摘要：文章通過對變電站內直流系統(tǒng)蓄電池組充放電試驗過程中單節(jié)蓄電池電壓測量的方法進行比較、分析，提出在蓄電池組充放電試驗過程中，利用變電站內直流系統(tǒng)監(jiān)控單元與后臺自動化系統(tǒng)的通訊數(shù)據(jù)，獲取蓄電池組單節(jié)蓄電池電壓數(shù)據(jù)的方法。

關鍵詞：新型蓄電池；充放電試驗；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；電壓測量；變電站；直流系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP311 文章編號：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

直流系統(tǒng)作為變電站內繼電保護及自動控制裝置的主要供電電源，當變電站交流系統(tǒng)停電時，為了保證變電站內繼電保護設備、安全自動裝置及通訊裝置的正常運行，直流系統(tǒng)的供電不能間斷，因此，采用蓄電池組作為直流系統(tǒng)正常工作的唯一備用電源，在當變電站交流系統(tǒng)停電時，由蓄電池組維持直流系統(tǒng)的不間斷供電。為了確保變電站內直流電源系統(tǒng)供電的可靠性，對于投入運行的蓄電池組，應定期對蓄電池組進行核對性充放電試驗，通過充放電試驗檢驗出蓄電池組中是否存在容量不足或內阻變大的蓄電池，而做出相應的處理。根據(jù)《廣東電網(wǎng)公司電源設備運行管理規(guī)定》：“新安裝的閥控蓄電池在驗收時應進行全容量核對性充放電，以后每2～3年應進行1次全容量核對性充放電，運行了6年以后的閥控蓄電池，宜每年進行1次全容量核對性充放電?！?/p>

在變電站內運行的蓄電池組，為了檢驗其實際容量，最可靠的方法就是通過放電試驗予以確認。蓄電池組的充放電試驗是將蓄電池組從直流系統(tǒng)中退出運行，連接上放電儀器，以規(guī)定的放電電流進行恒流放電，直至放電時間滿足蓄電池組標稱容量的要求或單節(jié)蓄電池電壓下降至終止電壓，以10小時率放電電流進行放電滿足容量要求的放電時間是10小時，如圖1所示為蓄電池組放電試驗的示意圖。為了了解蓄電池在放電過程中的容量情況，要求在放電的過程中每隔1小時使用紅外測溫儀對蓄電池測溫并對環(huán)境溫度、蓄電池組端電壓、單個電池端電壓、放電電流、放電時間進行測量和記錄。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 現(xiàn)有的蓄電池組充放電試驗單節(jié)電池電壓測量方法

目前在蓄電池組充放電試驗過程中，每小時對蓄電池組單個電池端電壓的測量主要有兩種方式：一種是通過人工使用萬用表進行測量，另一種是使用蓄電池放電儀器的單個蓄電池電壓測量模塊測量，該測量模塊采用無線測量方式和有線測量方式，其中有線測量方式是試驗前將蓄電池組每一節(jié)蓄電池的兩端極柱用導線與蓄電池放電儀器的電壓測量端口連接，無線測量方式是試驗前在每一節(jié)蓄電池的兩端極柱上安裝上無線測量模塊，有線測量方式的連接線或無線測量模塊連接好后就可以進行蓄電池充放電試驗，試驗過程中由蓄電池放電儀器進行單節(jié)蓄電池的電壓測量。

通常變電站內直流系統(tǒng)所使用的蓄電池組是由104節(jié)的2V單節(jié)蓄電池組成（對應直流系統(tǒng)的額定電壓為220V）和52節(jié)的2V單節(jié)蓄電池組成（對應直流系統(tǒng)的額定電壓為110V），因此在蓄電池充放電試驗中采用人工測量方式每小時測量所有的單節(jié)蓄電池電壓，由于蓄電池數(shù)量多，且按每小時測量一次計算，需測量20次，造成工作人員工作量大、費時。而采用蓄電池放電儀器的有線測量或無線測量，試驗前要在蓄電池組的每一節(jié)電池上進行有線測量的導線連接或無線測量的無線模塊接入，特別是有線測量的連接，對于104節(jié)的蓄電池組，需要連接104根線，使得工作現(xiàn)場的布置比較雜亂，目前已不推薦采用有線連接的測量方式，目前主要采用無線模塊的測量方式。

1.2 現(xiàn)有相關的技術

目前蓄電池放電儀器均裝有對單節(jié)蓄電池電壓進行測量的模塊，通過該測量模塊取得蓄電池充放電試驗中單節(jié)蓄電池的電壓數(shù)據(jù)，對該電壓數(shù)據(jù)進行記錄、判斷，當某一節(jié)蓄電池電壓下降至設定的告警值時發(fā)出告警信息，并自動停止蓄電池組放電的試驗，待工作人員進行相應的處理。變電站內直流系統(tǒng)均裝有蓄電池電壓巡檢裝置，該蓄電池巡檢裝置通過采集蓄電池組單節(jié)蓄電池的電壓數(shù)據(jù)，通過485通訊串口上送至直流系統(tǒng)的集中監(jiān)控單元，由集中監(jiān)控單元對單節(jié)蓄電池端電壓的數(shù)據(jù)進行分析處理，直流系統(tǒng)集中監(jiān)控單元自身也通過一個485通訊串口與后臺自動化系統(tǒng)進行通訊連接，將直流系統(tǒng)的各類狀態(tài)數(shù)據(jù)（包括單節(jié)蓄電池端電壓數(shù)據(jù)）上送至后臺進行顯示、處理，如圖2所示為直流系統(tǒng)集中監(jiān)控單元通過蓄電池巡檢裝置獲取單節(jié)蓄電池端電壓數(shù)據(jù)的通訊連接示意圖。

圖2 直流系統(tǒng)蓄電池巡檢裝置連接示意圖

綜合上述的現(xiàn)有技術分析，可以考慮在蓄電池組核對性充放電試驗過程中利用直流系統(tǒng)集中監(jiān)控單元與后臺自動化系統(tǒng)的通訊數(shù)據(jù)，從該通訊數(shù)據(jù)中讀取出蓄電池組單節(jié)蓄電池電壓的數(shù)據(jù)，以減少蓄電池組充放電試驗時工作人員采集單節(jié)蓄電池端電壓數(shù)據(jù)的工作量。因此可以通過建立蓄電池放電儀器的端電壓數(shù)據(jù)采集模塊與直流系統(tǒng)監(jiān)控單元的通訊連接，取用直流系統(tǒng)監(jiān)控單元上送至后臺的單節(jié)蓄電池端電壓數(shù)據(jù)，實現(xiàn)蓄電池充放電試驗的單節(jié)蓄電池電壓數(shù)據(jù)記錄。

2 新型蓄電池充放電試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計

2.1 技術原理

變電站內直流系統(tǒng)集中監(jiān)控器與后臺自動紅系統(tǒng)的通訊基本上采用RS485連接，通過對直流系統(tǒng)集中監(jiān)控器與后臺自動化系統(tǒng)的通訊協(xié)議進行分析，直流系統(tǒng)集中監(jiān)控器上送至后臺自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中包含有蓄電池組所有單節(jié)蓄電池端電壓的數(shù)據(jù)，因此通過在原有的蓄電池放電儀上增加與變電站內直流系統(tǒng)集中監(jiān)控器通訊連接的RS485接口，在蓄電池組進行充放電試驗時，斷開相應直流系統(tǒng)集中監(jiān)控器與后臺自動化系統(tǒng)的通訊連接，利用直流系統(tǒng)集中監(jiān)控器與后臺自動化系統(tǒng)連接的通訊接口連接至蓄電池放電儀，對蓄電池放電儀的單節(jié)蓄電池端電壓采集程序進行重新編制，具備從直流系統(tǒng)集中監(jiān)控器讀取集中監(jiān)控器上送至后臺自動化系統(tǒng)的蓄電池組所有單節(jié)蓄電池端電壓數(shù)據(jù)的功能。

2.2 設計實施

要建立蓄電池放電儀器的端電壓數(shù)據(jù)采集模塊與直流系統(tǒng)監(jiān)控單元的通訊連接，取用直流系統(tǒng)監(jiān)控單元上送至后臺的單節(jié)蓄電池端電壓數(shù)據(jù)，需要對蓄電池放電儀器進行軟、硬件的改造，增加蓄電池放電儀器與變電站內直流系統(tǒng)監(jiān)控單元之間的接口通訊功能，改變以往蓄電池充放電試驗時，對單節(jié)蓄電池端電壓數(shù)據(jù)采集的方式，采用從直流系統(tǒng)監(jiān)控單元采集所需的單節(jié)蓄電池端電壓數(shù)據(jù)的新方法

具體實施可在原蓄電池放電儀器增加一個RS485接口，利用該接口使用屏蔽雙絞線與變電站內直流系統(tǒng)監(jiān)控單元用于后臺自動化系統(tǒng)通訊的RS485接口連接，通過該連接獲取直流系統(tǒng)監(jiān)控單元上送后臺自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，圖3所示為蓄電池放電儀器數(shù)據(jù)采集電路結構圖，新增的RCS485接口，可實現(xiàn)在蓄電池組充放電試驗中，利用讀取變電站內直流系統(tǒng)監(jiān)控單元上送至后臺自動化系統(tǒng)的通訊數(shù)據(jù)獲得單節(jié)蓄電池端電壓的記錄數(shù)據(jù)。

3 本方案實現(xiàn)的關鍵點

本方案實現(xiàn)的關鍵點：（1）在不改變原有的蓄電池放電儀器使用功能的基礎上新增RS485通訊接口硬件；（2）根據(jù)變電站內直流系統(tǒng)監(jiān)控單元與后臺自動化系統(tǒng)的通訊協(xié)議，編制相應的蓄電池放電儀器的程序，使蓄電池放電儀器具備從變電站內直流系統(tǒng)監(jiān)控單元中讀取蓄電池組單節(jié)蓄電池端電壓數(shù)據(jù)的功能。

4 結語

蓄電池放電儀器與變電站內直流系統(tǒng)集中監(jiān)控器的通訊，可簡化蓄電池組充放電試驗時測量單節(jié)蓄電池電壓數(shù)據(jù)的工作，提高工作效率，減少工作中操作的風險。但由于各變電站內直流系統(tǒng)的設備不統(tǒng)一，不同的直流設備與后臺自動化系統(tǒng)的通訊協(xié)議也不相同，要編制滿足從所有變電站內直流系統(tǒng)監(jiān)控單元中讀取蓄電池組單節(jié)蓄電池端電壓數(shù)據(jù)功能的蓄電池放電儀器程序比較困難，選擇一兩家使用率高的直流設備作為蓄電池放電儀器進行通訊連接以讀取單節(jié)蓄電池端電壓數(shù)據(jù)即可。

參考文獻

[1] 廣東電網(wǎng)公司電源設備運行管理規(guī)定[S].

作者簡介：龍永平（1975-），珠海供電局電氣工程師，工程碩士，研究方向：繼電保護管理及運行。

（責任編輯：周 瓊）