1蓄电池巡检仪结构
1)监测主机:
一台监测主机可以管理两组蓄电池,可以完成对不同只数蓄电池组的监测管理。采集电池组的电压、电流、环境温度。采集单电池电压和内阻。具有远程(集中)管理RS-485接口、RS232接口、操作键盘、汉字(或数码、字符,因规格型号而异)显示面板、声光报警及报警接点输出。实时显示电池数据,存储数据,查询数据,智能分析数据,对异常的电池运行情况进行及时报警。数据传输,把采集到的数据通过RS232接口上传到PC机中。
2)客户端监测软件:
直观显示电池实时数据,强大的后台数据库存储历史数据,可以 方便地查询历史数据,智能分析数据,通过图表曲线方式直观显示各种数据,并自动生成数据报表。对异常的电池运行情况进行及时报警,并详细报告报警信息,报警结束后保存报警信息,给维护人员提供了电池维护的参考。操作人员按权限进行管理,与监测中心软件共同使用,通过网络实现远程集中监控。
3)服务器端软件:
可以对所监测的所有的局站或机房的电池进行各种数据处理,所具有的数据处理功能与客户端类似,功能十分强大,对所有的异常的电池运行情况进行及时报警,并详细报告报警信息,报警结束后保存报警信息,给维护人员提供了电池维护的参考。操作人员按权限进行管理,与客户端软件共同使用,通过网络实现远程集中监控。实现了在监测中心就可以监测到所管理的所有电池组,并且不受空间和时间的限制。辅助部件系统进行安装所需的附件,测试线和传感器等。
蓄电池巡检仪网络图
2蓄电池巡检仪参数
3蓄电池巡检仪功能
·在线监测功能: 在电池组处于在线放电、均充、浮充等状态下,对电池组进行实时监测;包括整组电压、单节电池电压、整组充放电流、整组充入容量、整组放出容量、监测时间等;可同时对4组电池进行在线监测,用户可设置监测电池节数(最多240节)。
·可外接我公司的CR-AO蓄电池智能负载,实现恒流放电测试和容量、内阻快速测试功能。可同时接多个智能负载以满足不同容量的蓄电池。
·可保存10组监测数据;用户对数据可进行查询、删除及U盘导出操作。
·当外接我公司的CR-AO蓄电池智能负载时,可保存10组恒流放电数据,99组容量内阻快测数据;用户对数据可进行查询、删除及U盘导出操作。
·计算机可通过串口与仪器连接,对仪器进行控制和实时监测,并进行图形分析。
·人性化的操作界面,操作简单,流程清晰,每一步操作均有简体中文提示。
·海蓝色高亮度大屏幕液晶显示器,显示效果清晰优美。
·上位机数据管理软件功能强大,界面友好,提供数据管理、打印、分析、报表统计、自动生成测试报告等功能。
应急电源多采用蓄电池提供能源,为了获得足够高的电压通常采用多块电池串联的方式进行工作,例如用24、32或48节铅酸蓄电池组成。电池组的失效往往是从单块电池失效开始的,尤其对于使用时间较长但又不超过使用期限的电池组,依靠维护人员的日常检查既耗时又不方便,也不符合现代管理的需要。因此,对于单块电池的电压进行自动巡检,以便及时发现问题,就变得极为重要。而对电池组单块电池电压进行测量存在以下主要技术难点。
(1)从降低成本角度考虑可采用多路选择方式测量,但是其电压范围超出了标准模拟[1]开关产品的工作电压范围而采用机械继电器将在速度、使用寿命、工作的可靠性方面都难以令人满意。
(2)为确保测量的精度,单元电池采用悬浮测量,系统设计时要考虑信号采集电路与信号处理电路采取有效的电气隔离。
(3)由于电池组串联电池数的增加,测量电路的功耗难于降低。国内已有很多关于单个单元电池的端电压侧测量方法的提出,构造电阻网络提取电压、继电器切换和V/F转换无触点采样提取电压。
2 串联电池组测量方法
2.1 电阻网络提取电压
从理论上分析这种方法是可行的,但在实际中却难以实现。比如,24节标称电压为12 V蓄电池,单节电池测试精度为O.5%的测试系统,单节电池测试绝对误差为±60 mV,24节串联积累的绝对误差可达1.44 V,显然,其相对误差可达到12%,这在应急电源监控系统中经常会造成误报警,所以不能满足应急电源监控系统的要求。
2.2 继电器切换提取电压[2]
传统的比较成熟的测试方法是用继电器和大的电解电容做隔离处理,基本原理如图1所示。
其基本的测试原理是:首先将继电器闭合到A区,对电解电容充电;测量时把继电器闭合到B区,将电解电容和蓄电池隔离开来,由于电解电容保持有该蓄电池的电压信号,因此,测试部分只需测电解电容上的电压,即可得到相应的蓄电池电压。此方法具有原理简单、造价低的优点。但是由于继电器存在着机械动作慢,使用寿命低等缺陷,实践证明,根据这一原理实现的检测装置在速度、使用寿命、工作的可靠性方面都难以令人满意。为解决上面问题可将机械继电器改用光耦继电器,这样无需外加电解电容提高了可靠性,速度和使用寿命也随之达到要求,但相对成本要大大提高。
2.3 V/F转换无触点采样提取电压
V/F转换无触点采样提取电压方法虽有提出,但是目前还没有应用到解决较多电池串联后单体电压测量中,本文就借助V/F转换方法,考虑前面提出的单元电池电压测量电路设计存在的主要技术难点,设计了一套单元电池电压测量系统。