在一般的維護方式下,蓄電池管理最大的困擾包括四個方面,第一是核對性放電工作是離散的,無法及時了解蓄電池組的真實性能狀況,存在管理盲區(qū);第二是沒有技術(shù)手段有效保持和維護蓄電池的性能;第三是,蓄電池工作質(zhì)量普遍較低,壽命較短,單體電池失效后又需要整組更換,造成了很大的浪費;第四是蓄電池設(shè)備多、維護人員少、維護困難。
針對這四個困擾,結(jié)合蓄電池工作模式和劣化特點的理論基礎(chǔ),我們能夠真正找到解決之道。
要想對蓄電池組進行更加科學(xué)的管理,及時消除電池劣化造成的安全隱患,首先要了解掌握電池組內(nèi)各節(jié)單體電池的性能,從而及時發(fā)現(xiàn)劣化電池。
找到了劣化電池組后,如何有效的消除電池劣化,就要從電池劣化的原因進行分析?,F(xiàn)有電池劣化的最主要原因如下:電池都有自放電現(xiàn)象,整流模塊輸出的恒定浮充電壓加載在電池組兩端,形成環(huán)流以補充電池的自放電,但是每節(jié)電池的自放電電流不同,整流器形成的環(huán)流對每節(jié)電池而言卻是相同的,因此,自放電電流大的單體電池必然容量下跌快(自放電電流大于整流器環(huán)流),這種小電流長期自放電又沒有充電的可能,必然導(dǎo)致電池硫化、內(nèi)阻增大、容量下跌,各單體電池長期浮充中差異逐漸拉大,各單體電池差異性越大,在恒壓浮充狀態(tài)下劣化越快,形成惡性循環(huán)。
硫化的電池即使提高充電電壓也無法使其容量恢復(fù),要想有效消除電池劣化現(xiàn)象,唯一的出路就是減少電池組中各單節(jié)電池硫化內(nèi)阻、提升每節(jié)電池的結(jié)構(gòu)容量,使各節(jié)電池的特性趨于一致,電池均勻性提高了,電池劣化的可能性就會大大降低。
在以上基礎(chǔ)上再輔以高效準(zhǔn)確的電池容量測試手段,精確掌握電池真實容量,才能做到完整管控,以保證生產(chǎn)安全。
以此為導(dǎo)向,我公司研制了蓄電池智能在線維護及預(yù)警系統(tǒng),該系統(tǒng)集蓄電池網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控、智能在線除硫養(yǎng)護、故障隱患查找、就地及在線充放電和預(yù)警為一體,可實現(xiàn)蓄電池組的在線精細化監(jiān)測(監(jiān)測到電池組內(nèi)各個單體);電池性能分類和落后電池查找;準(zhǔn)確甄別電池劣化程度,提前預(yù)警劣態(tài)單體電池;在線智能除硫活化維護,提升電池實有容量;改善劣化電池性能,在線主動均衡提高單體電池均勻性;遠程控制智能充放電等功能。
蓄電池在線維護及預(yù)警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下:
圖1 蓄電池在線維護及預(yù)警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
如上圖,蓄電池在線維護及預(yù)警系統(tǒng)由蓄電池智能在線除硫養(yǎng)護儀(就地硬件)、蓄電池智能充放電系統(tǒng)(由交流檢測和控制模塊和蓄電池容量測試模塊兩部分組成,就地硬件)、就地管理工作站(就地硬件)、服務(wù)器(局端硬件)、蓄電池在線維護系統(tǒng)網(wǎng)管平臺(局端軟件)幾大部分組成,各部分功能如下。
(一)蓄電池智能在線除硫養(yǎng)護儀安裝于蓄電池機房,主要起到以下幾點作用:
A、采集蓄電池運行的各項參數(shù);(包括供電狀態(tài)、電池組端壓、電池內(nèi)各單體電壓、電池充/放電電流、電池溫度等)
B、通過對每節(jié)蓄電池的接線向蓄電池輸出智能除硫脈沖和小環(huán)路充電電壓,從而實現(xiàn)對蓄電池的在線除硫養(yǎng)護和均衡充電。
C、負責(zé)與服務(wù)器端進行數(shù)據(jù)通訊,具體為:將采集到的蓄電池運行參數(shù)發(fā)送至服務(wù)器端,并能接收服務(wù)器端發(fā)送的各項控制指令。
D、管理蓄電池遠程智能充放電子系統(tǒng),完成蓄電池供電能力測試控制。
(二)蓄電池智能充放電系統(tǒng)主要起到以下作用:
A、負責(zé)蓄電池充放電測試的控制和執(zhí)行;
B、與蓄電池在線養(yǎng)護儀進行數(shù)據(jù)通訊,通過設(shè)備級聯(lián)接口進行數(shù)據(jù)上傳和接收服務(wù)器端下發(fā)指令。
(三)服務(wù)器的作用:
服務(wù)器安裝于核心監(jiān)控機房,蓄電池在線除硫養(yǎng)護儀的數(shù)據(jù)發(fā)送模塊與服務(wù)器端建立數(shù)據(jù)連接,一方面將實時采集到的各項電池運行參數(shù)發(fā)送至服務(wù)器端,另一方面負責(zé)接收服務(wù)器端傳送的各項查詢和控制指令,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。
“蓄電池在線維護及預(yù)警系統(tǒng)網(wǎng)管平臺”和“短信告警發(fā)布平臺”安裝于服務(wù)器內(nèi)。
其中“蓄電池在線維護及預(yù)警系統(tǒng)網(wǎng)管平臺”負責(zé)各管理點上傳數(shù)據(jù)的采集和WEB界面顯示、數(shù)據(jù)后臺分析計算和存儲等,通過該平臺對上傳數(shù)據(jù)的分析處理,即可實現(xiàn)各點蓄電池、動力環(huán)境各項參數(shù)的實時查看、各點隱患智能分析和維護指導(dǎo)、電池均勻性變化分析、蓄電池供電能力測試指令下發(fā)和測試全程監(jiān)測及報表打印等功能,以指導(dǎo)維護人員更加科學(xué)高效的維護蓄電池。
短信發(fā)送模塊連接在服務(wù)器USB接口上,一旦站點出現(xiàn)停電或蓄電池、動力環(huán)境參數(shù)出現(xiàn)異常狀況后,“短信告警發(fā)布平臺”立即生成告警短信,并通過短信發(fā)送模塊,第一時間將告警信息發(fā)送給相關(guān)維護人員,通知維護人員及時排障。
維護人員只需通過網(wǎng)頁瀏覽的方式即可隨時查看各組蓄電池和動力環(huán)境實時數(shù)據(jù);而一旦站點蓄電池出現(xiàn)異常,維護人員只需查看收到的短信內(nèi)容,即可第一時間掌握告警信息。