LBE200蓄電池組在線(xiàn)均衡系統(tǒng)（LBE200 The Storage Battery Online Performance Balance System）
蓄電池組在線(xiàn)均衡系統(tǒng)
1. 導(dǎo)言
在發(fā)電廠、變電站、UPS系統(tǒng)等多種場(chǎng)合，重要設(shè)備與應(yīng)急使用都必須保證不間斷供電。蓄電池組是交流失電或其它事故時(shí)負(fù)荷*的能源供給，是保證不間斷供電的關(guān)鍵設(shè)備。
但由于蓄電池的特性和目前維護(hù)技術(shù)的局限，蓄電池組無(wú)法均衡充電、不能準(zhǔn)確在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、個(gè)別落后電池?zé)o法活化。種種問(wèn)題，給蓄電池組運(yùn)行構(gòu)成了重大的安全隱患。設(shè)計(jì)壽命為15-20年的電池只能使用3-5年。大量的蓄電池提前報(bào)廢，造成了巨大的資源浪費(fèi)、成本損耗、環(huán)境污染。
因此，維持蓄電池組的穩(wěn)定性，準(zhǔn)確掌握蓄電池實(shí)際內(nèi)阻、容量，及時(shí)活化個(gè)別落后電池，提高在線(xiàn)運(yùn)行蓄電池組的可靠性，才能在突發(fā)事故時(shí)，及時(shí)獲得應(yīng)急用電，確保設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行。同時(shí)，延長(zhǎng)電池使用壽命，節(jié)約投資成本，減少環(huán)境污染。
2. 蓄電池組的運(yùn)行情況
因后備電源的重要，目前大多數(shù)電網(wǎng)公司、用電大戶(hù)，一套直流電源配備了兩組蓄電池組，采用雙充雙電的配置，而在一些電廠的機(jī)組部分直流系統(tǒng)，會(huì)考慮兩電三充的主接線(xiàn)方式，可見(jiàn)直流系統(tǒng)及蓄電池在電力行業(yè)的重要性。但目前蓄電池的運(yùn)行還存在一些不足。
從技術(shù)上講，現(xiàn)有蓄電池組運(yùn)行存在一些缺陷：
1. 用充電機(jī)對(duì)一組串聯(lián)的蓄電池組進(jìn)行在線(xiàn)充電，無(wú)法保證蓄電池組中每節(jié)蓄電池的均衡充電，由于蓄電池組中某節(jié)蓄電池的端電壓變化（變高或變低）而導(dǎo)致其它的蓄電池處于過(guò)充電或欠充電，過(guò)充電的蓄電池容量會(huì)迅速下降，欠充電的蓄電池會(huì)*充電不足內(nèi)阻升高。
2. 傳統(tǒng)的蓄電池組充電曲線(xiàn)是定期（720h）的強(qiáng)充電，目的是對(duì)蓄電池組中的性能落后蓄電池進(jìn)行補(bǔ)償性充電，恢復(fù)它的容量，但這種充電方式往往把蓄電池組中好的蓄電池過(guò)充了。
蓄電池組無(wú)法均衡充電的問(wèn)題一直是電源運(yùn)行的隱患：
1. 常常因?yàn)樾铍姵亟M中某節(jié)電池過(guò)充或欠充，壽命大大降低，設(shè)計(jì)壽命為十五年或二十年的蓄電池，使用三、五年就發(fā)現(xiàn)容量不足、內(nèi)阻增大等問(wèn)題而報(bào)廢。
2. 一組串聯(lián)的蓄電池組整體性能取決于狀態(tài)zui壞的那塊電池，若某節(jié)電池端電壓過(guò)低，容量少，內(nèi)阻大，蓄電池組就處于危險(xiǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，不作處理的話(huà)，電源隨時(shí)可能癱瘓，引發(fā)事故。
無(wú)法對(duì)落后電池的在線(xiàn)活化，只是做到蓄電池定期的容量核對(duì)。
一節(jié)蓄電池的性能由端電壓、內(nèi)阻、容量、電動(dòng)勢(shì)等決定，判斷蓄電池的好壞應(yīng)對(duì)以上幾個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)。傳統(tǒng)的蓄電池巡檢儀只是巡檢蓄電池組中每單節(jié)電池的端電壓；傳統(tǒng)的蓄電池內(nèi)阻測(cè)試儀只能檢測(cè)蓄電池組中每節(jié)電池的內(nèi)阻；也有蓄電池容量核對(duì)產(chǎn)品，以及蓄電池活化產(chǎn)品。但此類(lèi)產(chǎn)品只是從某一點(diǎn)上判斷電池的好壞，存在片面性。
3. 產(chǎn)品介紹
LBE200系列蓄電池組在線(xiàn)均衡裝置（系統(tǒng)），是對(duì)直流系統(tǒng)充電機(jī)存在弊病的有益補(bǔ)充，解決*以來(lái)蓄電池組運(yùn)行中存在單體之間不均衡的問(wèn)題，延長(zhǎng)電池壽命兩倍以上。
其等同于為每一節(jié)電池提供一臺(tái)充電機(jī)，通過(guò)*的微機(jī)控制技術(shù)和電力技術(shù)，自動(dòng)對(duì)蓄電池組中各單體電池在線(xiàn)均衡調(diào)節(jié)控制，讓每節(jié)蓄電池端電壓、容量及內(nèi)阻處于均衡值內(nèi)，防止單體電池過(guò)充或欠充，并對(duì)性能較弱的電池進(jìn)行補(bǔ)充電、在線(xiàn)活化。可取代蓄電池巡檢儀和在線(xiàn)內(nèi)阻測(cè)試儀等產(chǎn)品。對(duì)降低投資成本，節(jié)能減排，建設(shè)生態(tài)文明，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著重要推動(dòng)作用。
該系統(tǒng)由監(jiān)控模塊、均衡調(diào)節(jié)單元、電池測(cè)量單元、電池活化單元等組成。
■ 監(jiān)控模塊：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算分析、綜合管理及通訊。
■ 均衡調(diào)節(jié)單元：其由調(diào)節(jié)控制和功率部分組成，在監(jiān)控模塊的協(xié)調(diào)下通過(guò)對(duì)各電池的均衡控制，達(dá)到使電池組均衡目的。
■ 電池測(cè)量單元：對(duì)電池組各節(jié)電池的端電壓、內(nèi)阻、容量等進(jìn)行測(cè)量。
■ 電池活化單元：采用技術(shù)的數(shù)字電源，消除極板硫酸鹽結(jié)晶體。
系統(tǒng)在上電后即投入在線(xiàn)運(yùn)行，根據(jù)電池測(cè)量單元采集到的電池電壓計(jì)算出均衡度，均衡度大于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)中均衡調(diào)節(jié)單元將自動(dòng)分別對(duì)單節(jié)電池進(jìn)行調(diào)整，直至均衡度達(dá)到設(shè)定范圍。
系統(tǒng)原理圖
4. 產(chǎn)品功能
■ 在線(xiàn)均衡功能
LBE200系列能在線(xiàn)均衡每節(jié)電池，使他們工作在相同的電壓、內(nèi)阻、容量狀態(tài)，防止因蓄電池過(guò)充或欠充而導(dǎo)致蓄電池組快速老化。可自動(dòng)對(duì)單節(jié)電池進(jìn)行均衡調(diào)整（也可手動(dòng)進(jìn)入強(qiáng)行均衡狀態(tài)），使各節(jié)電池的性能均衡*，延長(zhǎng)電池組使用壽命。
應(yīng)用前后對(duì)比
2009年4月27日，某市**變電站安裝LBE200系列蓄電池組在線(xiàn)均衡裝置后，對(duì)48V/200AH蓄電池組進(jìn)行測(cè)量，蓄電池組均衡度（*性）為10.4，使用LBE200系列蓄電池組在線(xiàn)均衡裝置后，2009年4月30日，再次對(duì)48V/200AH蓄電池組進(jìn)行測(cè)量，蓄電池組均衡度（*性）提高到1.1，均衡效果明顯。
設(shè)備使用前數(shù)據(jù) 設(shè)備使用后數(shù)據(jù) 用戶(hù)使用報(bào)告
■ 在線(xiàn)活化功能
LBE200系列能對(duì)性能落后的單體電池進(jìn)行在線(xiàn)活化，防止蓄電池因*浮充電導(dǎo)致硫酸鹽化，能延長(zhǎng)蓄電池組的運(yùn)行使用壽命兩倍以上，減少環(huán)境污染，具有良好的社會(huì)效益和環(huán)保性。
以下是電池活化技術(shù)使用前后對(duì)比圖
左圖 右圖
左圖：*張照片顯示了厚重的硫酸鹽結(jié)晶（鉛酸蓄電池極板）。進(jìn)行電池*放電試驗(yàn)時(shí)，放電時(shí)間只持續(xù)了13分鐘多一點(diǎn)。
右圖：這是安裝LBE200系列蓄電池組在線(xiàn)均衡裝置 18天后，同一板塊的照片。硫酸鹽結(jié)晶已被刪除。這次電池放電時(shí)間超過(guò)33分鐘。這意味著，放電容量已增長(zhǎng)250％。
以下是電池活化技術(shù)使用前后顯微對(duì)比圖
左圖 右圖
左圖：硫酸鹽結(jié)晶沉重地覆蓋了電池板（硫酸鉛晶體顯微）。
右圖：安裝LBE200系列蓄電池組在線(xiàn)均衡裝置后，活化技術(shù)清除了這些硫酸鹽晶體，露出了蓄電池極板活性物質(zhì)。
■ 在線(xiàn)檢測(cè)功能
LBE200系列還具有蓄電池內(nèi)阻在線(xiàn)測(cè)試功能、蓄電池容量在線(xiàn)測(cè)試功能、蓄電池端電壓巡檢功能，可*取代現(xiàn)有直流電源系統(tǒng)中的蓄電池組內(nèi)阻測(cè)試儀、容量檢測(cè)儀及電壓巡檢儀，為蓄電池組優(yōu)化運(yùn)行提供了全面而完善的解決方案，大大提高了蓄電池設(shè)備運(yùn)行的可靠性，是更新?lián)Q代的產(chǎn)品。
LBE200蓄電池組在線(xiàn)均衡裝置與傳統(tǒng)蓄電池巡檢儀、內(nèi)阻檢測(cè)儀、蓄電池活化儀的區(qū)別
| 序號(hào) | LBE200系列 | 蓄電池 巡檢儀 | 蓄電池內(nèi)阻在線(xiàn)巡檢儀 | 蓄電池 活化儀 |
| 1 | 在線(xiàn)均衡每節(jié)電池的電壓、內(nèi)阻、容量，防止單節(jié)電池電壓過(guò)高或過(guò)低造成過(guò)充或欠充，延長(zhǎng)電池使用壽命兩倍以上 | 無(wú)此功能 | 無(wú)此功能 | 無(wú)此功能 |
| 2 | 在線(xiàn)活化蓄電池組中性能偏弱的蓄電池，延長(zhǎng)電池組使用壽命 | 無(wú) | 無(wú) | 離線(xiàn)活化 |
| 3 | 在線(xiàn)檢測(cè)蓄電池組每節(jié)電池的內(nèi)阻 | 無(wú) | 有 | 無(wú) |
| 4 | 在線(xiàn)檢測(cè)蓄電池組每節(jié)電池的容量 | 無(wú) | 無(wú) | 無(wú) |
| 5 | 在線(xiàn)檢測(cè)蓄電池組每節(jié)電池的電壓 | 有 | 有 | 無(wú) |
| 6 | 以往需要更換蓄電池時(shí)，因新舊電池性能不*，通常會(huì)整組更換，LBE200具有自動(dòng)均衡每節(jié)電池，使他們的性能*的功能，所以今后蓄電池設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中若有個(gè)別電池因物理或化學(xué)特性需更換時(shí)，只要更換已壞電池，而無(wú)需整組蓄電池更換，可大大降低運(yùn)行費(fèi)用，保護(hù)環(huán)境。 | 無(wú) | 無(wú) | 無(wú) |
5. 核心優(yōu)勢(shì)
■ LBE200系列蓄電池組在線(xiàn)均衡裝置（系統(tǒng)）產(chǎn)品采用工業(yè)級(jí)高性能32位單片機(jī)，12位A/D及漢字液晶顯示，zui多可對(duì)112節(jié)蓄電池進(jìn)行測(cè)量和均衡操作，具備蓄電池端電壓、內(nèi)阻、容量異常等告警功能，可在線(xiàn)精確測(cè)量電池的端電壓、內(nèi)阻、容量等參數(shù)，為用戶(hù)提供每一只電池運(yùn)行的當(dāng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)。
■ 系統(tǒng)根據(jù)電池測(cè)量單元采集到的電池電壓計(jì)算出均衡度，均衡度大于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)中均衡調(diào)節(jié)單元將自動(dòng)分別對(duì)單節(jié)電池進(jìn)行均衡調(diào)整，直至均衡度達(dá)到設(shè)定范圍。
■ 電腦智能檢測(cè)和控制系統(tǒng)，高精度的電壓和電流A/D檢測(cè)、充電穩(wěn)定可靠，在線(xiàn)均衡每節(jié)電池；
■ 多種方式自動(dòng)控制高效變頻正負(fù)脈沖，自動(dòng)檢測(cè)環(huán)境溫度，補(bǔ)償電壓參數(shù)功能，電量檢測(cè)性預(yù)充電功能有效避免誤充電，電池電壓類(lèi)型準(zhǔn)確識(shí)別功能、避免誤充電，反接、短路、過(guò)流過(guò)壓、超溫、超時(shí)多種自動(dòng)保護(hù)功能，防止蓄電池過(guò)充電或欠充電而導(dǎo)致蓄電池組快速老化，從而延長(zhǎng)蓄電池使用壽命。
■ 對(duì)落后、老化電池在線(xiàn)進(jìn)行活化，恢復(fù)電池容量，增強(qiáng)蓄電池使用壽命，保障了蓄電池組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，避免因單節(jié)電池報(bào)廢引起整組電池的損壞，減少報(bào)廢，節(jié)約投資成本，降低排放。
■ 精確檢測(cè)在線(xiàn)充電蓄電池電壓、內(nèi)阻與容量。電池測(cè)量單元對(duì)電池組各單節(jié)電池進(jìn)行內(nèi)阻、容量、電壓測(cè)量成與電池活化單元組成。在線(xiàn)內(nèi)阻測(cè)量。利用專(zhuān)有方法來(lái)形成瞬間負(fù)載，然后通過(guò)瞬間壓降和負(fù)載電流來(lái)計(jì)算電池內(nèi)阻。裝置每半個(gè)月（360h）自動(dòng)對(duì)每節(jié)電池進(jìn)行內(nèi)阻和容量測(cè)試（也可手動(dòng)進(jìn)入蓄電池內(nèi)阻、容量測(cè)試狀態(tài)）。
■ LBE200系列蓄電池組在線(xiàn)均衡裝置（系統(tǒng)）產(chǎn)品具有RS485通訊口及MODENBUS規(guī)約，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能化管理。
6. 產(chǎn)品參數(shù)與外形
1. 直流額定工作電壓：DC384V、DC220V、DC192V、DC110V、DC48V、DC24V；
2. 每組可均衡電池?cái)?shù)量：2-192個(gè)；
3. 可均衡蓄電池組額定容量：20-4000Ah；
4. 可均衡蓄電池單體電壓：2V、4V、6V、12V；
5. 蓄電池單體電壓測(cè)量精度：≤±0.1%；
6. 蓄電池組電壓測(cè)量精度：≤±0.5%；
7. 蓄電池容量在線(xiàn)檢測(cè)精度：≤5%；
8. 蓄電池內(nèi)阻在線(xiàn)檢測(cè)精度：≤5%；
9. 平均*時(shí)間（MTBF）：正常運(yùn)行環(huán)境下，不少于80000h；
10. 報(bào)警精度：為整定值的±2%；
11. A/D轉(zhuǎn)換誤差：不大于0.1；
12. 不均衡度：＜0.5%；
13. 噪音：＜45dB。
| A型/立式 | B型/臥式 | C型/柜式 |
| | | |
| 280×500×560mm 適用于800AH及以下的電池系統(tǒng)，獨(dú)立安裝方式 | 700×420×280mm 適用于800AH及以下的電池系統(tǒng)，組屏安裝方式 | 600×600×1200mm 適用于800AH及以上的大容量電池系統(tǒng)，獨(dú)立安裝方式 |
7. 產(chǎn)品分類(lèi)
標(biāo)準(zhǔn)型
1. 可對(duì)192節(jié)蓄電池進(jìn)行測(cè)量和均衡操作
2. 電池測(cè)量均衡部分采用RS485通訊，當(dāng)電池測(cè)量均衡部分有故障，監(jiān)控將報(bào)其通訊故障
3. 當(dāng)有告警時(shí)，系統(tǒng)將禁止均衡操作
4. 監(jiān)控實(shí)時(shí)顯示電池均衡度和參與均衡的電池的編號(hào)
增強(qiáng)型
1. 可對(duì)192節(jié)蓄電池進(jìn)行測(cè)量和均衡操作；
2. 在線(xiàn)檢測(cè)蓄電池組中單體電池的容量；
3. 在線(xiàn)精確檢測(cè)蓄電池組中單體電池的內(nèi)阻；
4. 設(shè)備控制由監(jiān)控和電池測(cè)量均衡兩部分組成，兩者采用RS485通訊，當(dāng)電池測(cè)量均衡部分有故障，監(jiān)控將報(bào)其通訊故障；
5. 當(dāng)有告警時(shí)，系統(tǒng)將禁止均衡操作；
6. 監(jiān)控實(shí)時(shí)顯示電池均衡度和參與均衡的電池的編號(hào)
型
1. 可對(duì)192節(jié)蓄電池進(jìn)行測(cè)量和均衡操作；
2. 可對(duì)電池組中落后老化電池在線(xiàn)進(jìn)行活化，恢復(fù)電池容量；
3. 在線(xiàn)檢測(cè)蓄電池組中單體電池的容量；
4. 在線(xiàn)精確檢測(cè)蓄電池組中單體電池的內(nèi)阻；
5. 設(shè)備控制由監(jiān)控和電池測(cè)量均衡兩部分組成，兩者采用RS485通訊，當(dāng)電池測(cè)量均衡部分有故障，監(jiān)控將報(bào)其通訊故障；
6. 當(dāng)有告警時(shí)，系統(tǒng)將禁止均衡操作；
7. 監(jiān)控實(shí)時(shí)顯示電池均衡度和參與均衡的電池的編號(hào)
8. 型號(hào)說(shuō)明及產(chǎn)品選型表
型號(hào)說(shuō)明
產(chǎn)品選型表
| 功能項(xiàng) | 標(biāo)準(zhǔn)型 | 增強(qiáng)型 | 型 |
| LBE200-DS | LBE200-DE | LBE200-DH | |
| 單體電池電壓巡檢及顯示 | √ | √ | √ |
| 整組電池電壓測(cè)量及顯示 | √ | √ | √ |
| 電池組充放電電流測(cè)量 | √ | √ | √ |
| 系統(tǒng)告警參數(shù)設(shè)置 | √ | √ | √ |
| 落后電池告警顯示及歷史告警記錄查詢(xún) | √ | √ | √ |
| 保護(hù)功能 | √ | √ | √ |
| 蓄電池組在線(xiàn)單體電壓均衡 | √ | √ | √ |
| 單體電池內(nèi)阻在線(xiàn)測(cè)量 | | √ | √ |
| 單體電池容量在線(xiàn)測(cè)量 | | √ | √ |
| 單體電池在線(xiàn)活化 | | | √ |
| RS485接口及規(guī)約 | √ | √ | √ |
| 產(chǎn)品外形選擇（A、B、C） | A或B | A或B或C | A或B或C |
