變電站蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與研究

張亮　王福生　劉俊

摘 要：變電站蓄電池是通信設(shè)備的重要后備電源，但目前缺乏有效的監(jiān)控手段。文章在分析了蓄電池運維工作中存在問題的基礎(chǔ)上，有針對性的提出了一種變電站蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)方案，對提高蓄電池運維效率提供了良好的參考價值。

關(guān)鍵詞：蓄電池；在線監(jiān)測；系統(tǒng)研究

引言

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)速度的加快，通信站點的數(shù)量也不斷增加，相應(yīng)的通信電源及蓄電池的數(shù)量也不斷增加。蓄電池作為突發(fā)故障下的保護(hù)裝置，將在通信電源故障時為通信設(shè)備提供后備電源，因此其質(zhì)量直接關(guān)系到變電站通信系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，蓄電池的運維效率和監(jiān)控方式也將直接影響到通信電源系統(tǒng)運維的水平。

1 蓄電池運維現(xiàn)狀

直流系統(tǒng)的可靠性直接影響發(fā)電廠、變電站的正常運行，而作為后備電源的蓄電池在直流系統(tǒng)中起著極其重要的作用。隨著無人值守變電站的推廣，電力系統(tǒng)自動化水平的不斷提高，蓄電池性能好壞的檢測及判定已成為急待解決的問題。閥控密封鉛酸蓄電池（即免維護(hù)電池）屬一次性全密封結(jié)構(gòu)，與舊式開口式鉛酸蓄電池相比，雖然省去了加水、測比重等日常維護(hù)環(huán)節(jié)，但卻給用戶帶來了對電池的性能狀況不能直觀了解的困擾。除了一年一次的例行放電試驗以驗證電池的容量之外，日常檢測并無方便可靠的技術(shù)手段以檢測電池的性能狀況。

目前國內(nèi)大多數(shù)屬省份采用人工巡測、安裝巡檢儀等方式對所轄通信蓄電池進(jìn)行性能測試，該種方式不但浪費人力、財力，而且不能確保及時發(fā)現(xiàn)蓄電池存在的問題，不能實現(xiàn)適時監(jiān)測、報告單體蓄電池的電壓、溫度及內(nèi)阻等運行參數(shù)的功能，不能全面的、連續(xù)的、準(zhǔn)確的監(jiān)測蓄電池狀態(tài)，不能在第一時間發(fā)現(xiàn)蓄電池潛在故障，從而提高了停機(jī)風(fēng)險。因此，有必要研發(fā)一套蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)以實現(xiàn)所轄變電站蓄電池狀態(tài)的在線監(jiān)測，達(dá)到提升運維效率和運維質(zhì)量的目的。

2 蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計思路

2.1 基本原理

在線監(jiān)測大量試驗數(shù)據(jù)和實踐表明，蓄電池的端電壓只有在電池徹底損壞時才會明顯偏離正常值。而在電池未嚴(yán)重?fù)p壞前與正常值幾乎無偏差。因而電壓檢測法在工程上很難發(fā)現(xiàn)已有故障的電池，只能找到嚴(yán)重?fù)p壞或已經(jīng)損壞的電池。因而就原理而言，電壓檢測法不能勝任電池的日常檢測目的。因此相對于傳統(tǒng)的蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)，本設(shè)計主要利用內(nèi)阻測試原理：將一組電池組分成多個循環(huán)，每次測量內(nèi)阻時先對第一個循環(huán)進(jìn)行放電，結(jié)束后再對第二個循環(huán)進(jìn)行放電，直至最后一個循環(huán)。在放電的同時，系統(tǒng)高速采集每節(jié)電池的放電曲線，取得壓降后測出每節(jié)電池的內(nèi)阻。放電負(fù)載采用了恒流負(fù)載，確保電壓變化時每次放電的電流不變。系統(tǒng)可以被設(shè)成間隔一定時間自動測量一次內(nèi)阻，無需人工干預(yù)。

2.2 系統(tǒng)功能

蓄電池在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：適時監(jiān)測、報告單體蓄電池的電壓、溫度及內(nèi)阻；完全在線的內(nèi)阻測量，測試過程無需放電和斷電；第一時間捕捉、報告單體蓄電池劣化狀態(tài)；放電狀態(tài)下實現(xiàn)自動連續(xù)捕捉、記錄放電數(shù)據(jù)；完善的數(shù)據(jù)分析，智能化的蓄電池報告；可以檢測單個電池的溫度，預(yù)防火災(zāi)，指導(dǎo)用戶及時改善蓄電池工作環(huán)境；獨特的雙耳四線制接線設(shè)計，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的精確度；采用脈沖電流放電法測量內(nèi)阻，安全且對蓄電池不易造成傷害；分布式安裝，傳感器與蓄電池一一對應(yīng)，現(xiàn)場布線簡單；減少了蓄電池至控制器的長長連接線，杜絕了采集信號干擾及準(zhǔn)確度；測量的數(shù)據(jù)可靠，抗干擾能力強(qiáng)；采用環(huán)形通信鏈接，提高了系統(tǒng)的可靠性。

2.3 系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)一般可由以下幾部分組成：單體性能檢測器、采集器、電流傳感器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、服務(wù)器、監(jiān)控主機(jī)等[1]。通過監(jiān)測模塊對蓄電池的電壓、溫度及內(nèi)阻等運行參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控、測量，并通過光纖為傳輸介質(zhì)的千兆快速以太環(huán)網(wǎng)進(jìn)行信號傳輸，將蓄電池的各項性能傳輸至中心站蓄電池網(wǎng)管進(jìn)行分析，并在產(chǎn)生異常情況時直接通過狀態(tài)告警，同時蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)還可以通過北向接口和通信管理系統(tǒng)級聯(lián)，以方便調(diào)度人員將告警信息及時告知運維人員進(jìn)行處理。

3 結(jié)束語

通過加強(qiáng)變電站蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，可以有效實現(xiàn)對所轄變電站通信專用蓄電池組中單體蓄電池的電壓、溫度及內(nèi)阻等性能的實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)蓄電池存在的安全隱患并進(jìn)行告警提示，有效幫助運維人員提高變電站通信專用蓄電池組的運維效率。

參考文獻(xiàn)

[1]吳武彬.變電站蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].通信電源技術(shù)，2014， 31（6）.

作者簡介：張亮（1982-），男，碩士研究生，寧夏銀川，工程師，主要從事電力通信研究工作。

王福生（1985-），男，本科，寧夏銀川，工程師，主要從事電力通信研究工作。

劉?。?987-），男，本科，寧夏銀川，助理工程師，主要從事電力通信研究工作。