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蓄电池失效模式及在线监测技术的研究解析

来源:机房360 作者:尕刺编辑 更新时间:2011-6-13 14:38:09

摘要:通过分析蓄电池运行状况和电池失效的常见失效现象,研究了蓄电池在线监测管理系统应解决的关键问题,主要包括:(1)蓄电池的失效模式,(2)监测管理系统的合理结构与数据分析,(3)电池单体的内阻测量,(4)电池N+1运行方式,(5)监测系统的两个问题,远程管理,在线维护。文中结合BM-6500电池管理系统在直流操作系统的应用进行了相关论述,本系统提高了直流电源运行的可靠性。

  目前大多采用在电池组两端并联放电器,因为有充电器和电池组并联,需要将充电器停止工作,而且要实时同步测量电池的电流变化和电压变化,很难处理采样干扰。
  
  BM6500采用了受控交流激励装置,在电池上产生了稳定的电流激励,能够准确测试电池的内阻。
  
  实际测试的一组数据如下: 


  系统结构
  
  BM6500由控制单元、测量模块、相关软件和辅助部件构成,一个控制单元可接入多个测量模块,完成对不同只数和不同电压的多组蓄电池的监测管理。控制单元用于数据传输、数据处理及人机界面控制,具有RS-232连机接口和RS-485远程(集中)管理接口、测量模块控制接口、操作键盘、显示面板、声光报警及报警输出控制接点。控制单元实时显示电池数据,智能分析数据,对异常的电池运行情况进行及时报警。
  
  测量模块用于蓄电池数据的巡检,内置CPU独立高速工作,除进行常规电压、电流、温度等测量外,与内阻测试模块连接后可准确在线测试电池内阻。测量模块安装在电池附近,与控制模块之间通讯连接,方便现场接线安装。


图1系统结构框图Systemstructureschedule

  3、关于使用伪电池(N+1)方式的研究
  
  蓄电池性能一致性的好坏是影响蓄电池组使用寿命的关键问题,但再好的蓄电池也很难保证其投入使用后两、三年仍有良好的一致性,因此而引起个别蓄电池提前劣化的现象很难避免。大量的数据表明:个别蓄电池的提前失效引起整组连锁失效,从而使电池组提前达到终止寿命,这种现象几乎是一种普遍现象。以下是大庆炼化公司的一组现场数据。


  蓄电池型号为武汉银泰12V40Ah蓄电池,运行两年半,测试仪表为BM6500蓄电池监测管理系统。
  
  从数据上知道11号电池已有性能明显下降,浮充电压已低,引起14、15号电池浮充电压升高,蓄电池内阻有上升的趋势。如将11号电池去掉,整组电池可处于良好的运行状态。但系统设计使用的电池数为18只。如使用N+1方式(19只蓄电池),去掉11号,系统蓄电池组容量仍处于安全范围内。
  
  N+1方式的使用前提是用户可调整蓄电池组的浮充电压,另外,准确可靠的监测模块是必须的条件之一。
  
  N+1运行方式可以为用户节约大量的蓄电池维护费用,使系统的运行更加安全可靠。
  
  4、蓄电池在线监测技术的今后两个发展趋势
  
  4.1远程管理
  
  随着无人值守变电站的推广,电池的在线监测更加必要。电池监测设备可以和集中监控系统联机,通过远程管理软件可以查看电池的当前运行状况和所记录的历史运行事件,及时得知监测过程发出的报警信息,决定是否派人维护,也可以通过远程遥控进行更深一步的测试。
  
  4.2在线维护
  
  对于在监测过程中发现的异常情况需要及时处理,以提高蓄电池的使用寿命,确保电源系统的可靠性。
  
  目前的充电机大多都能准确控制浮充电压,一部分还能进行温度补偿。运行中常见的问题是电池组的个别电池浮充电压偏低,最直接的方法是在线补充电。使用专用的充电器可以自动对落后电池充电至合适的电压,这时在总组电压不便的情况下。
  
  小结
  
  电力系统对直流电源运行可靠性要求极高,蓄电池是电源的核心部分,增加相应的有效监测设备,一方面能保证电池工作在合理的条件下,延长电池的浮充使用寿命;更重要的是在电池完全失效前能够采取措施,避免在停电后才发现电池问题。
  
  责任编辑:尕刺

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