蓄电池在线监测系统解决方案
蓄电池检测系统设计
蓄电池检测系统设计蓄电池作为一种供电方便、平安可靠的直流电源广泛应用于电力、石化、通讯等领域，为获得较高的电压，常用多节蓄电池串联工作方式。
由于单体蓄电池特性的差异，在运行一段时间后，电池组中个别电池性能变差，进而失效，造成电池组整体性能下降，导致整个系统的可靠性降低，且蓄电池是一种化学反映装置，内部的化学反映不易及时发现，因此有必要对蓄电池的运行状态进行实时在线监测。
1.1 本课题研究的意义蓄电池作为一种化学电源，1860年普兰特首次创造了实用的蓄电池以来，蓄电池以其价格低廉、易于浮充使用、电能效率高、电源独立性好、可移动等优点被广泛应用于发电厂、变电站、邮电通讯系统、汽车、船舶、铁路客车等各个领域。
随着经济的迅速开展，电力系统和通信系统发挥着越来越重要的作用，由蓄电池组、充电浮充电装置以及馈电支路开关和熔断器等组成的直流系统是发电厂、变电站和通信基站中的一个重要组成局部，其工作状况的好坏直接影响到电力系统和通信系统的平安、可靠和高效运行。
而蓄电池组作为直流系统向外供电的唯一设备，为电力系统和通信系统中的信号装置、继电保护装置和控制装置等重要负载提供工作电源，其性能的好坏直接关系到电力系统和通信系统的平安可靠性。
因此为了确保用电设备即使在交流电源全部中断的情况下也能正常平安连续运行，必须保证蓄电池组的运行状态性能良好，在发生火电中断时能够有足够的放电容量，所以重视和加强对蓄电池的维护工作，特别是对蓄电池实施实时在线监测意义重大。
1.2 国内外开展状况随着科学技术的开展，特别是单片机和计算机在智能化控制方面的应用，以及在变电站综合自动化系统等方面研究的深入，关于蓄电池的自动化监测问题也提到日程上来。
近几年以来，很多人开始研究蓄电池的自动化监测。
蓄电池监测系统中，主要内容是对单电池电压的监测。
其中，关于温度和电流的测量都属常规测量，而且在这些方而的测量技术都己成熟。
在电压的测量方法上，对单个电压量的测量方法非常简单。
蓄电池在线监测解决方案
BCSU蓄电池组在线监测管理系统一、概述蓄电池监控的必要性近年來随着經濟快速成長，通讯、电力、UPS等行业也快速发展，蓄电池的用量也迅速增加。
在目前蓄电池使用中，並無法知道蓄电池運作狀況，往往直到事故發生後才知道蓄电池出了問題，比如說看似正常的蓄电池放电时却放不出电来，對於供電安全造成重大威脅。
这种状况的发生主要原因在于蓄电池的运行状态没有得到有效的监测，一旦由多个蓄电池串联构成的蓄电池组中出现某一個蓄电池失效，就会导致整个蓄电池组不能正常放电。
蓄电池作为安全不间断供电的最后一道保障措施，同时也是不间断供电系统里面最不安全的因素(據統計UPS系統無法正常供電所引發的事故中，其中有50%是由电池故障所引起)。
由此可見，對蓄電池進行在線監控，即時了解蓄電池的狀況是非常重要的。
北京群菱能源科技有限公司是一家专注于蓄电池检测维护、在线监测技术领域方面产品的开发﹑生产、销售的高科技公司，为全球工业后备电源用户提供高性能、可靠、稳定的蓄电池在线监测产品及优质的服务。
已为国内外的数据中心、电力变电站、电厂、通信机房、通信基站等提供数以万计的蓄电池在线监测系统。
BCSU蓄电池在线监测系统是群菱公司推出的新一代产品，延续了原产品高性能的同时，对系统进行了全面的升级，不仅在性能上还包括接入第三方系统的方便性、实用性、方案配置的灵活性都处于行业领先地位。
成功案例百度数据中心 北京电子商务中心大唐多伦煤化工 中芯电子无锡地铁 上海银联西部管道各管理站 南方电网宁厦电力 北京空管二、BCSU 蓄电池组在线监测系统组成：蓄电池在线监测管理系统由系统管理单元（主机）、电池组监测模块（内阻、容量）、单体监测模块、系统管理软件等部分组成。
系统采用模块化设计，数据采用三层结构进行传递，将现场的电池组信息由电池组监测模块、单体检测模块和内阻测量模块负责采集，通过监测主机进行数据管理，最终传递给数据服务器，由远程客户端进行数据和报警查询、统计、打印报表等。
蓄电池在线监测系统的设计与实现
五、结语 蓄电池质量与性能的好坏影响着整一个电力系统能否 安全稳定的运行，所以在蓄电池的监测工作下不可以有半点 的粗心大意。本文叙述了蓄电池里面比较重要的几项属性 应该如何去进行监测，通过这几项属性的监测才可以确保蓄 电池在安全地运作当中。同时就蓄电池的工作特点进行探 讨，要掌握了特性 才 可 以 更 好 地 进 行 监 测 的 工 作 ，还 对 基 于 GRPS 的新型监测系统进行了阐述。严格地把握好蓄电池监 测的关口，对电力系统的稳定运作、提高蓄电池的工作效率、 延长蓄电池的寿命都有着积极的作用。
四、新型的蓄电池监测系统 目 前 对 于 蓄 电 池 的 维 护，一 般 的 监 测 工 作 就 是 日 常 维 护，如保持蓄电池 的 清 洁 度、检 查 接 触 装 置 或 接 触 口 有 没 有 接触不良的问题、导线的连接是否可靠和定期进行蓄电池的 放电充电等等。除了这些日常的监测工作，还有相当一部分 的工作是需要用专门的监测工作来进行对蓄电池实时或者 离线，以便于及时地发现有问题的有故障的蓄电池。现在随 着电力事业的发展，需要在边远的地区建立变电站。这样无 疑增大了对蓄电 池 的 监 测 工 作，由 于 交 通 等 原 因，技 术 人 员 和监测人员很难实时或者日常对在边远地区变电站的蓄电 池进行详细长时间的监测和维护。所以单单依靠现有的蓄 电池在线监测系统是不能给所有电力系统的安全稳定运行 提供保障的。 下面介绍一种加入了高科技元素的新型蓄电池在线监 测系统，就是把蓄电池的监测建设在在线 GPRS 的基础上，利 用高科技网 络 的 信 息 传 播 速 度 快、支 持 庞 大 数 据 的 高 速 传 输、适时在线，按照 流 量 收 费 等 特 点 去 实 现 电 力 系 统 中 蓄 电 池工作状况的实时监控。一旦蓄电池出现了故障和意外，马 上就会以短信息或者 E － mail 的形式发到维修人员或者监控 人员的手机邮箱里面，这一种及时的反馈可以保证蓄电池监
水电厂蓄电池在线监测系统的一种设计方案
时监 测 ， 对 提高 直流 系统 的安 全运 行 、 电系统 的 可 这 供 靠性 和 自动化水 平 有着 十分 重要 的意 义 。
２ 系统 工 作 原 理
蓄 电池在 线 监 测 系 统 可 实 现 蓄 电池 组 基 本 参 数
维普资讯
２０ 年 第 ２期 Ｏ６
２ ０ ｍｂ ｒ２ ０ ６ Ｎｕ ｅ
湖 北 水 力 发 电
ＨＵ ＢＥＩＷＡＴＥ Ｐ０ Ｒ ＷＥＲ
总第 ６ ４期
Ｔｏａ ｔｌＮｏ．６ ４
水 电厂 蓄 电池 在 线 监 测 系统 的一 种 设 计 方 案
２４Ｖ， 大超 过一 般 电子模 拟 开关 如 Ｃ ４ ５ 、 Ａ ３ ８ １ 大 Ｄ ０ １ Ｍ Ｘ ５ 等 的共模 电压 输 入 范 围 。为 消 除 共 模 电压 的影 响 ， 一
池组 提供 后备 直 流 电源 。为保证 直 流 电源 系统供 电的
可靠 性 ， 对蓄 电池 组运 行 参 数 进 行 全 面 的在线 监测 是
到单 体 电池 的端 电压 上 ， 很微 小 的 ， 以对 蓄电池 端 是 所
电压 的测 量要 求有 较 高 的精度 。
稳定 运 行 。直流 电 源 的后 备 电源 一 般 采 用 蓄 电池组 ，
正 常运 行时 由充 电机 浮充 充 电 ， 当系统 停 电时 ， 由蓄电
在大容 量 的直 流操 作 电 源 系统 中 ， 电 池一 般 采 蓄 用 １８节左 右 电压 为 ２Ｖ的单 体 电 池 串 联 而 成 ， 体 ０ 单 电池两 端存 在较 高 的共 模 电压 ， 接 在直 流母 线 正 端 如 的蓄电池 两 端 对 母 线 负 端 的 共 模 电压 分 别 为 ２６Ｖ、 １
充放电 电流 ， 配有数据记录显示 ， 并 若发现异常能够及时报警 ， 能有效保证水 电厂直 流电源系统的可靠运行 。
蓄电池在线监测系统中多重报警方案的设计与实现
１ 多重报 警方案的设计思想
１１ 总体 设计 思想 ．
１ 报警方案设计 ． ２ １． ． １监控 报警 方案 设计 ２
监控 报警 以报警 客户端 的形式实现 。 报警 客户
端以Ｔ ＣＰ协 议 同应 用程序 通讯 服务器 相连 。它将 多重 报警 系统 实现对 后 备蓄 电池 的监测 管理 ， 完 成 以下 ３个 功能 ： 对 发现 的异 常现 象 ，如单 电池 的 电压 、 内阻 、温 （）接收应用通讯服务器的报警数据包，并进 １
史光丽，翟清剑，马玉梅
（ 华北 电力大学 控制与计算机工程学院，河北 保定 ０ １０ ） ７ ０ ３ 摘要：给出 了基于 Ｓ Ａ 架构的蓄 电池在线监测 系统中多重报警方案 的结构框 架，详细介绍 了蓄电池在线 Ｏ
监测 系统多重报警方案 的总体设 计思想以及监控报警 、Ｅ ｉ 警和短信报警 ３ ｍａ 报 ｌ 种报警方案 的实现方法。 关键词：蓄电池；在线监测 系统；多重报警；Ｓ Ａ Ｏ
技 术使报 警客 户端 能调用 Ｗｅ ｂ通 讯服 务器 所提 供 ２１１ Ｓ Ａ 架 构 ．． Ｏ
１２ ｍａｌ 警方 案 ．． Ｅ ｉ报 ２ 服务 器 中为 Ｅ ｉ报 警方案 设计 Ｅ ｉ邮件 队列 ， ｍａｌ ｍａｌ
Ｓ ＯＡ）是 一 个 组件 模 型 ，它 将 应用 程 序 的不 同功 的接 口和 契 约 联系 起 来 。接 口采 用 中立 的方 式 定
中图分类号：Ｔ ５ Ｍ４ １ 文献标识码 ：Ａ
短信报警， 可依据不同操作人员的类别和报警信息
０ 引 言
的类别 选择 一种或 多种报 警方案 口 。 为 降低系 统 的耦 合性 ，本系 统采用 了 Ｓ ＯＡ架
蓄 电池 在 线 监测 系 统 广泛 应 用 在 电力 直 流 系 构 ， 用先进 的 ＷＣ 使 Ｆ技术 在 ＶＳ ＮＥ ０ ５平 台 ． Ｔ２ ０ 统 、电信 机房 和无 人值 守基站 、数据 中心等 不 间断 下进行 开发 。 监控报 警 以单独 的报警 客户端 形式 显 电源场合 ，它对后 备蓄 电池 组进行 在 线监测 管理 ， 示 在操 作人 员面前 ， ｍａｌ Ｅ ｉ报警 和短信 报警集 中于
蓄电池在线监测系统
通过 RS485 通信接口与控制单元进行数据交换。 满足停止条件后自动停止并记录容量 及单体电压数据，无需再携带放电设备。产品尺寸： 438mm( 宽)x133mm( 高)X416mm( 深)。
五、软件概述:
� 远程在线集中监测功能 所有数据集中存储在服务器上，通过 IE 浏览器访问服务器即可实时查看各个变电站监 测数据。 � � � � � 三级报表生成导入功能 可以自动生成班组级、工区级、局级蓄电池运行报表，为蓄电池维护、更换提供依据 各种报表导出打印功能 可以生成导出各种管理报表，与现有工作接轨，实现日常管理自动化。 历史数据查询功能 至少可以查询 1 年内的所有电压数据、内阻数据、报警记录、分析报告等。 更直观的显示界面 可以通过数据表格、柱状图、曲线图等方式显示数据，更直观。 远程参数修改功能 可远程修改站端设备参数。
六、服务质量要求
1、资料要求 提供完整的技术资料，仪器配置清单，说明书齐全（如英文版的要提供相应的中文说 明书），并带电子版说明书，试验报告。各种证件齐全，包括产品合格证、保修卡。 2、售后服务 质保期为一年、终生维护，质保期内若出现质量、技术问题，供方应及时（接到需方 的正式通知后 72 小时内）到需方免费进行维修，质保期满后的维修应按照供方的售后服务 方式进行处理，保证满足供方的维修需求，但供方应对需方提出的疑难问题提供技术指导。 3、培训 供方免费对需方人员定期进行技术培训，培训内容包括：设备的正确使用和操作、软 件功能的应用、设备的日常维护和一般故障的排除等，使操作人员对设备的性能有一个全 面的认识，熟练操作整套设备及软件，并能对一般故障进行处理，为参与培训的人员提供 必要的技术指导。 4、验收标准和方式 对设备的验收采取现场运行方式进行，供方派技术人员到现场进行试验、培训，保证 设备运行指标合格，需方需全力配合。
蓄电池在线监测系统解决方案
蓄电池在线监测系统解决方案一、用户要求：1.监测蓄电池组为：12V*18节*1组2.监测内容为：组压、单体电压、单体内阻、电流、环境温度等，并可以通过RS485将数据上传第三方监控系统，支持MODBUS规约。
3.显示方式：现场显示或远传PC显示。
4、报警方式：对监测参数超出预定的范围，系统将会发出报警信号。
5：数据存储：对报警记录、实时监测数据等信息自动存储并可查询。
6、数据导出：所有历史及报警数据可以导出，并可编辑及打印。
二、解决方案根据用户实际运用需求解决方案为：控制单元+采集单元+内阻单元+远程PC机。
系统简单原理图：控制单元用于站端控制整套系统工作，包括数据通讯、控制、智能管理分析功能实现，同时完成与远端计算机交互。
1个控制单元同时控制和管理4组蓄电池组，每组可达200节电池。
主控单元具有人机交换键盘、液晶显示、重要与一般报警指示、数据存储和通信功能。
完成运行监测、内阻测试、容量测试、智能分析、记录查询、参数设置和自检等功能。
电压数据采集单元用于电池单体电压数据采集，每个单元可以同时采集40节电池电压。
通过RS485通信接口与主控单元进行数据交换。
内阻单元用于测试电池单体内阻数据，每个单元测试1组蓄电池组（每组电池节数4～200节），通过RS485通信接口与主控单元进行数据交换。
1．功能-监测功能-（1）、单体电池容量在线监测功能容量单元用于对蓄电池组进行核对性放电，两组蓄电池组可以共用一个容量单元，通过RS485通信接口与控制单元进行数据交换。
单体电压下限、组压下限、已放容量、已放时间等条件中的一个满足后可自动停止。
（2）、单体内阻在线监测功能实现单体内阻的在线自动定期测试，最短测试周期为一周，可编程。
测试过程完全自动完成，无需人工干预，无需在充电回路上额外串接开关、二极管或其他装置。
（3）单体电压、电流在线监测功能实现单体电压、电流的巡检功能，最短巡检间隔时间小于1分钟，可编程。
（4）环境温度监测功能可监测至少1个环境温度，最短巡检间隔时间小于1分钟，可编程。
蓄电池在线监测原理
蓄电池在线监测原理
1.电池电流和电压监测：监测电池的充放电电流和电压，以了解电池的工作状态和健康程度。
通过监测电池的电流和电压变化，可以及时发现电池的过充或过放等异常情况，并采取相应的措施进行调整。
2.内阻监测：蓄电池的内阻是衡量电池性能的重要指标之一，直接影响电池的容量和充放电效率。
通过在线监测电池的内阻变化，可以判断电池的老化程度和性能衰减情况，及时做出维护和更换的决策。
3.温度监测：电池的工作温度对其性能和寿命有重要影响。
蓄电池在线监测系统通过感应电池的温度变化，可以判断电池的发热情况，及时采取散热措施，防止电池因高温而损坏或容量下降。
4.容量估算：通过对电池的放电过程进行实时监测，根据放电曲线和电池的特性参数，可以估算出电池的剩余容量和可用时间，为用户提供准确的能源预警和管理。
5.数据分析和预测：在线监测系统会通过采集的电池参数数据进行实时分析和处理，利用算法模型进行电池性能预测和故障诊断。
通过对电池工作状态的分析和预测，可以提前预防电池故障和减少故障造成的损失。
蓄电池在线监测系统的实现可以基于传感器、数据采集设备、数据处理和分析平台等技术手段。
传感器用于感知电池的关键参数，如电流、电压、温度等；数据采集设备用于将传感器采集到的数据进行处理和存储；数据处理和分析平台则通过算法模型和数据库技术，对电池采集到的数据进行实时分析和预测，提供准确的电池状态评估和故障诊断结果。
总之，蓄电池在线监测通过对电池的电流、电压、内阻、温度等关键
参数进行实时监测和分析，可以及时发现电池的异常情况，并提供准确的
电池状态评估和故障诊断结果，以保证电池的正常运行和延长其使用寿命。
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蓄电池在线监测系统解决方案
一、用户要求：
1.监测蓄电池组为：12V*18节*1组
2.监测内容为：组压、单体电压、单体内阻、电流、环境温度等，并可以通过RS485将数据上传第三方监控系统，支持MODBUS规约。
3.显示方式：现场显示或远传PC显示。
4、报警方式：对监测参数超出预定的范围，系统将会发出报警信号。
5：数据存储：对报警记录、实时监测数据等信息自动存储并可查询。
6、数据导出：所有历史及报警数据可以导出，并可编辑及打印。
二、解决方案
根据用户实际运用需求解决方案为：
控制单元+采集单元+内阻单元+远程PC机。
系统简单原理图：
控制单元用于站端控制整套系统工作，包括数据通讯、控制、智能管理分析功能实现，同时完成与远端计算机交互。
1个控制单元同时控制和管理4组蓄电池组，每组可达200节电池。
主控单元具有人机交换键盘、液晶显示、重要与一般报警指示、数据存储和通信功能。
完成运行监测、内阻测试、容量测试、智能分析、记录查询、参数设置和自检等功能。
电压数据采集单元用于电池单体电压数据采集，每个单元可以同时采集40节电池电压。
通过RS485通信接口与主控单元进行数据交换。
内阻单元用于测试电池单体内阻数据，每个单元测试1组蓄电池组（每组电池节数4～200节），通过RS485通信接口与主控单元进行数据交换。
1．功能
-监测功能-
（1）、单体电池容量在线监测功能
容量单元用于对蓄电池组进行核对性放电，两组蓄电池组可以共用一个容量单元，通过RS485通信接口与控制单元进行数据交换。
单体电压下限、组压下限、已放容量、已放时间等条件中的一个满足后可自动停止。
（2）、单体内阻在线监测功能
实现单体内阻的在线自动定期测试，最短测试周期为一周，可编程。
测试过程完全自动完成，无需人工干预，无需在充电回路上额外串接开关、二极管或其他装置。
（3）单体电压、电流在线监测功能
实现单体电压、电流的巡检功能，最短巡检间隔时间小于1分钟，可编程。
（4）环境温度监测功能
可监测至少1个环境温度，最短巡检间隔时间小于1分钟，可编程。
（5）组压监测功能
可监测每组电池组的整组电压，最短巡检间隔时间小于1分钟，可编程。
（6）充放电电流监测功能
可监测每组电池组的充放电电流，最短巡检间隔时间小于1分钟，可编程。
（7）仪器故障可以自行诊断；
（8）设备带触摸功能，人员可在屏幕上进行设置，实现人机交流技术。
（9）具有强大的上位机监控系统，可实现1对500台下位机的监控。
（10）内阻、温度的函数计算补偿功能。
（11）事件分类检索查询。
可根据不同事件进行分类管理，技术人员可针对事件原因进行搜索。
（12）巡检周期可根据用户需要设定。
（13）整组电池智能活化管理功能。
—智能分析功能-
每月能自动对各个采集的蓄电池参数进行分析，并生成月分析报表，所有分析功能由站端设备完成，无需后台软件支持。
能对下面内容进行分析并得出结果：
#单体内阻是否过高，找出失效或需活化的电池；
#分析浮充时的单体电压，找出需充电的电池；
#分析浮充时的单体电压，找出过充的电池；
#对浮充电压进行分析，判断充电机电压是否过高或过低；
-现场显示功能-
能显示所有的监测内容，并可查询。
显示应具备下面功能：实时数据查询功能、报警数据查询功能、运行参数设置功能。
数据表格方式
所有蓄电池监测参数都应能被用数据表格的方式分类显示。
-管理功能-
所有运行参数应都可以通过现场面板设置，也可通过串口通讯进行修改。
-报警功能-
报警内容
报警方式
干接点报警、声光报警。
报警分类
报警可以被分类成重要报警与一般报警。
-操作日志记录功能-
可对用户的操作以及自动内阻测试、设备复位等进行记录。
-通讯功能-
通讯接口类型
带有2个串口供第三方监测系统同步监控使用，波特率可设置。
通讯规约
支持MODBUS规约与部颁CDT规约；
-安全性-
每根采样线上有防短路安全保护措施；
采样板前后端有光电隔离，耐压大于DC600V；
实现内阻测试功能时无需改变充电机与蓄电池组回路的接线方式，比如在回路上串接任何开关、二极管等器件。
-数据保存功能-
站端设备带有高达1M的存储空间，至少可以保存下面的数据。
2、主要技术参数
测量精度
组压测量精度为±0.5%；
单体电压测量精度为±0.3%；
单体电池内阻测量精度为±5%；
电流测量精度为±1%；
温度测量精度为±0.5℃；
三、售后服务
1.1 在需要时供方应派代表到现场指导安装、调试和试运行，并负责解决合同设备在安装、调试、试运行中发现的制造质量及性能等有关说明。
1.2 产品的质保期定为设备正式投运后壹年。
在产品质保期内制造质量问题由供方免费提供修理或更换。
1.3 对非供方负责造成的设备损坏，供方有优先提供配件和修理的义务。
（注：文件素材和资料部分来自网络，供参考。
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