蓄电池组远程维护管理系统的研究.docVIP

蓄电池组远程维护管理系统的研究作者：王开宇?辽宁省电力公司摘? 要：本文介绍了一种基于电力局域网的直流系统蓄电池组远程自动维护和监控管理系统的设计方案，包括系统的设计思想和硬件、软件组成，为阀控式铅酸蓄电池的日常管理维护和性能分析提供了快捷、高效的实践依据，具有较强的推广意义。? 　　关键词：VRLA 蓄电池、直流系统、核对性放电、内阻测试、直流接触器、在线、直流充电装置、断路器??? 1前言 　　目前阀控式铅酸蓄电池（VRLA）已了广泛应用于电力、通信、铁路等领域。无论在电力变电站、电信机房、移动基站还是在UPS系统中，蓄电池作为备用电源在系统中都起着极其重要的作用。因此国家和电力行业都针对蓄电池组的存储、安装、验收和日常维护、定期容量测试制定了具体详细的标准和规程，根据电力行业标准DL/T724-2000《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　护技术规程》相关规定，对运行一年以上的蓄电池组要求1～2年做一次核对性容量测试，对新投运的要求6个月做一次核对性放电。因此各供电公司每年需要投入大量的人力物力，以保证蓄电池组和直流电源系统的安全可靠运行。 　　随着近年来我国电力事业的快速发展，变电站和蓄电池组的数量每年以超过15％的速度增长，同时变电站与供电公司管理单位的距离越来越远，因此如何管理和及时维护蓄电池组已成为电力系统的棘手问题。 随着电子和信息科学技术的进步，以及电力系统网络建设的完善，基于电力系统局域网的远程维护和管理模式已变得可行。本文介绍了一种新型基于电力系统局域网的蓄电池组远程维护和管理系统，在满足蓄电池组日常运行维护要求的同时，大大提高的运行维护的质量和效率。 2远程维护管理系统的总体设计 　　本远程维护管理系统总体包括两个部分，一是蓄电池组在线监测系统，实现现场蓄电池组实时在线监测及核对性放电和内阻测试功能；二是远程实现蓄电池组在线监测系统的监控，实现远程实时数据的管理和分析，实现远程蓄电池组核对性放电和内阻测试。 ? 2．1蓄电池组在线监测系统的设计 　　阀控式密封铅酸蓄电池失效主要表现为硫酸盐化、内阻偏大、失水、渗液爬液、壳体变形、极拄松动等，虽然渗液爬液、壳体变形、极拄松动等可以通过日常监测察觉，但大量的失效主要原因为硫酸盐化、内阻偏大和失水，而这些是无法通过定期的电池电压监测能判断的，因为众所周知电池组端电压与容量没有对应关系，无法通过电池组电压来判定电池组容量和性能。本系统在充分考虑以上问题的基础上，设计的蓄电池组监测系统包括实时对各单体电池电压、端电压、温度、电流的采集，同时配备核对性放电和大电流直流内阻测试装置，以提供完整的蓄电池测试方案，以实时在线监测和定期核对性放电、内阻测试相结合，保证蓄电池维护的正确可靠。蓄电池组监测系统结构拓扑图如图一所示。 ? 　　蓄电池组监测现场硬件设备采用模块化设计的思想，主要由以下四部分组成：采集模块、监控主机模块、通讯模块、放电模块。? 　　采集模块：将单节电池电压、电池组充放电电流、温度等任何变化快速准确地采集和运算，电池电压信号传送到采集模块后，高速电子开关将对每节电池电压进行读取，并送到一12位高速A/D转换芯片（转换精度达1.2mV），将电压模拟信号转换为数字信号供CPU采集。CPU将处理后的数字信号经RS485总线送至监控主机。 采集模块前端的电池检测部分串接保险丝，并与系统之间完全隔离，绝缘强度可达2500V，保证系统的安全可靠。 　　监测主机：主机通过RS485总线与各采集模块进行数据通讯，将实时采集到的信息存储到FLASH中，并对数据进行数值计算、性能分析及报警等各项处理和显示，320×240 LCD显示屏操作方便、简单。 在运行监测状态下，对每节电池电压、电池组充电电流、温度进行采集和判断，对超出设定的电压阀值的电池予以报警和显示。 在放电状态下，检测每节电池的放电特性，通过与设定模式的比较，对电池的好坏进行判读，将结果输出显示，并对失效电池予以提示报警，自动终止放电。 　　通讯模块：通讯模块按TCP/IP协议进行编码、打包，上传至远端服务器，完成服务器与现场主机间的通信交互。 　　放电模块：大电流瞬间直流内阻测试和0.1C10 电流核对性放电容量测试两种放电模式。放电模块采用了大功率的电子负载技术，能瞬间承受高达100A（或200A）的冲击电流，以实现对电池负荷能力的检测。放电模块也可作为长时间放电负载，实现对电池容量的核对性测试及电池的活化维护。? 　　大电流瞬间直流内阻测试法是一种标准内阻测量方法，主要特点是准确度高，但实现难度较大，关键在于需要一个大电流负载电阻。本系统的大功率放电模块，能瞬间承受高达100A的冲击电流，以达到瞬间大电流内阻测试的要求。放电模块具有三重保护，用以