中国南方电网责任有限公司蓄电池组在线监测装置技术规范

QB中国南方电网蓄电池组在线监测装置技术规范ConfigurationSpecificationforStation-sideEquipmentofBatteryMonitoringofChinaSouthernPowerGrid（修改稿）中国南方电网责任有限公司企业标准××××.××××.×-2011中国南方电网有限责任公司发布201X-XX-XX发布201X-XX-XX实施I目录前言........................................................................II1范围...............................................................................................................................................12规范性引用文件............................................................................................................................13术语和定义....................................................................................................................................24使用条件........................................................................................................................................25技术要求........................................................................................................................................36包装、标志和储运要求................................................................................................................7附录A（资料性附录）蓄电池在线监测装置比对试验................................................................8附件B（资料性附录）部分参数监测必要性说明......................................................................10附件C（资料性附录）蓄电池在线监测系统I/O接口表...........................................................12附录D（资料性附录）蓄电池内阻测试方法..............................................................................14附录E（资料性附录）装置检验要求..........................................................................................15II前言蓄电池组在线监测装置（以下简称装置）主要解决蓄电池组目前运行及维护过程中存在的各种问题，通过监测关键的参数来自动分析蓄电池组存在的问题，并提出维护建议，是保证蓄电池组安全稳定运行的重要设备。为规范设备的配置、功能及性能指标，统一建设标准，提高其安全性和可靠性，加强其可维护性和可管理性，特制定本规范。本规范有5个附录，附录A～E均为资料性附录。本规范由广东电网公司电力科学研究院负责起草。本规范主要起草人：审核：审定：批准：1中国南方电网蓄电池组在线监测装置技术规范1范围1.1本规范规定了变电站蓄电池组在线监测装置的配置、功能、性能等方面的技术要求。1.2本规范适用于南方电网公司所属的新建、扩建及技改的各电压等级变电站用蓄电池组在线监测装置。1.3本规范所指蓄电池组为阀控式密封铅酸(VRLA)蓄电池组。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。IEC60255-21-1(1993)电气继电器第21部分：量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验IEC60870-5-103(1997)远动设备及系统第5部分：传输规约第103篇：继电保护设备信息接口配套标准IEC61850(2003)变电站通信网络和系统GB/T17626.4-1998电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T17626.12-1998电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验GB/T17626.2-1998电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.3-1998电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T17626.5-1999电磁兼容试验和测量技术第8章浪涌（冲击）抗扰度试验GB/T17626.6-1998电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度试验GB/T17626.8-1998电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验GB/T17626.10-1998电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验GB/T17626.1-1998电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论GB/T2423.2-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T2423.1-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB-T14537-1993量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验GB191-2000包装储运图示标志2GB/T13384-2008机电产品包装通用技术条件GB4208-2008外壳防护等级（IP代码）3术语和定义3.1阀控式密封铅酸蓄电池在通常情况下，该电池是密闭的，如果电池内压超过设定值，气体自行排出。电池通常不需要补加电解质。3.2蓄电池在线监测技术在蓄电池组不退出电源系统的正常运行条件下，使用仪器或装置对蓄电池性能参数进行测试，并采用一定的计算方法或数学模型，对数据进行分析，得出蓄电池容量和状态的一种方法。3.3蓄电池容量在规定的条件下，完全充电的蓄电池能够提供的电量，通常用安时（A.h）表示。3.4电池单元直接把化学能转变为电能的一种电源，是由电极、电解质、容器、极柱，通常还有隔离层组成的基本功能单元。3.5单体电池由一个或多个电池单元组装在一个或多个间隔壳体内的电池。3.6蓄电池内阻电流流过蓄电池时，蓄电池二端的电压变化所反应出来的欧姆电阻，用Ri表示。3.7直流内阻测量方法通过蓄电池瞬间对负载放电，测出蓄电池极柱上电压的瞬间变化，计算出相应的内阻Ri。3.8交流内阻测量方法通过对蓄电池附加一个恒定的交流电流激励信号IS（其交流信号频率变化范围为0.05Hz～10kHz），测量出蓄电池两端的电压响应信号Vo，以及两者的相位差θ，由阻抗公式来确定蓄电池的内阻Ri。4使用条件4.1环境温度：-10℃～+40℃4.2相对湿度：95%34.3环境磁场：400A/m4.4大气压力：(80～110)kPa（海拔1000米及以下）4.5使用地点无强烈振动和冲击，无强烈电磁干扰，空气中无易燃、易爆、易腐蚀气体5技术要求5.1设备构成及配置要求5.1.1蓄电池组在线监测装置由采集单元、内阻测试单元、监控单元构成。5.1.2采集单元用于采集蓄电池参数，包括电压、电流和环境温度等。5.1.3内阻测试单元用于定期测量蓄电池的内阻和连接电阻。5.1.4监控单元用于对数据采集、内阻测量的控制；应配置显示器，能显示所有监控内容、并可查询；应配置外部通信接口等。5.1.5装置宜配置一个监控单元，实现对至少两组蓄电池的监控。5.1.6装置电源应采用直流电源供电，直流电源应取自直流馈线屏，不得取自蓄电池组。5.1.7电池电压采样宜采用双线制接线方法，即每节电池正极与负极各接一根采样线，避免在放电时连接条上的压降影响电压测量精度。5.2内阻测量要求5.2.1内阻测量应在线进行，不应将蓄电池从回路断开，不应关闭充电设备。5.2.2蓄电池在均充、事故放电过程中，不进行内阻测量；内阻测量只在蓄电池浮充状态下进行。5.2.3内阻测量过程中，当充电设备故障、交流电源故障，蓄电池应能供电。5.2.4不得因测量内阻造成直流母线电压跌落超过直流母线标称电压的5%，直流母线的纹波系数和稳压精度应满足直流系统技术规范要求。直流法放电电流不宜大于40A。5.2.5内阻测试单元应具有自检功能，异常时停止工作并报警；应具有过温、过流、放电超时保护功能。5.2.6内阻测量应能实现在线自动定期测试，测量周期可人工设置；测量过程应完全自动完成，无需人工干预。5.2.7具备手动测量内阻功能。5.2.8内阻测量应满足可重复性、一致性要求。5.2.9整组电池内阻的测量时间要求小于8分钟（54节），16分钟（108节）。5.3安全性要求5.3.1装置必须满足在装置自身发生任何故障时都不应影响直流系统的安全运行。45.3.2装置应具有程序运行死循环自恢复功能，发生自动复位时应上送复位报文。5.3.3内阻测试单元不应在蓄电池组主回路上额外串接开关、二极管或其它装置。5.3.4测量内阻时对电池不应有破坏性。5.3.5电压采样线距蓄电池接线柱3～5厘米内必须有短路保护措施，采用放电法测量内阻时放电线必须有短路保护措施。5.3.6电压采样端的输入阻抗应大于20K。5.3.7装置参数的修改必须有密码保护。5.3.8装置的输出端必须有光电隔离措施。5.3.9装置抗干扰能力应满足5.4.11要求。5.4功能要求5.4.1设置功能：装置应能设置电池参数、报警参数等，并依据设置数据分析蓄电池的工作状况，产生事件报警并记录异常情况。5.4.2自检功能：当装置出现故障时，应给出故障信号报警提示，且不影响直流系统的正常运行，保证装置的可靠性。5.4.3监测功能5.4.3.1装置应能自动识别浮充、均充、放电三种工况。5.4.3.2能记录蓄电池放电安时数。5.4.3.3单体内阻和连接电阻在线监测应实现单体内阻和连接电阻的在线自动定期测试，最短测试周期为一周，可设置。测试过程应完全自动完成。5.4.3.4蓄电池温度在线监测可在线监测每组不少于3个蓄电池的环境温度，温度传感器安装在蓄电池组首、尾、中负极柱。5.4.3.5充放电电流监测可监测每组蓄电池组的充放电电流。5.4.4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，所有分析功能由装置完成，无需后台软件支持。能对下面内容进行分析并得出结果：分析单体内阻，提示失效或需活化的电池；5分析连接电阻，提示需要维护的连接条；分析环境温度，提示温度异常；5.4.5显示功能现场应配置显示器，面板具有中文显示功能，能显示所有的监测内容，包括遥测、遥信、告警信息和定值设置。5.4.6报警功能5.4.6.1报警内容软报文报警内容应至少包括：单体内阻异常、单体电压过高、单体电压过低、连接电阻过高、蓄电池壳体温度过高（可选）、环境温度过高、环境温度过低、组压过高、组压过低、浮充电流过大（可选）、放电电流过大、电池组过放电。硬节点报警内容应至少包括：装置故障（常闭）、蓄电池异常告警（常开）、核容放电停止节点（常开）。5.4.6