蓄电池组在线均衡系统
LBE200蓄电池组在线均衡系统
LBE200 The Storage Battery Online Performance Balance System
1. 导言
在发电厂、变电站、UPS系统等多种场合，重要设备与应急使用都必须保证不间断供电。蓄电池组是交流失电或其它事故时负荷唯一的能源供给，是保证不间断供电的关键设备。
但由于蓄电池的特性和目前维护技术的局限，蓄电池组无法均衡充电、不能准确在线监测、个别落后电池无法活化。种种问题，给蓄电池组运行构成了重大的安全隐患。设计寿命为15-20年的电池只能使用3-5年。大量的蓄电池提前报废，造成了巨大的资源浪费、成本损耗、环境污染。
因此，维持蓄电池组的稳定性，准确掌握蓄电池实际内阻、容量，及时活化个别落后电池，提高在线运行蓄电池组的可靠性，才能在突发事故时，及时获得应急用电，确保设备与网络的安全运行。同时，延长电池使用寿命，节约投资成本，减少环境污染。
2. 蓄电池组的运行情况
因后备电源的重要，目前大多数电网公司、用电大户，一套直流电源配备了两组蓄电池组，采用双充双电的配置，而在一些电厂的机组部分直流系统，会考虑两电三充的主接线方式，可见直流系统及蓄电池在电力行业的重要性。但目前蓄电池的运行还存在一些不足。
从技术上讲，现有蓄电池组运行存在一些缺陷：
1. 用充电机对一组串联的蓄电池组进行在线充电，无法保证蓄电池组中每节蓄电池的均衡充电，由于蓄电池组中某节蓄电池的端电压变化（变高或变低）而导致其它的蓄电池处于过充电或欠充电，过充电的蓄电池容量会迅速下降，欠充电的蓄电池会长期充电不足内阻升高。
2. 传统的蓄电池组充电曲线是定期（720h）的强充电，目的是对蓄电池组中的性能落后蓄电池进行补偿性充电，恢复它的容量，但这种充电方式往往把蓄电池组中好的蓄电池过充了。
蓄电池组无法均衡充电的问题一直是电源运行的隐患：
1. 常常因为蓄电池组中某节电池过充或欠充，寿命大大降低，设计寿命为十五年或二十年的蓄电池，使用三、五年就发现容量不足、内阻增大等问题而报废。
2. 一组串联的蓄电池组整体性能取决于状态最坏的那块电池，若某节电池端电压过低，容量少，内阻大，蓄电池组就处于危险的运行状态，不作处理的话，电源随时可能瘫痪，引发事故。
无法对落后电池的在线活化，只是做到蓄电池定期的容量核对。
一节蓄电池的性能由端电压、内阻、容量、电动势等决定，判断蓄电池的好坏应对以上几个数据进行检测。传统的蓄电池巡检仪只是巡检蓄电池组中每单节电池的端电压；传统的蓄电池内阻测试仪只能检测蓄电池组中每节电池的内阻；也有蓄电池容量核对产品，以及蓄电池活化产品。但此类产品只是从某一点上判断电池的好坏，存在片面性。
3. 产品介绍
LBE200系列蓄电池组在线均衡装置（系统），是对直流系统充电机存在弊病的有益补充，解决长期以来蓄电池组运行中存在单体之间不均衡的问题，延长电池寿命两倍以上。
LBE200蓄电池组在线均衡系统等同于为每一节电池提供一台充电机，通过先进的微机控制技术和电力技术，自动对蓄电池组中各单体电池在线均衡调节控制，让每节蓄电池端电压、容量及内阻处于均衡值内，防止单体电池过充或欠充，并对性能较弱的电池进行补充电、在线活化。可取代蓄电池巡检仪和在线内阻测试仪等产品。对降低投资成本，节能减排，建设生态文明，实现经济可持续发展有着重要推动作用。
LBE200蓄电池组在线均衡系统由监控模块、均衡调节单元、电池测量单元、电池活化单元等组成。
■ 监控模块：对系统进行计算分析、综合管理及通讯。
■ 均衡调节单元：其由调节控制和功率部分组成，在监控模块的协调下通过对各电池的均衡控制，达到使电池组均衡目的。
■ 电池测量单元：对电池组各节电池的端电压、内阻、容量等进行测量。
■ 电池活化单元：采用专利技术的数字电源，消除极板硫酸盐结晶体。
LBE200蓄电池组在线均衡系统在上电后即投入在线运行，根据电池测量单元采集到的电池电压计算出均衡度，均衡度大于设定值时，系统中均衡调节单元将自动分别对单节电池进行调整，直至均衡度达到设定范围。
LBE200蓄电池组在线均衡系统原理图
4. 蓄电池组在线均衡系统的产品功能
■ 在线均衡功能
LBE200系列蓄电池组在线均衡系统能在线均衡每节电池，使他们工作在相同的电压、内阻、容量状态，防止因蓄电池过充或欠充而导致蓄电池组快速老化。可自动对单节电池进行均衡调整（也可手动进入强行均衡状态），使各节电池的性能均衡一致，延长电池组使用寿命。
应用前后对比
2009年4月27日，某市电业局中央变电站安装LBE200系列蓄电池组在线均衡装置后，对48V/200AH蓄电池组进行测量，蓄电池组均衡度（一致性）为10.4，使用LBE200系列蓄电池组在线均衡装置后，2009年4月30日，再次对48V/200AH蓄电池组进行测量，蓄电池组均衡度（一致性）提高到1.1，均衡效果明显。
设备使用前数据 设备使用后数据 用户使用报告
■ 在线活化功能
LBE200系列蓄电池组在线均衡系统能对性能落后的单体电池进行在线活化，防止蓄电池因长期浮充电导致硫酸盐化，能延长蓄电池组的运行使用寿命两倍以上，减少环境污染，具有良好的社会效益和环保性。
以下是电池活化技术使用前后对比图
左图 右图
左图：第一张照片显示了厚重的硫酸盐结晶（铅酸蓄电池极板）。进行电池完全放电试验时，放电时间只持续了13分钟多一点。
右图：这是安装LBE200系列蓄电池组在线均衡装置 18天后，同一板块的照片。硫酸盐结晶已被删除。这次电池放电时间超过33分钟。这意味着，放电容量已增长250％。
以下是电池活化技术使用前后显微对比图
左图 右图
左图：硫酸盐结晶沉重地覆盖了电池板（硫酸铅晶体显微）。
右图：安装LBE200系列蓄电池组在线均衡装置后，活化技术清除了这些硫酸盐晶体，露出了蓄电池极板活性物质。
■ 在线检测功能
LBE200系列蓄电池组在线均衡系统还具有蓄电池内阻在线测试功能、蓄电池容量在线测试功能、蓄电池端电压巡检功能，可完全取代现有直流电源系统中的蓄电池组内阻测试仪、容量检测仪及电压巡检仪，为蓄电池组优化运行提供了全面而完善的解决方案，大大提高了蓄电池设备运行的可靠性，是更新换代的产品。
LBE200蓄电池组在线均衡装置与传统蓄电池巡检仪、内阻检测仪、蓄电池活化仪的区别
|
序号 |
LBE200系列蓄电池组在线均衡系统 |
蓄电池 巡检仪 |
蓄电池内阻在线巡检仪 |
蓄电池 活化仪 |
|
1 |
在线均衡每节电池的电压、内阻、容量，防止单节电池电压过高或过低造成过充或欠充，延长电池使用寿命两倍以上 |
无此功能 |
无此功能 |
无此功能 |
|
2 |
在线活化蓄电池组中性能偏弱的蓄电池，延长电池组使用寿命 |
无 |
无 |
离线活化 |
|
3 |
在线检测蓄电池组每节电池的内阻 |
无 |
有 |
无 |
|
4 |
在线检测蓄电池组每节电池的容量 |
无 |
无 |
无 |
|
5 |
在线检测蓄电池组每节电池的电压 |
有 |
有 |
无 |
|
6 |
以往需要更换蓄电池时，因新旧电池性能不一致，通常会整组更换，LBE200蓄电池组在线均衡系统具有自动均衡每节电池，使他们的性能一致的功能，所以今后蓄电池设备运行过程中若有个别电池因物理或化学特性需更换时，只要更换已坏电池，而无需整组蓄电池更换，可大大降低运行费用，保护环境。 |
无 |
无 |
无 |
5. LBE200蓄电池组在线均衡系统核心优势
■ LBE200系列蓄电池组在线均衡装置（系统）产品采用工业级高性能32位单片机，12位A/D及汉字液晶显示，最多可对112节蓄电池进行测量和均衡操作，具备蓄电池端电压、内阻、容量异常等告警功能，可在线精确测量电池的端电压、内阻、容量等参数，为用户提供每一只电池运行的当前状态数据。
■ 系统根据电池测量单元采集到的电池电压计算出均衡度，均衡度大于设定值时，系统中均衡调节单元将自动分别对单节电池进行均衡调整，直至均衡度达到设定范围。
■ 电脑智能检测和控制系统，高精度的电压和电流A/D检测、充电稳定可靠，在线均衡每节电池；
■ 多种方式自动控制高效变频正负脉冲，自动检测环境温度，补偿电压参数功能，电量检测性预充电功能有效避免误充电，电池电压类型准确识别功能、避免误充电，反接、短路、过流过压、超温、超时多种自动保护功能，防止蓄电池过充电或欠充电而导致蓄电池组快速老化，从而延长蓄电池使用寿命。
■ 对落后、老化电池在线进行活化，恢复电池容量，增强蓄电池使用寿命，保障了蓄电池组的安全稳定运行，避免因单节电池报废引起整组电池的损坏，减少报废，节约投资成本，降低排放。
■ 精确检测在线充电蓄电池电压、内阻与容量。电池测量单元对电池组各单节电池进行内阻、容量、电压测量成与电池活化单元组成。在线内阻测量。利用专有方法来形成瞬间负载，然后通过瞬间压降和负载电流来计算电池内阻。装置每半个月（360h）自动对每节电池进行内阻和容量测试（也可手动进入蓄电池内阻、容量测试状态）。
■ LBE200系列蓄电池组在线均衡装置（系统）产品具有RS485通讯口及MODENBUS规约，实现远程智能化管理。
6.蓄电池组在线均衡系统的产品参数与外形
1. 直流额定工作电压：DC384V、DC220V、DC192V、DC110V、DC48V、DC24V；
2. 可均衡电池组数量：2-112个；
3. 可均衡蓄电池组额定容量：20-4000Ah；
4. 可均衡蓄电池单体电压：2V、4V、6V、12V；
5. 蓄电池单体电压测量精度：≤±0.5%；
6. 蓄电池组电压测量精度：≤±0.5%；
7. 蓄电池容量在线检测精度：≤5%；
8. 蓄电池内阻在线检测精度：≤5%；
9. 平均无故障时间（MTBF）：正常运行环境下，不少于80000h；
10. 报警精度：为整定值的±2%；
11. A/D转换误差：不大于0.1；
12. 不均衡度：＜0.5%；
13. 噪音：＜45dB。
|
A型/立式 |
B型/卧式 |
C型/柜式 |
|
|
|
|
| 280×500×560mm 适用于以下的电池系统，独立安装方式 |
700×420×280mm 适用于以下的电池系统，组屏安装方式 |
600×600×1200mm 适用于以上的大容量电池系统，独立安装方式 |
7. 蓄电池组在线均衡系统的产品分类
标准型
1. 可对112节蓄电池进行测量和均衡操作
2. 电池测量均衡部分采用RS485通讯，当电池测量均衡部分有故障，监控将报其通讯故障
3. 当有告警时，系统将禁止均衡操作
4. 监控实时显示电池均衡度和参与均衡的电池的编号
增强型
1. 可对112节蓄电池进行测量和均衡操作；
2. 在线检测蓄电池组中单体电池的容量；
3. 在线精确检测蓄电池组中单体电池的内阻；
4. 设备控制由监控和电池测量均衡两部分组成，两者采用RS485通讯，当电池测量均衡部分有故障，监控将报其通讯故障；
5. 当有告警时，系统将禁止均衡操作；
6. 监控实时显示电池均衡度和参与均衡的电池的编号
高端型
1. 可对112节蓄电池进行测量和均衡操作；
2. 可对电池组中落后老化电池在线进行活化，恢复电池容量；
3. 在线检测蓄电池组中单体电池的容量；
4. 在线精确检测蓄电池组中单体电池的内阻；
5. 设备控制由监控和电池测量均衡两部分组成，两者采用RS485通讯，当电池测量均衡部分有故障，监控将报其通讯故障；
6. 当有告警时，系统将禁止均衡操作；
7. 监控实时显示电池均衡度和参与均衡的电池的编号
8. 蓄电池组在线均衡系统的型号说明及产品选型表
型号说明
产品选型表
|
功能项 |
标准型 |
增强型 |
高端型 |
|
LBE200-DS |
LBE200-DE |
LBE200-DH | |
|
单体电池电压巡检及显示 |
√ |
√ |
√ |
|
整组电池电压测量及显示 |
√ |
√ |
√ |
|
电池组充放电电流测量 |
√ |
√ |
√ |
|
系统告警参数设置 |
√ |
√ |
√ |
|
落后电池告警显示及历史告警记录查询 |
√ |
√ |
√ |
|
保护功能 |
√ |
√ |
√ |
|
蓄电池组在线单体电压均衡 |
√ |
√ |
√ |
|
单体电池内阻在线测量 |
|
√ |
√ |
|
单体电池容量在线测量 |
|
√ |
√ |
|
单体电池在线活化 |
|
|
√ |
|
RS485接口及规约 |
√ |
√ |
√ |
|
产品外形选择（A、B、C） |
A或B |
A或B或C |
A或B或C |
企业产品库
