變電站蓄電池在線監測系統的設計與研究

張亮　王福生　劉俊

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

關鍵詞：蓄電池；在線監測；系統研究

引言

隨著智能電網建設速度的加快，通信站點的數量也不斷增加，相應的通信電源及蓄電池的數量也不斷增加。蓄電池作為突發故障下的保護裝置，將在通信電源故障時為通信設備提供后備電源，因此其質量直接關系到變電站通信系統的安全穩定運行，蓄電池的運維效率和監控方式也將直接影響到通信電源系統運維的水平。

1 蓄電池運維現狀

直流系統的可靠性直接影響發電廠、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（即免維護電池）屬一次性全密封結構，與舊式開口式鉛酸蓄電池相比，雖然省去了加水、測比重等日常維護環節，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手段以檢測電池的性能狀況。

目前國內大多數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現蓄電池存在的問題，不能實現適時監測、報告單體蓄電池的電壓、溫度及內阻等運行參數的功能，不能全面的、連續的、準確的監測蓄電池狀態，不能在第一時間發現蓄電池潛在故障，從而提高了停機風險。因此，有必要研發一套蓄電池在線監測系統以實現所轄變電站蓄電池狀態的在線監測，達到提升運維效率和運維質量的目的。

2 蓄電池在線監測系統的設計思路

2.1 基本原理

在線監測大量試驗數據和實踐表明，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。而在電池未嚴重損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現已有故障的電池，只能找到嚴重損壞或已經損壞的電池。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。因此相對于傳統的蓄電池在線監測系統，本設計主要利用內阻測試原理：將一組電池組分成多個循環，每次測量內阻時先對第一個循環進行放電，結束后再對第二個循環進行放電，直至最后一個循環。在放電的同時，系統高速采集每節電池的放電曲線，取得壓降后測出每節電池的內阻。放電負載采用了恒流負載，確保電壓變化時每次放電的電流不變。系統可以被設成間隔一定時間自動測量一次內阻，無需人工干預。

2.2 系統功能

蓄電池在線監測診斷系統應具備以下功能：適時監測、報告單體蓄電池的電壓、溫度及內阻；完全在線的內阻測量，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；放電狀態下實現自動連續捕捉、記錄放電數據；完善的數據分析，智能化的蓄電池報告；可以檢測單個電池的溫度，預防火災，指導用戶及時改善蓄電池工作環境；獨特的雙耳四線制接線設計，確保監測數據的精確度；采用脈沖電流放電法測量內阻，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，現場布線簡單；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確度；測量的數據可靠，抗干擾能力強；采用環形通信鏈接，提高了系統的可靠性。

2.3 系統組成

該系統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、協議轉換器、服務器、監控主機等[1]。通過監測模塊對蓄電池的電壓、溫度及內阻等運行參數進行實時監控、測量，并通過光纖為傳輸介質的千兆快速以太環網進行信號傳輸，將蓄電池的各項性能傳輸至中心站蓄電池網管進行分析，并在產生異常情況時直接通過狀態告警，同時蓄電池在線監測系統還可以通過北向接口和通信管理系統級聯，以方便調度人員將告警信息及時告知運維人員進行處理。

3 結束語

通過加強變電站蓄電池在線監測系統的建設，可以有效實現對所轄變電站通信專用蓄電池組中單體蓄電池的電壓、溫度及內阻等性能的實時監測，及時發現蓄電池存在的安全隱患并進行告警提示，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

[1]吳武彬.變電站蓄電池在線監測系統設計與實現[J].通信電源技術，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。

劉俊（1987-），男，本科，寧夏銀川，助理工程師，主要從事電力通信研究工作。