蓄電池在線監測技術發展與最優化方法選擇

李文亮，虢文兵，李 衛，吳治軍，廖松齡，劉 樂

（云南電網有限責任公司普洱供電局，云南普洱，665000）

蓄電池在線監測技術發展與最優化方法選擇

李文亮，虢文兵，李 衛，吳治軍，廖松齡，劉 樂

（云南電網有限責任公司普洱供電局，云南普洱，665000）

閥控鉛酸蓄電池作為直流系統后備電源被廣泛的應用在變電站中，但由于在具體的使用過程中缺乏完善的監測手段，導致直流電源常常由于電池問題引發一些不必要的事故。設計選擇一種有效的蓄電池在線監測方案，通過監控軟件準確地掌握蓄電池的內阻、電壓以及剩余容量等參數顯得十分重要，論文介紹和分析了蓄電池在線監測技術發展及各類方法。

蓄電池內阻；在線監測最優化；

0 引言

隨著人們生活水平的提高和工業的不斷發展，人們對電能的依賴越來越突出，電力資源顯得越來越重要。也正因為如此，企業運維管理人員的工作變得越來越復雜，智能電能表的計量故障也越來越多。智能電能表是電能計量的基礎裝置，供電企業抄核收工作是以電能表上的計量數據為依據，如果計量數據不準確，就會影響供電企業的整體效益。因此，運維管理人員需要對智能電能表的計量故障原因引起重視，并設法排除這些故障。維護配電網的穩定迫在眉睫，只有配電網穩定，才能保障人們的正常生活和工業的發展。

1 智能電能表計量故障原因分析

1.1 客戶用電容量過大

由于農村地區的用電管理不太規范，一些小型的加工廠、小作坊就會利用電力管理上的漏洞來偷電。通過改裝智能電能表，使之發生故障，從而無法準確的計量出用電量，以此來達到偷電的目的。此外，在廣大農村地區的小作坊內，由于缺乏專業的電力工作人員，加上大部分員工的用電常識比較差，就會在用電方面沒有節制，甚至很多員工還會私自使用大功率電器，導致智能電能表長期處于超負荷的運行狀態。智能電能表在超負荷狀態下工作，就會影響智能電能表內部的繼電器，使之承載超重，繼而導致觸點受熱而變形。如此一來，受熱面積就會隨之增大，導致觸點被燒毀，從而致使智能電能表出現計量故障。

1.2 智能電能表的原材料質量得不到保障

智能電能表的質量好壞取決于其內部各元件，如果元件質量得不到保障，那么電能表的使用壽命也不會很長。大部分的智能電能表在發生故障后，都不是只有一種元件被毀壞。由此可見，智能電能表之所以會頻頻發生故障，根本原因就在于其內部的元件質量太差，不符合使用標準，也就是電能表的原材料質量得不到保障。而其中出現問題最多的元件又是電解電容器，電解電容器的作用在于產生電壓。通過對電解質進行電解，能夠釋放出正離子和負離子，兩種離子相互結合起來就能產生電壓。曾有研究人員對一批新的智能電能表進行了研究，研究人員發現，如果室外溫度在-6℃以下，電解電容中的正負極板就會失去聚積電荷的功能，從而使電能表內沒有電壓通過。這樣一來，極板之間的電壓就會被降低，使智能電能表內部的電壓達不到使用標準，計量芯片就無法正常運行。在這種情況下，雖然智能電能表的指示燈是正常顯示的，但是卻無法計量處準確的用電量。這就是由于智能電能表的原材料質量不過關造成的，在溫度較低的情況下，元件不能正常工作。

1.3 電能表設計不合理

智能電能表是一種高精度測量儀器，是集合現代化的技術手段設計而成的電能計量設備。在智能電能表的內部存在多種元件，每種元件的功能、作用不同，各種元件要協調起來才能維持智能電能表的正常運轉。因此，無論是其中是哪一種元件，都應該經過科學的、合理的設計。如果有一個元件的設計不合理，不科學，都可能使智能電能表的計量不準確，甚至失去計量功能。比如，在智能電能表中，最為重要的元件就是計量芯片，只有計量芯片的各種參數符合標準，并且芯片的外形與智能電能表是匹配的，才可能實現電能表的計量功能，并保證其計量的準確性。

2 智能電能表計量故障的預控措施

2.1 采用科學的方式對電能表進行控制

總的來說，將智能電能表的開關設計成外置開關的優勢主要有兩點：第一，許多智能電能表不必要安裝控制回路，或者在較短的時間內不能使用，在不安裝內置繼電器的情況下，不但能夠降低智能電能表的制造成本，還能夠滿足不同客戶的個性化需求。第二，能夠將智能電能表的計量功能充分的體現出來，使其它輔助功能得到簡化，在提高智能電能表的穩定性，同時，還能有效延長其使用壽命。

2.2 保證電能表各軟硬件設計的可靠度

在實踐過程中，應該注意各元件和軟硬件設計的合理性、科學性。比如，在設計中應該包含相應的檢測機制，還應對不動作機制有所設計。與此同時，智能電能表在運輸過程中，可能因為一些不可控的因素，如碰撞、雨水天氣等，導致繼電器的觸點不靈敏，最早出現接觸不良的情況。如果是繼電器接觸不良，就會影響智能電能表的計量功能，導致計量的精準度下降。所以，針對這種情況，相關設計人員在智能電能表的檢測和安裝上，應設計上用電不動作機制，就能有效的解決這一問題。由此可見，無論是運輸、使用智能電能表，還是對其進行安裝，都需要注重各種硬件、軟件在設計時的可靠性，才能降低故障發生率。

2.3 優化電能表計量芯片

計量芯片的關鍵是要參數匹配，針對芯片引起的計量故障，應采取現代化的技術對計量芯片進行優化，以保證其參數的匹配強度。只有計量芯片的參數與智能電能表相匹配了，才能保證電能表的安全。而計量芯片中最重要的就壓敏電阻的配備，可以從以下方面著手：第一，應保證壓敏電阻的峰值電流在8000A以上，還要保證其安全性。此外，還應盡可能的控制壓敏電阻的控制成本，使之保持在合理的范圍內；第二，壓敏電阻的引線設計要合理，壓敏電阻的引線應該與信號線保持一定的距離，并且其應該與信號線保持垂直關系，不能與之平行，只有保持垂直關系才能預防浪涌電流帶來的襲擊。第三，線路板的布線要科學，在對線路板進行布線時，首先是要將計量芯片的功能放在第一位，要充分考慮其在面對電磁輻射時，是否有承受其輻射的能力；其次是要考慮模擬信號的功能，模擬信號的功能是非常關鍵的，只有模擬信號的功能正常，才能保障計量芯片的功能。

3 結束語

智能電能表的計量功能是智能電能表的基礎功能，也是其最重要的功能。但是，隨著社會的發展，用電量一直呈上升的趨勢，因此也容易引起各類計量故障。根據故障現象，需要分析出故障原因，再以這些原因為依據，找到有效的防控措施。只有防控與治理結合，才能提升智能電能表計量的精準度，從而確保配電網的正常運轉。

[1]余宇紅.智能電能表計量性能故障的分析與研究[J].電子技術應用,2015,(z1):182-183,189.

[2]李帆,王委,郭寒等.淺談運行中智能電能表的常見故障及解決措施[J].電測與儀表,2016,53(z1):128-130.

[3]魏娟,汪萍,季迎峰等.三相智能電能表常見故障分析與對策[J].電工技術,2015,(10):1-2.

Development of Online Monitoring Technology for Batteries and Selection of Optimal Methods

XLi Wenliang,Guo Wenbing,Li Wei,Wu Zhijun,Liao Songling,Liu le
（Yunnan Power Grid Co., Ltd. Pu'er Power Supply Bureau, Puer Yunan,665000）

Valve-regulated lead-acid battery is widely used as a back-up power supply in DC system. Due to the lack of perfect monitoring means, DC power supply often causes some unnecessary accidents due to battery problems. It is important to select an effective on-line monitoring program for the storage battery. It is very important to accurately grasp the parameters such as the internal resistance, voltage and residual capacity of the battery by monitoring software. The paper introduces and analyzes the development and various methods of the on-line monitoring technology of the battery.

Battery inner resistance；Online monitoring optimization