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蓄电池在线监测系统人机接口的设计 第一章 引言 1.1 蓄电池介绍 随着移动通信的发展和电力自动化水平的提高，直流电源的应用范围和数量 日趋壮大，它的可靠性直接影响到通信基站、发电厂、变电站的正常运行，而作 为后备直流电源的蓄电池在直流屏中起到及其重要的作用。蓄电池是一种能将电 能转化为化学能储存起来, 使用时再将化学能转变为电能的电源。蓄电池是一种 化学反映装置，其内部的化学反应一时不及时察觉。蓄电池由两个电极和电解质 溶液组成。其中活泼的电极作负极，负极上发生氧化反应；不活泼的电极作正极， 正极上发生还原反应。蓄电池在应用上有其自己的特性，主要是其充电特性、放 电特性和自电特性，其中自放电特性如下： 当充好电的电池搁置或不用时电池容量会逐渐损失，从而使电池逐渐成为放 电状态，被称为自放电。需要强调的是：自放电不仅发生在贮存时，且在电池不 用或充电时也会发生。自放电的直接结果是容量的损失，但从现象看是电池开路 电压的下降。因此，有时也用电池开路电压的下降来衡量电池自放电的程度。 (1).影响自放电的因素:温度、充电状态和湿度 (2).自放电与温度的关系 通常，温度高，湿度大 ，电池充电不足都会导致自放电速度的增加，这正是要 在贮存条件下贮存的原因： 温度：-15℃-- 40℃ 湿度：湿度要低，干燥最好 充电状态：充足电后贮存，否则需定期补充电 1.2 蓄电池在线监控简介 电力系统运行中的个别蓄电池因干涸发热、极板老化、漏液、欠充、过放、 内阻增大、容量降低等原因, 很快就失效了, 还有因腐蚀造成蓄电池之间的连接 导线接触不良、断线, 由于不能及时发现, 造成电网事故扩大的事件屡见不鲜。 山西省某一变电站就发生过因蓄电池故障, 直流电源电压偏低, 导致主变烧毁 的特大事故, 给企业和社会造成了重大损失。随着无人值班变电站的不断增多, 这种现象更加突出。且蓄电池是一种化学反应装置, 其内部的化学反应一般不易 及时察觉,日常使用中的缺陷也不会立即反应出来,因此蓄电池的保养维护工作 至关重要。其中很重要的一项维护工作是对电池端电压进行测量, 由于电池组中 1 蓄电池在线监测系统人机接口的设计 电池的数量很多,通常只能对其标示电池进行测量,而无法做到对每只电池都进 行测量, 因此不易及时发现异常电池,而如果异常电池得不到及时处理,故障现 象将会日益严重,轻则导致电池组容量降低,重则将出现反极现象而损坏电池组 中的其它电池。 蓄电池在线监控仪就是在这一情况下而设计的。它的主要功能是对直流电源 蓄电池组中每一只蓄电池的端电压进行巡检。其工作方式有手动测量、自动测量 和遥控测量三种。自动测量又分为实时检测和定时检测, 定时检测的时间间隔可 根据用户要求设定。遥控测量是在集中监控情况下, 由上位机通过本仪器接口向 仪器发送测量命令, 在接收到命令后由仪器开始测量, 并将测量数据及判定结 果送到上位机。手动测量由用户通过操作面板启动测量。手动测量的结果可立即 由显示器显示出来, 而自动测量和遥控测量得到的结果将存于机内, 并可随时 用手动操作方式将其显示出来。该仪器还有判定越限及报警功能, 如发现异常电 池, 则立即发出报警信号, 同时将异常电池的组号、序号、电压值、检测日期及 时间显示出来。 蓄电池组是由一定数量的单体电池串联组成的，它可以进行百次至千次的充 放电；在使用中必须注意其各个单体电池的各种特性、电池温度、电池的剩余电 量及总电流等参数，因为这些参数直接影响电池的使用寿命，必须做到优化运行 和有效监控，防止电池出现过充、过放及温度过高等问题，从而延长电池的使用 寿命和降低成本，特别是提高电池的可靠性。可以把给电池组配套的电子、控制 及数字技术称为数字“电池电子技术”。同样在汽车的电子、数字技术中，已经 使用多个CPU完成各种参数、功能的控制问题，考虑汽车的安全性，运行必须十 分可靠，于是发展了并联的独立多个系统结构，再由现场总线联接，组成统一的 大系统。 一个正常的蓄电池，在不使用时，由于内部电化学反应，也会自行放电，自 行放电率甚至每日高达 1—2%。由此可见，一个充足了电的蓄电池，放置 1—2 个月后，即可放电 50%。这时，若不充电，极板便会结霜而硫化。因此，保管的 要点是：