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摘要：蓄电池是变电站站用直流供电系统的重要组成部分，主要担负着为变电站二次系统负载提供安全、稳定、可靠的电力保障，确保变电站控制、保护、通信设备的正常运行。因此，蓄电池的在线监测对确保电力设备的安全运行具有十分重要的意义。
关键词：蓄电池；在线监测
蓄电池寿命与使用条件、维护情况、充电器质量、本身的质量有直接关系，多数蓄电池的实际使用寿命比预期值要短很多，而个别蓄电池失效将会导致整组蓄电池失效。随着电力系统设备状态检修的开展，如何在减少维护工作量的同时，通过建立有效的变电站蓄电池及直流装置运行状态在线监测系统，快捷有效地检测出早期失效电池并预测蓄电池性能变化趋势，确保蓄电池的安全稳定运行已成为电力系统新课题。
1蓄电池在线监测的必要性
随着电力系的发展，大量新产品、新设备、新技术在电力系统得到广泛应用，对蓄电池和直流设备的安全可靠运行提出了更高的要求。特别是近几年电网建设的快速发展，新建变电所大量增加，但相应的直流维护人员数量及专业素质还跟不上发展的步伐，造成蓄电池及直流设备的运行维护工作相对落后。蓄电池的性能恶化是渐进的，一两次的试验很难完全掌握备的健康状况，必须要进行长期性的观察和记录，有些试验，如核对性放电，持续时间长。过去，电力系统的各个变电站都有人值守，可以对直流设备的运行状态进行定期检查，因而可以及时发现并处理其出现的异常现象.保证变电站的安全稳定运行7-0]。目前，电力系统实行变电站无人值班（或少人值守），直流设备和蓄电池只有少量的重要信息上传到监控中心，不能反映蓄电池及直流系统运行的详细信息，特别是它不能发现直流设备和蓄电池刚刚开始出现异常运行的情况，直到长期的异常运行发展为故障时才上发报警信号，此时，事故已经扩大。如果能在异常现象刚出现时就及时发现并及时处理.就可以避免异常情况扩大，减少设备损失。阀控式铅酸蓄电池俗称免维护蓄电池，它的应用大大减少了开口式铅酸蓄电池繁琐复杂的维护工作，所谓/免维护0仅仅指无需加水、加酸、换液等维护，所以仍是需要设备维护人员对其进行定期检查维护。日常维护仍是必不可少的，而随着变电站完成直流设备和蓄电池的大量增加多，直流维护人员缺少的矛盾日益突出，无法保证按期按量完成直流设备和蓄电池的检测维护工作。除了正常的使用寿命周期外，由于电池本身的质量如材料、结构、工艺的缺陷及使用不当等问题导致一些蓄电池早期失效的现象时有发生。而开口式铅酸蓄电池运行检测维护方法已不再适用于阀控式铅酸蓄电池，这就对蓄电池测试设备提出了新的要求。目前传统的检测维护手段存在众多的缺陷，如：人工测量精度差、易受人为因素影响、实时性和连续性差等。因此，传统的检测维护手段不但缺少信息的来源，更没有专业的综合分析手段，致使无法及时发现蓄电池及直流设备已发生的故障和存在的隐患，给变电站安全运行带来严重威胁。蓄电池在线监测技术的发展为其日常维护提供了有效的技术手段，其不但具备监测功能，还可实现综合分析、智能管理、自动报警以及网络监控等多种先进功能。由此可见，采用蓄电池在线监测系统代替人工检测已成必然趋势。
随着科学技术的不断发展，各类电网在线监测设备及电气设备的在线监测设备在电力系统中得到了普遍应用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而各系统在数据的采集、上传、数据的存储、数据的应用、信息的发布等缺乏一个统一的平台，信息的采集各自独立，信息管理分散，信息利用率低，不能充分发挥监测装置的作用，不能为设备运行监视提供有力的技术手段，不能为技术管理提供应有的数据支撑。
目前在电力部门中应用生产管理及信息系统如PMS、SCADA、GlS等，在全面性、综合性、交互性、实用性及先进性等方面还不能完全解决上述蓄电池运行维护的问题。近年来建立起来的数据管理其系统核心功能是在线数据的采集，具备简单的设备诊断和数据库功能，诊断中往往不能利用多状态参数的信息融合，缺乏与其他系统进行资源共享的功能所以应建立用的直流设备状态网络管理平台，在直流设备状态在线监测的基础上，实现直流设备的性能分析和状态检修。
2蓄电池在线监测的实现
变电站的蓄电池系统是直流系统中不可缺少的设备。电力系统正常供电时直流系统的蓄电池组处于浮充电备用状态；当交流电失电时，蓄电池迅速向事故性负荷提供能量。如各类直流泵、事故照明、交流不断电电源、事故停电断路器跳合闸等，同时也必须为事故停电时的控制、信号、自动装置、保护装置及通信等负荷提供电力。显然在交流失电的事故状态下，蓄电池应作为变电站的备用能源，由此可见日常蓄电池维护的重要性。
2.1基本原理
在线监测大量试验数据和实践表明，蓄电池的端电压只有在电池彻底损坏时才会明显偏离正常值。而在电池未严重损坏前与正常值几乎无偏差。因而电压检测法在工程上很难发现已有故障的电池，只能找到严重损坏或已经损坏的电池。因而就原理而言，电压检测法不能胜任电池的日常检测目的。因此相对于传统的蓄电池在线监测系统，本设计主要利用内阻测试原理：将一组电池组分成多个循环，每次测量内阻时先对第一个循环进行放电，结束后再对第二个循环进行放电，直至最后一个循环。在放电的同时，系统高速采集每节电池的放电曲线，取得压降后测出每节电池的内阻。放电负载采用了恒流负载，确保电压变化时每次放电的电流不变。系统可以被设成间隔一定时间自动测量一次内阻，无需人工干预。
2.2系统功能
蓄电池在线监测诊断系统应具备以下功能：适时监测、报告单体蓄电池的电压、温度及内阻；完全在线的内阻测量，测试过程无需放电和断电；第一时间捕捉、报告单体蓄电池劣化状态；放电状态下实现自动连续捕捉、记录放电数据；完善的数据分析，智能化的蓄电池报告；可以检测单个电池的温度，预防火灾，指导用户及时改善蓄电池工作环境；独特的双耳四线制接线设计，确保监测数据的精确度；采用脉冲电流放电法测量内阻，安全且对蓄电池不易造成伤害；分布式安装，传感器与蓄电池一一对应，现场布线简单；减少了蓄电池至控制器的长长连接线，杜绝了采集信号干扰及准确度；测量的数据可靠，抗干扰能力强；采用环形通信链接，提高了系统的可靠性。
2.3系统组成
该系统一般可由以下几部分组成：单体性能检测器、采集器、电流传感器、协议转换器、服务器、监控主机等。通过监测模块对蓄电池的电压、温度及内阻等运行参数进行实时监控、测量，并通过光纤为传输介质的千兆快速以太环网进行信号传输，将蓄电池的各项性能传输至中心站蓄电池网管进行分析，并在产生异常情况时直接通过状态告警，同时蓄电池在线监测系统还可以通过北向接口和通信管理系统级联，以方便调度人员将告警信息及时告知运维人员进行处理。
3 结束语
变电站蓄电池在线监测和管理，有利于对变电站蓄电池及直流设备的统一监控和管理，实现了各变电站直流系统蓄电池维护与管理的智能化、信息化、网络化，为无人值守站点蓄电池的维护工作带来良好的管理监测手段。通过对于蓄电池运行状态的参数信息的在线监测和分析，早期诊断、预防阀控蓄电池可能出现的故障，在很大程度上提高了对直流系统的维护水平，合理减低维护成本，提高变电站直流系统的运行可靠性，为电网和电力设备的稳定运行提供了可靠的保证，从而满足用户对于电能质量和电网稳定的可靠性要求。
参考文献：
[1]吴武彬.变电站蓄电池在线监测系统设计与实现[J].通信电源技术，2014，31（6）.
论文作者:姚婷,解卫利,贾可君,田贵
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/27
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