各電池的狀態(tài),而不需要離線(xiàn)測(cè)量,并且數(shù)據(jù)可以及時(shí)上傳到電腦上,及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池組的問(wèn)題。

臺(tái)灣群菱生產(chǎn)的BCSU-50C蓄電池監(jiān)測(cè)儀,可隨時(shí)測(cè)量及記錄總電壓、總電流、各單體電池電壓等狀況,可通過(guò)5-10分鐘短時(shí)間放電預(yù)估電池剩余容量并評(píng)估電池優(yōu)劣,具有蓄電池剩余容量分析的專(zhuān)利技術(shù)。

杭州華塑科技有限公司生產(chǎn)的H3G蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蓄電池組狀態(tài),確保了系統(tǒng)的可用性,并能對(duì)電池故障進(jìn)行綜合分析,定位故障電池,預(yù)測(cè)電池維護(hù)及更換時(shí)間。

陜西柯藍(lán)電子有限公司生產(chǎn)的CR-AMS蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),采用公司的專(zhuān)利直流內(nèi)阻在線(xiàn)測(cè)試技術(shù),使測(cè)量數(shù)據(jù)具有較高的準(zhǔn)確性,測(cè)試過(guò)程無(wú)須將充電機(jī)與蓄電池組斷開(kāi),不影響直流系統(tǒng)正常運(yùn)行。

3 已實(shí)施蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要點(diǎn)分析

目前,在獨(dú)山子動(dòng)力公司水源中心變、東區(qū)變、西區(qū)變、乙烯總變等16個(gè)變電站安裝了杭州華塑科技有限公司生產(chǎn)的H3G蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),在兩年多的使用過(guò)程中,讓動(dòng)力公司獲得了最大的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)也驗(yàn)證了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可行性和合理性。

3.1 H3G蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要組成

3.1.1 監(jiān)測(cè)單元

5.7英寸STN液晶顯示,帶觸摸屏,能顯示所有的監(jiān)測(cè)內(nèi)容,并可查詢(xún),通過(guò)RS485通信接口與控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

3.1.2 控制單元

控制單元用于站端控制套系統(tǒng)工作,包括數(shù)據(jù)通訊、控制、智能管理分析功能實(shí)現(xiàn),同時(shí)完成與遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)交互。控制單元具有人機(jī)交換鍵盤(pán)、液晶顯示、重要與一般報(bào)警指示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通信功能。

3.1.3 采集單元

電壓數(shù)據(jù)采集單元用于電池單體電壓數(shù)據(jù)采集,每個(gè)單元可以同時(shí)采集40節(jié)電池電壓。通過(guò)RS485通信接口與控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。內(nèi)阻單元用于測(cè)試電池單體內(nèi)阻數(shù)據(jù),每個(gè)單元測(cè)試1組蓄電池組(每組電池節(jié)數(shù)4~200節(jié)),通過(guò)RS485通信接口與控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

3.1.4 容量單元

容量單元用于對(duì)蓄電池組進(jìn)行自動(dòng)核對(duì)性放電,兩組蓄電池組可以共用一個(gè)容量單元,通過(guò)RS485通信接口與控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。滿(mǎn)足停止條件后自動(dòng)停止并記錄容量及單體電壓數(shù)據(jù),無(wú)需再攜帶放電設(shè)備。

3.2 H3G蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)

H3G蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集并自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)有:電池組總電壓、單體電池內(nèi)阻、單體電池電壓、蓄電池連接條電阻、浮充電流、充放電電流、核對(duì)性放電數(shù)據(jù)、蓄電池溫度、環(huán)境溫度。

3.3 H3G蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)特點(diǎn)

3.3.1 實(shí)時(shí)監(jiān)控

7*24小時(shí)的預(yù)警監(jiān)控,確保了系統(tǒng)的可用性。

3.3.2 綜合管理分析

精準(zhǔn)的電池故障綜合分析,并定位故障電池,預(yù)測(cè)電池維護(hù)及更換時(shí)間。

3.3.3 報(bào)警功能

報(bào)警可以被分類(lèi)成重要報(bào)警與一般報(bào)警。

3.3.4 操作日志記錄

可對(duì)用戶(hù)的操作以及自動(dòng)內(nèi)阻測(cè)試、設(shè)備復(fù)位等進(jìn)行記錄。

3.3.5 通訊

帶有2個(gè)串口供第三方監(jiān)測(cè)系統(tǒng)同步監(jiān)控使用,波特率可設(shè)置。支持MODBUS規(guī)約與部頒CDT規(guī)約;支持 LAN、WAN遠(yuǎn)程集中管理。

3.3.6 數(shù)據(jù)保存

站端設(shè)備內(nèi)置大容量存儲(chǔ)空間,可以保存單體電壓歷史記錄、組壓電流歷史記錄、單體內(nèi)阻歷史記錄、分析報(bào)告、操作日志記錄、報(bào)警記錄。

3.3.7 數(shù)據(jù)導(dǎo)出

所有歷史及報(bào)警數(shù)據(jù)可以通過(guò)串口導(dǎo)出,并通過(guò)專(zhuān)用的軟件進(jìn)行顯示、編輯及打印。

3.3.8 模塊化

模塊化解決方案具備配置的靈活性,可以為任何系統(tǒng)量身定制。

3.3.9 高安全、高可靠性

采樣端與通訊端采用光電隔離,內(nèi)部一體化設(shè)計(jì)無(wú)接線(xiàn)。

3.4 BATTONLINE蓄電池綜合管理分析軟件

系統(tǒng)軟件的穩(wěn)定性對(duì)于整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是非常重要的,在大多數(shù)情況下,系統(tǒng)軟件需要面臨服務(wù)器停電或故障、網(wǎng)絡(luò)故障或前端硬件故障等情況,而解決故障并回復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)往往需要專(zhuān)業(yè)人員花費(fèi)大量的時(shí)間,嚴(yán)重影響系統(tǒng)的正常連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

為了確保系統(tǒng)軟件的穩(wěn)定運(yùn)行,BattOnline使用了多項(xiàng)領(lǐng)先技術(shù),使系統(tǒng)軟件達(dá)到了“免維護(hù)”的標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)軟件采用了模塊化分布式技術(shù),可以屏蔽某一點(diǎn)的故障而使系統(tǒng)其它部分正常運(yùn)轉(zhuǎn),一旦故障恢復(fù)屏蔽自動(dòng)取消。同時(shí)支持多臺(tái)服務(wù)器熱備份,一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障后另一臺(tái)繼續(xù)支持系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。而B(niǎo)attOnline系統(tǒng)軟件采用的多層構(gòu)架技術(shù)確保了系統(tǒng)的安全性,阻擋可能的惡意攻擊。在數(shù)據(jù)處理能力方面BattOnline有了很大的提高,單服務(wù)器可以監(jiān)測(cè)500組的蓄電池組。

軟件主要具備以下功能:

(1)遠(yuǎn)程在線(xiàn)集中監(jiān)測(cè)功能。所有數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)在服務(wù)器上,通過(guò)IE瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器即可實(shí)時(shí)查看各個(gè)變電站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

(2)三級(jí)報(bào)表生成導(dǎo)出功能??梢宰詣?dòng)生成班組級(jí)、工區(qū)級(jí)、局級(jí)蓄電池運(yùn)行報(bào)表,為蓄電池維護(hù)、更換提供依據(jù)。

(3)各種報(bào)表導(dǎo)出打印功能??梢陨蓪?dǎo)出各種管理報(bào)表,與現(xiàn)有工作接軌,實(shí)現(xiàn)日常管理自動(dòng)化。

(4)歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)功能。至少可以查詢(xún)1年內(nèi)的所有電壓數(shù)據(jù)、內(nèi)阻數(shù)據(jù)、報(bào)警記錄、分析報(bào)告等。

(5)更直觀(guān)的顯示界面。可以通過(guò)數(shù)據(jù)表格、柱狀圖、曲線(xiàn)圖等方式顯示數(shù)據(jù),更直觀(guān)。

(6)遠(yuǎn)程參數(shù)修改功能。可遠(yuǎn)程修改站端設(shè)備參數(shù)。

4 已實(shí)施蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)效果

總之,閥控鉛酸蓄電池的充放電是一個(gè)復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng),引起蓄電池失效的原因很多,了解閥控鉛酸蓄電池的工作原理和失效機(jī)理,科學(xué)、合理地對(duì)閥控鉛酸蓄電池進(jìn)行監(jiān)測(cè)與維護(hù),在安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益上有很重要的意義。

蓄電池綜合參數(shù)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)管理的運(yùn)用,可以使維護(hù)人員的工作從煩瑣的巡檢工作變?yōu)閷?duì)蓄電池的性能維護(hù),蓄電池的維護(hù)方式從目前的被動(dòng)方式轉(zhuǎn)到主動(dòng)方式,在管理上有質(zhì)的飛躍;

蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)蓄電池的各類(lèi)工作狀態(tài),對(duì)于不合理的工況能作出相應(yīng)報(bào)警,避免了對(duì)蓄電池的傷害,延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命;

蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)蓄電池的性能,對(duì)于個(gè)別性能落后的蓄電池能及時(shí)發(fā)現(xiàn),避免了因個(gè)別蓄電池性能落后引起電池組連鎖損壞;

蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)蓄電池的性能,免了盲目更換蓄電池造成的浪費(fèi);

目前蓄電池廠(chǎng)商生產(chǎn)、銷(xiāo)售的蓄電池,于各種原因,質(zhì)量和性能有很大的差異,完善的蓄電池檢測(cè)手段可以避免采購(gòu)到性能低劣的蓄電池。

5 結(jié)語(yǔ)

伴隨著獨(dú)山子廣電事業(yè)的不斷發(fā)展,蓄電池的使用范圍將越來(lái)越大,數(shù)量越來(lái)越多,對(duì)蓄電池的維護(hù)不論是從管理的角度出發(fā)還是維護(hù)方式的選擇,及時(shí)推廣應(yīng)用蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還是很有必要的。另外,在蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)推廣的基礎(chǔ)上,我認(rèn)為,蓄電池組還仍然有必要周期性的采用三類(lèi)不同深度的放電測(cè)試,以達(dá)到維護(hù)蓄電池完全達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)使用要求的目的:

(1)完全放電 電池在投運(yùn)之前應(yīng)進(jìn)行一次100%深度的放電,以確認(rèn)該電池組能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。否則,若存在產(chǎn)品本身的質(zhì)量問(wèn)題,初次測(cè)試到的內(nèi)阻參數(shù)的不準(zhǔn)確性、不合格數(shù)據(jù)的摻入,會(huì)影響到后續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性,放電前應(yīng)該充滿(mǎn)并在浮充狀態(tài)保持一定的時(shí)間。

(2)中等深度的放電 在運(yùn)行一段時(shí)間(新電池二年周期,運(yùn)行達(dá)四年以上的電池應(yīng)一年為周期)后,宜進(jìn)行中等深度指30—50%深度的放電。

(3)周期性的短時(shí)放電 根據(jù)蓄電池應(yīng)用場(chǎng)合選取適合的周期,例如3個(gè)月。一般短時(shí)放電的深度為5%左右。對(duì)保持好蓄電池的良好性能狀態(tài)是有幫助的。

[1] 張昆.蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀.科技論壇,67.

[2] H3G硬件安裝調(diào)試手冊(cè)A0版.杭州華塑加達(dá)網(wǎng)絡(luò)科技有限公司.

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