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技术交流

电力系统用蓄电池监测管理方案

 

    电力系统的安全生产直接影响到国民经济的生产,关系到人民的日常生活,任何意外的事故都有可能给国家和人民群众造成重大损失。
在电力系统的安全运行中,直流系统的作用是极为重要的,而蓄电池性能直接影响到直流电源的工作状态。及时、安全、可靠地监测蓄电池的各项运行参数、蓄电池的性能状况,发现蓄电池运行中的各项安全隐患,为保证蓄电池稳定、可靠的运行提供重要的保障,其意义和效益是不可估量的。
 
一、目前直流屏电源中蓄电池运行中存在的隐患
1.蓄电池寿命无法达到设计要求
在实际应用中,蓄电池组往往在使用一年后就开始出现劣化,使用超过5年的蓄电池劣化程度非常严重,几乎很少能够达到标称容量。这其中存在两个方面的问题,其一,蓄电池厂家对于蓄电池的使用寿命年限是在较为理想的状态下预测的;其二,在使用中没有有效的进行蓄电池的管理以及维护,造成蓄电池在劣化早期,没有及时发现,致使劣化积累、加剧,导致蓄电池过早报废。
 
2.对于蓄电池的运行情况掌握不充分
由于没有良好的检测手段以及管理方法,蓄电池的使用者对于蓄电池的运行情况缺乏足够的了解,特别是对于蓄电池历史数据的整理以及分析。而这些数据的整理与分析需要较强的专业知识。
 
3. 缺乏掌握蓄电池的性能的理论和手段
由于缺乏适合的测试手段,现今阶段蓄电池理论也没有对蓄电池的各参数之间的联系做充分描述,蓄电池的失效机制也没有形成完备成熟的理论描述。
 
二、蓄电池管理上的智能化与网络化要求
通过实际使用情况的分析,结合后备电源蓄电池的特点,在蓄电池管理与监测方面,365bet官网认为后备电源的蓄电池监测,应该以实现智能化与网络化为目标。
蓄电池管理上智能化与网络化的实际要求:
1.目前后备电源的蓄电池许多使用场合,大多是无人值守的地方,如电信公司、移动公司、电力系统的无人值守站点等,要求蓄电池的监测能适应这一情况。
2.蓄电池的人工检测手段,需要大量的人工,而且对于测量人员的人身安全不利。
3.要对蓄电池进行实时监测,针对可能发生的问题,及时发现问题,而不是出现问题后的被动处理。
4.需要对蓄电池的性能健康状态进行即时诊断,已发现蓄电池劣化、失效的趋势,防止因蓄电池失效引发重大事故。
5.监测与管理方案不应增加蓄电池的动作,即保证不影响蓄电池原有的工作,因为任何增加蓄电池动作的测量对于动力的供应都是不利的,一旦在测量中出现问题,那将对于动力供应是极其危险的。对于蓄电池的测量,不应增加任何不安全的因素,不能对于设备的运行安全构成任何不利。
6. 在蓄电池管理与监测方面,应该以实现智能化与网络化为目标。及时发现蓄电池运行异常。通过网络实现蓄电池管理与监测。利用现有的资源进行通讯,实现集中监测。
 
三、蓄电池管理与监测解决方案的模型
目前国际上主要有七个方面的蓄电池检测/监测技术研究内容:
1.以检测浮充数据为主的方法;
2.深度放电测试技术;
3.部分放电测试技术;
4.放电状态剩余电量估计;
5.蓄电池阻抗检测和分析;
365bet官网采用一个以蓄电池阻抗检测与分析为主的监测管理解决方案。该方案通过对蓄电池阻抗的测量,以及蓄电池其他运行参数采集,包括单电池电压、充放电电流、异常工况等,再辅以计算机与网络传输技术,完成对数据分析与管理的多级处理,使得蓄电池智能化监测问题得到很好的解决。
对于蓄电池的运行参数,由于其采集较为容易实现,365bet官网不作较多说明。如何有效地对于蓄电池阻抗进行检测与分析,是一个主要的问题。365bet官网知道反映蓄电池性能的参数有两类:阻抗与容量。电池内阻可以反映一个电池的瞬时放电能力,电池容量反映的是电池的能量的存储量,二者从两个侧面反映电池的放电能力,目前电池容量测试采用直流放电法,其它方法都是对电池参量进行估算手段,只能对评估时起参考作用。
 
关于蓄电池的阻抗,许多人建立了许多不同的模型,并在此基础上形成了直流大电流测试法和交流小电流测试法。当然可以说不同人掌握了不同的电池阻抗测试法并以此建立了阻抗模型,随着选择参数的不同,两种测试方法并无明显的分界线,比如交流法就可以选择长的放电周期和大的放电电流,使之更类似于直流大电流法。
电池的阻抗包括欧姆电阻和极化电阻。欧姆电阻由汇流排和活性物质组成,汇流排电阻基本上同电池的标称参数成正比,对于按照同一型号、同一设计和同一工艺生产的电池,基本不变。但是,制造缺陷、板栅腐蚀、板栅断裂都会使其增大。在电池的不同荷电状态,由于活性物质的质量发生变化,活性物质的电阻也发生变化,在电池荷电较弱时,这一电阻的变化并不明显,在电池荷电量降至50%时,变化开始明显,并在电量接近放空时急剧增加。有人以此依据,提出电池的内阻不能反映电池的容量。显然,这是把电池荷电当成了电池容量,由于基本概念不清晰得到了不恰当的结论,当电池经长时间的运行以后,活性物质含量发生变化,失水、板栅上固态物质硫酸化、腐蚀、脱落,这些变化会使活性物质电阻增大,尤其是电池失水和硫酸化对电池的电阻影响较大。
极化电阻反映的是活性物质的化学反应截面,它是反应速度的量度,其值同活性物质的迁移率相关,由于迁移率是有限的,不同活性物质界面处的活性物质浓度会被反应消耗,并不会被及时补充,从而形成浓度的梯度分布,化学反应速度越慢,活性物质迁移率越高,浓度梯度越大则极化电阻越小,电阻的放电能力也越大,可见极化电阻主要反映电池的大电流放电能力。
直流大电流法和交流小电流法间有一些观念冲突,365bet官网觉得这些冲突更大是源于商业的目的,其实二法只要能达到满足应用的测试目的,都是好方法。
365bet官网采用的是阻抗交流测量法,其测量原理就是将一个低频的交流信号注入到蓄电池中,由于蓄电池中存在欧姆阻抗以及极化阻抗,测量蓄电池的反馈信号,通过注入信号与反馈信号的差异,得到蓄电池的阻抗,从而实现阻抗的在线测量。蓄电池内阻检测仪
 
该方案的技术核心是建立在蓄电池阻抗的在线测量以及计算机对于数据的处理,对于各个站点的蓄电池运行参数以及蓄电池性能参数,实时采集,对于数据进行基本分析,超限时给出声光报警。将数据传输到中心监控中心站,通过数据库服务器,对数据进行综合分析处理,形成各个站点的各组蓄电池的运行参数以及性能参数的历史曲线,对于报警事件以及报警数据进行存储以备查询。
 
电力系统用蓄电池监测管理方案
点击次数:  更新时间:2014-07-11  【打印此页】  【关闭