电力通讯电源蓄电池在线监测及系统维护的设计与实现.pdf
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1、广西水利水电 G U A NG X I WA T E R R E S O U R C E S H Y D R O P O WE R E N G I N E E R I N G 2 0 1 4 ( 3 ) 机电技术 电力通讯电源蓄电池在线监测及系统维护的设计与实现 李含霜 , 何宏华 , 廖绍山2 , 姚旭明 ( 1 广西电力职业技术学院, 广西南宁5 3 0 0 0 7 ; 2 南宁国瑞电子科技有限公司, 广西南宁5 3 0 0 2 2 ) 【 摘要】 介绍了阀控铅酸蓄电池( VR L A B ) 在线监测及维护系统的设计和实现方案, 主要针对正在使用的电池的性 能状况进行在线监测 , 并根据
2、电池情况自动进行在线电池充放电微调来激活老化的电池 , 或者通过调整来达到电 池的最佳状态, 避免电池的欠充或过充等。 关键词】 V R L A B蓄电池 ; 在线监 测 ; 自动维护 【 中图分类号】 T M 7 3 【 文献标识码】 B 文章编号】 l O 0 3 1 5 1 0 ( 2 0 1 4 ) 0 3 0 0 5 O 一 0 4 l 引 言 电力通讯体系是电网调度、 业务办理和数据传 输 的基础 , 是 电网安全 、 经济 且稳定运转 的关键 。 在整个 电力通讯体 系之中 , 通讯 电源的运转质量直 接影响整个 电力通讯 网络运转的安全性和牢靠性 , 因此对通讯 电源的研究具有
3、重大的意义。 目前 , 阀 控铅酸蓄 电池 ( V a l v e R e g u l a t e d L e a d A c i d B a t t e r y V R L A B ) 在通讯电源中的应用最为广泛, 当供电电 源或整流系统 出现故障时 , 由蓄电池对设备提供动 力 , 其性能直接影响电源系统的可靠性和质量。 V R L A B蓄电池采用了阴极吸收技术 , 因而在运 行中无需加水维护。进入市场的初期 , V R L A B被称 为“ 免维护” 电池 , 而且宣称使用寿命可达到 1 5 2 0 a 。 然而 , 十多年应用结果表 明, V R L A B的使用寿命并 没有人 们预
4、期 的高 。在 实际使用 中 , 由于站点众 多 、 安装方 式的限制 等原因 , 只有很少的用户能够 定期检查 蓄电池并对蓄电池作定期容量测试 , 一般 只有在市电停电或电源设备发生故障后才发现蓄 电池 已损坏或放 电容量没有达到设计的要求 , 从而 造成 了不必要的损失 。因此 , 加强通讯 电源 中V R L A B蓄 电池的监测和维护是十分必要的 , 正常情况 下 由于电池是处于备用状态下的 , 单靠人工方式去 进行大面积的电池维护监测就不可能实现时刻了解 所有电池的情况 , 所 以必须加强非人工方式对电池 进行监测 , 这就必须进行 电池的在线监测和维护。 为了改善对V R L A
5、B 蓄电池在使用过程中的管 理 , 使原来对 V R L AB蓄 电池 的计划检 修方式变成 目标检修方式 , 本文 给出了一种新型蓄电池在线监 测及维护系统 的设计 和实现方案 , 以供参考 , 本方 案 主要是通过在线方式对正在运行 的电池进行 电 池好坏 的检测容量估算等 , 根据检测结果 , 对 电池 进行在线维护 : 通过在线式对 电池进行充 电微调来 实现电池 的过充或欠充来保护电池 的性能 , 使电池 始终处在最佳状态, 通过充电进行微调及电池旁路 也可 以实现有问题 的电池能在线激活 , 延长 电池使 用寿命等 。该系统优势主要包括 : ( 1 ) 掌握 电池 的当前状 况 ,
6、 尤其是与电池容量 衰减有关的变化 ; ( 2 ) 改善电池的使用条件, 延长电池的使用寿命; ( 3 ) 及 时处理 电池问题 , 提高 电源系统的可靠 性, 避免停电和电源装置发生故障时设备瘫痪 ; ( 4 ) 避免盲 目更换电池 , 减少电池更换费用 ; ( 5 ) 集 中监控和网络化管理 。 2 蓄电池在线监测及维护子 系统 2 1系统架构 影响蓄电池寿命 的因素很多 , 且铅酸阀控蓄 电 池对运行参数有严格的要求 , 不合理 的运行方式也 会直接影响蓄电池的使用寿命 。 目前 , 由于站点 的 数量太 大且基本上都是一个班组管理几十个 站点 甚 至上百个站点 , 维护人员的工作任务繁
7、重 , 而想 通过单一问题、 单一解决方案对大量的蓄电池进行 维护几乎是不可能 的事 。因此 , 对蓄电池 的维护只 【 收稿 日期】 2 0 1 4 - 0 3 - 1 4 【 作者简介】 李含霜( 1 9 7 1 一 ) , 女( 壮族) , 广西田阳人, 广西电力职业技术学院讲师, 硕士, 主要研究方向: 电力系统及其 自 动化。 5 0 广西水利水电 G U A N G X I WA T E R R E S O U R C E S &H Y D R O P O WE R E N G I N E E R I N G 2 0 1 4 ( 3 ) 能采取 网络化 、 智能化 的 自动维护 ,
8、 即尽量提供无 人值守的方式进行系统的维护监测, 并将结果第一 时间通过报警的方式通知维护或值班人员等。 由于电力通讯设备分布广泛, 涉及部门和单位 较 多 , 其通讯 电源的产权 、 管理 以及检修维护的体 系也就 比较复杂 , 蓄电池在线监测及维护系统的合 理构架 , 能对蓄电池进行数据信息采集 , 性能及运 行参数的分析, 为检修任务的调度提供有效的保证。 蓄电池在线监测系统 由数据监测子系统 、 自动 维护子 系统 、 通信子系统 以及服务器子系统 4 部分 构成 , 本 系统采用支持大容量监控组 网的方案 , 支 持 s c、 S S 、 S U 3 级结构和S C、 S U两级结构
9、 , 能实现两 级结构 到3 级结构的平滑过渡 , 系统组网结构 图如 1 所示 。 图 1 系统组 网结构图 2 1 1 监控 中心 ( S C ) S C是整个监控系统 网络 的监控和管理中心 , 由 数据库服务器 、 监控业务 台、 打印机及相关附属设 备组成。s c主要完成全网监控信息的统计处理与 分析 ; 实时监视各监控站 ( S S ) 的工作状态 ; 对监控 单元 ( S U ) 下达监测 和控制命令 。数 据库服务器是 监控系统的数据存储和管理 中心 , 监控业务台是 s c 的系统操作平台, 负责监测、 分析、 统计和查询各S U 的监控实时数据 、 告警信息及历史数据 。
10、2 1 2 监控站( S S ) 监控站s s 的主要功能是对端局采集器的原始 数据进行处理 , 并将处理结果发送给监控业务台和 服务器 , 同时接收业务台的控制命令对端局实施控 制 。监控站 S S 相对于 S C的重点功能为设备监控和 维护 , 对其所监控的监控单元 S U数据进行采集和 处 理 。 2 1 3 监控单元( S U) 监控单元 S U的主要功能是对端局进行现场数 据 的采集 、 处理及储存 , 执行监控站 ( S S ) 及监控 中 心( s C ) 下达的控制命令 。监控单元如图2 所示。 图 2 监控单元 S U的示意图 2 2 数据监测及维护子 系统 2 2 1 监测
11、单元 蓄 电池在线维护必须具备相应 的检测手段 , 蓄 电池在线监测维护管理就是要在 电池运行过程 中 把握 电池 的真实运行状态 。只有 了解 蓄电池 当前 运行参数 、 性能参数 、 历史数据 , 才能对蓄电池进行 有针对性的维护 , 因此对蓄电池在线监测技术的选 择变得十分重要。 蓄 电池在线监测子 系统必须准确检测蓄 电池 的运行状态和运行参 数 , 最基本 的运行参数包含 : 蓄电池组电压 、 工作电流、 工作环境温度、 单电池电 压以及 内阻 , 一套 良好的数据采集器还需具备可扩 展得的其他测量接口。系统的参数要求如表 1 所示。 表 1 系统参数的基本要 求 监测子系统还必须具
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