蓄电池在线均衡活化资料

一、目的和意义

蓄电池是电力系统必备的后备电源,是设备运行中的最后一道防线。现有蓄电池组运行，从技术上讲存在一些缺陷，直流系统的蓄电池组一般由几十只至一百多只单体蓄电池串联而成，串联状态下的蓄电池组在充电和放电时，所有蓄电池的电流是一致的，但由于电池的参数、外部环境及单体自放电的差异，使得蓄电池组各单体电池的电压实际并不均衡，有些电压过高、有些则过低，造成蓄电池组中某些单体蓄电池出现过充电或过放电，过充的蓄电池水分蒸发、内阻增大造成容量减小，欠充的蓄电池涂层老化、活性物质减少、同样造成容量减少，而且这一过程一但开始，容量的减小是随着时间增加而不断加速的，这将进一步加深蓄电池参数的不一致性，正是这种恶性循环极大地缩短了蓄电池组的使用寿命。这样长时间的充电不均衡必将导致部分电池严重损坏,一旦蓄电池故障，将造成保护失灵、开关拒动、通道中断…后果不堪设想。

传统的蓄电池组充电曲线中定期（720h）的强充电，为了提高充电不足的个别单体电池的电压，人为地对蓄电池组进行所谓的“均衡充电”，对蓄电池组中的性能落后蓄电池进行补偿性充电，希望能够提升整组蓄电池电压一致性，恢复它的容量，实际上却牺牲了大部分单体电池的性能，大大降低了电池组的使用寿命以及可靠性。

立项的目的是研制出一套变电站蓄电池组动态均衡在线维护系统，对蓄电池进行实时在线均衡，使每一节蓄电池处于相同的工作状态，蓄电池组始终保持在最佳运行状态；同时对性能偏弱的电池进行在线活化，大大延长了蓄电池的使用寿命；提供在线蓄电池内阻和容量检测，准确判断蓄电池的好坏，提高蓄电池组的可靠性。从根本上解决了蓄电池组不均衡的问题，让蓄电池组的运行稳定、可靠，使供电系统的正常运行得到全面保障。

二、国内外研究水平综述

目前国内尚无完善的变电站蓄电池组动态均衡在线维护系统的研究

范例。针对于蓄电池的检测和维护，仅局限于电池巡检仪、放电仪、内阻

测试仪和蓄电池在线监测系统几种产品，但都存在功能单一，只能检测不能

维护的缺点。当前国内该项研究处于研发试制初期，个别省网公司有零

星报道，但只是试验性的开发，技术尚未成熟，没有形成通用化产品。

国外电力企业由于体制与国内差别较大，运行管理规范也存在许多不同，所以对于国外情况我们不做过多考虑。

三、项目的理论和实践依据

本系统是变电站当地监控装置通过RS485总线将巡检均衡采集模块连接到一起，实现对变电站蓄电池内阻、单体电压、电池组压、电流、温度等的在线监测，自动根据容量调节每只蓄电池的充电电流的大小，使每节电池处于同等的工作状态，防止电池过充、欠充，避免蓄电池组出现长期不均衡而损坏电池，从而使蓄电池组始终保持在最佳运行状态；并通过变电站当地监控装置内置的智能分析功能，对监测数据进行自动分析找出失效或即将失效电池，蓄电池组单体电压、单体内阻、组压、电流等超出阀值时及时向用户提出告警。具有电池连接故障及单体电池故障诊断能力；可通过多种通讯方式实现远程监控，扩展性强。

1、遵循DL/T 459-2000电力系统直流电源柜订货技术条件

2、遵循DL/T724-2000 电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程

3、遵循GB/T 19826-2005 电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求

4、遵循DL/T637-1997 阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件

5、遵循ZB K45017-90 电力系统用直流屏通用技术条件

6、遵循GB/T17626 电磁兼容试验和测量技术

四、技术方案

系统组成:

变电站蓄电池组动态均衡在线维护系统主要由两部分组成:

1．当地监控装置。

监控装置采用ARM 公司32位最新Cortex-M3内核处理器,100M主频，配备真彩3.5”高分液晶屏，带有芯片级嵌入式实时以太网接口(IEEE1588),收发自动交叉,256k Flash,96k RAM,资源丰富，通过RS485总线与巡检均衡模块连接,实时监测蓄电池组的单体电压、内阻温度,带有实时数据浏览、运行曲线、报警记

录、统计等功能，方便用户分析查看，可直接设置电池电压高低限报警、设置落后电池均衡电压高低限、手动进行均衡操作、自动均衡操作、均衡策略、均衡条件，具备蓄电池电压过、欠压报警，当有告警时或电池组脱离充电机时系统禁止均衡操作，实时显示电池均衡度和参与均衡的电池编号。

系统带有10/100M自适应实时以太网接口、RS485接口、RS232接口,可连接现场其他智能设备，实现远程控制其它智能设备。并可直接连接至后台计算机或根据用户要求连接后台服务器，可直接局域网发布,配合系统后台软件实时监控直流系统的其他相关信息，并可实现远程对其他智能设备控制和远程设置（如充电机均浮充控制、充电机故障告警、模块故障告警、绝缘监察报警、交流断电告警等信号）。

2．巡检均衡采集模块。

当地监控装置与巡检均衡模块之间通过RS485总线连接，巡检均衡采集模块采用下放式安装结构，就地安装方便检修，均衡部分采用间歇式优先充电的双闭环控制模型，保证均衡充电、放电过程安全性。

巡检均衡采集模块采用TI(美国德州仪器)公司16位MSP430系列超低功耗处理器MCU芯片, 16 M运行速度，并带有16位高精度ADC，集成片内RAM及FLASH, 通信接口芯片采用ADI(美国模拟设备公司)力推的i Coupler隔离技术RS485, 通信稳定可靠，并带有ESD防护。

每个单体电池均衡采集模块可以在线采集12路电池的电压、内阻、温度，接线采用可插拔端子，方便接线和维护操作。

主要技术指标:

1.适用单体电池：2V 12V ;

2.适用电池组：48V 110V 220V 380V

3.电池组数量：2组电池组

4.电压检测精度：≤0.2%

5.电流检测精度：≤0.2%

6.内阻检测精度：≤3%

7.传输方式 LAN(信息网、调度网、数据专网等)、RS232、RS485

8.支持协议 UDP、TCP、MODBUS、CDT、IEC61850等