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1蓄電池遠程管理系統及其功能

1.1蓄電池遠程管理系統結構

如圖1所示，蓄電池遠程管理系統由PC服務器、監控主機、活化模塊、執行機構及放電負載等組成。在正常情況下，管理系統中的活化模塊會對電池組中的單體電壓做均衡處理，即維護電池電壓的均一性。當要進行核對容量時，管理人員可以在服務器上操作，命令監控主機給執行機構發指令，進行容量核對測試。測試完畢，監控主機將會自動處理蓄電池并入系統的操作。整個過程可以遠程操作，無需帶任何設備到現場。

1.2系統功能

1.2.1活化模塊。活化模塊負責采集蓄電池組的總電壓、單節電池電壓、充放電電流等信息，其特殊功能體現在對蓄電池的內阻測試和電壓均衡兩方面，是系統的重要組成部分。蓄電池的內阻是電池的重要參數，可以間接地反映出電池的質量問題。該系統使用脈沖式的小電流分階段式放電法來測試電池的內阻，這種測試方法具有測試速度快、精度高、一致性好等優點。通過PC服務器操作界面上的控制鍵或監控主機上的內阻測試菜單，可以在任意時間或周期性測試蓄電池組中每1節電池的內阻值，并保存測試結果以便查詢比較。安裝活化模塊后，能夠實時修正每1節蓄電池的電壓。當總電壓恒定時，活化模塊優先對電壓比較低的電池進行充電，當蓄電池電壓升高后，電壓高的蓄電池電壓將會自動下降，直到所有蓄電池電壓保持一致，蓄電池組內電壓平衡并維持下去。活化模塊與蓄電池之間用一對一的采集線以及總電壓、電流的采集線連接，所有蓄電池的電流、電壓在活化模塊中采集處理后，通過RS-485總線傳輸到監控主機中。監控主機的顯示單元可顯示出采集到的所有蓄電池電壓值，并通過網絡傳輸到PC服務器，由PC服務器處理后，供維護人員查詢。

1.2.2放電負載及執行機構。系統監控主機通過執行機構來切換蓄電池的狀態，進行蓄電池在線充放電測試，原理如圖2。進行蓄電池組充放電測試時，由PC服務器或監控主機發信號給執行機構，執行機構收到控制信號后將a、b開關斷開，閉合c開關，蓄電池組脫離系統，并入放電負載中。這時，監控主機處于監控狀態，當電池組電壓降到設定值時，監控主機將會通過RS-485總線給放電負載發送命令，然后按照已設定的條件進行放電。當達到電池組電壓限定下限時，監控主機會發送命令給放電負載，終止放電。蓄電池組放電結束后，監控主機首先打開執行機構的c開關，當電池組電壓上升到設定值后將閉合b開關，通過軟啟動限流電阻R，開始給蓄電池組充電，當蓄電池電壓提升以后，監控主機將會閉合a開關，將蓄電池組投入到系統中去。變電站通信系統的備用蓄電池組是由2組蓄電池并聯使用，通常對其中1組電池放電測試后進行充電時，另1組未放電的蓄電池組會給已放電的蓄電池組充電。若2組蓄電池的端口電壓差較大，則產生的充電電流較大不易控制。本系統在進行放電測試后給蓄電池組充電時，要先進入軟啟動模塊，由限流模塊來限制充電電流，徹底解決了蓄電池組之間反灌電流的問題。做蓄電池組放電測試時，電池組沒有完全脫離系統，而是通過大功率二極管D給實際負載預留安全通道。在放電過程中，當發生失電故障失電時，監控主機監測到交流系統失電就會立即停止放電，由蓄電池組通過二極管D繼續給實際負載供電，有效地消除了放電過程中由于蓄電池組脫離系統而造成事故的風險。將蓄電池遠程管理系統集成在目前已建設完成的通信監控平臺上，在對變電站通信設備、環境動力等進行遠程監視、監控的同時，實現了直流電源系統蓄電池組的在線測試功能。

2蓄電池遠程充放電試驗分析

通過通信監控平臺，利用蓄電池遠程管理系統，在內蒙古呼和浩特市供電局監控中心站對臺閣牧變電站通信機房2號充電機、1號蓄電池組進行遠程充放電試驗。圖3為系統PC服務器操作界面。

2.1放電試驗

1號電池組整組放電過程電流與電壓曲線見圖4所示。根據DL/T724—2000《電力系統用蓄電池直流電源裝置運行與維護技術規程》[2]對1號蓄電池組進行10h率核對放電，表1列出了1號蓄電池組單體電池在各時間段放電后的部分電壓數據。由于本次核對性放電的電池組是臺閣牧變電站新建蓄電池，單節電池工況均良好，在試驗數據中未發現有明顯電壓下降、容量不足的情況，故未得到經蓄電池活化后容量恢復的數據變化規律。

2.2充電試驗

1號蓄電池組整組充電過程電流與電壓曲線如圖5所示。根據《電力系統用蓄電池直流電源裝置運行與維護技術規程》，對1號蓄電池組進行充電，某一時間段1號電池組充電數據見表2。

2.3充放電試驗前后內阻對比測試

1號蓄電池組進行充放電試驗前后，分別測試了每節電池的內阻。試驗前內阻與試驗后內阻的對比見圖6，可見蓄電池組進行充放電試驗后，單體電池的內阻減小。

2.4均衡活化試驗

核對放電后，1號蓄電池組單體電壓數據見圖7，可見蓄電池組壓差為0.043V。充電結束后，蓄電池組在浮充狀態下，開始對1號蓄電池組進行均衡活化試驗，均衡4h后單體蓄電池電壓數據見圖8，可見蓄電池組壓差已減小到0.006V。

2.5測試結論

在呼和浩特供電局監控中心站安裝的蓄電池遠程監控系統，可直觀顯示動態直流系統模擬圖，能夠實時顯示充電機運行狀態、單體電壓、內阻、溫度等信息，可實時查看報警信息，具備歷史數據、曲線報表的打印功能。通過對1號蓄電池組進行的遠程充放電及均衡活化試驗，得出以下結論：（1）蓄電池遠程管理系統能夠遠程監控蓄電池的充放電過程；（2）系統可以在充放電過程中，在線監測蓄電池的電壓、電流，并且自動生成維護報表；（3）系統可以在線測試蓄電池內阻，為維護人員對電池容量判斷提供參考；（4）系統可以在線均衡活化蓄電池，使單體蓄電池電壓保持一致性，從而延長蓄電池的使用壽命。

3結束語

蓄電池遠程管理系統不僅可以實時監測變電站直流系統充電機運行狀態、斷路器通斷狀態以及蓄電池電壓、電流變化等信息，還能進行遠程蓄電池內阻測試、均衡活化試驗以及蓄電池組遠程充放電試驗等操作。采用該系統可實現單體蓄電池的在線均衡活化，及時找到問題電池，自動對其進行治療，實現在線醫生功能，讓蓄電池保持在最佳工作狀態，提高了蓄電池的使用壽命；蓄電池遠程充放電操作可提高工作效率，節省經濟成本。本系統在呼和浩特供電局臺閣牧變電站安裝后，站內的蓄電池組的所有信息在操作平臺上就可以看到，并且可以做相關測試，使于統一管理和維護，滿足了現代通信對電源系統提出的5條新要求。蓄電池遠程管理系統的應用，為內蒙古電力系統的蓄電池維護提供了新的思路和方法，為改變內蒙古電網通信電源的傳統維護方式，實現通信電源自動化維護進行了有益的嘗試。

本文作者：高建平、田鎖太、閆樹貴單位：內蒙古電力信息通信中心