一种蓄电池在线监测系统及一种进行蓄电池内阻测量的方法与流程

本发明涉及用于变电站领域的一种蓄电池在线监测系统及一种进行蓄电池内阻测量的方法。

背景技术：

蓄电池作为变电站直流系统的备用电源，其可靠工作对直流系统的稳定性具有重要作用。当前蓄电池普遍采用周期性维修策略，但存在以下缺陷(1)需要停电试验，工作量较大，根据规定蓄电池的运维巡视项目包括：每月测量浮充电压、每三个月测量单体内阻、每两到三年进行一次核对性放电试验，运行时间超过6年以上的每年进行一次核对性放电试验；(2)检修状态下的蓄电池参数与运行中不一致，难以反映全部缺陷，传统的蓄电池检测仪采集精度不高，告警功能单一，维护人员无法实时掌握蓄电池的性能；(3)蓄电池的维修周期必然存在于两次维修周期间隔内。周期性维护中发现的故障必定是已经存在一段时间，周期性检修无法及时发现蓄电池故障；(4)周期性检修无法发现蓄电池部分严重故障；(5)周期性检修忽略设备状态制定维修计划，易造成人力物力浪费，或过度维修。传统维护技术所采集的数据零散无连续，无法从一段时间上宏观分析蓄电池历史数据，无法形成评价体系。

现有蓄电池在线监测技术中，存在监测信息不够完善，监测过程中导线误差大而导致内阻监测不准确，从而导致对蓄电池整体性能的评估不准确。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种蓄电池在线监测系统及一种进行蓄电池内阻测量的方法，能够对蓄电池的性能状态进行在线监测。

实现上述目的的一种技术方案是：一种蓄电池在线监测系统，包括蓄电池组、数据采集装置、数据分析主机、无线通信装置、后台主机、现场显示装置、报警装置和移动终端；

所述数据采集装置的电压测量电极分别与所述蓄电池组中每个单个蓄电池的两极连接，所述数据采集装置与所述数据分析主机连接，所述数据分析主机与所述现场显示装置连接；

所述报警装置包括一个报警二极管和一个蜂鸣器，所述数据分析主机与所述报警装置连接；

所述后台主机和所述移动终端分别通过无线通信模块与所述后台主机连接。

进一步的，所述数据采集装置采集的数据包括单个蓄电池的电压、单个蓄电池的电流、蓄电池组的温度及蓄电池组的容量。

进一步的，在进行任意单个蓄电池的内阻测量时，测量任意串接的相邻两个单个蓄电池两端的电压,通过方程组

计算得到任意单个蓄电池的内阻。

进一步的，所述任意串接的相邻两个单个蓄电池两端的电压值为五次瞬时测量的平均值。

本发明的一种蓄电池在线监测系统的技术方案，实现了蓄电池组正常工作情况下的实时监测，支持现场和远程实时显示蓄电池性能参数，并对蓄电池的数据保持和分析，对蓄电池整体性能综合评估；提出了蓄电池内阻交叉分组测量方法，基本消除了导线内阻对蓄电池内阻的监测的影响，提高了测量的精度；实现了多途径的故障报警模式。一旦发现蓄电池出线故障，现场监测终端发出声光报警，并通过移动互联网发送给移动终端故障电池编号，同时上位机也能看到蓄电池的报警信息。

附图说明

图1为本发明的一种蓄电池在线监测系统的结构示意图；

图2为采用本发明的一种蓄电池在线监测系统进行蓄电池内阻测量的方法的测量原理图。

具体实施方式

为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例并结合附图进行详细地说明：

请参阅图1，本发明的一种变电站蓄电池在线监测系统，包括蓄电池组1、数据采集装置2、数据分析主机3、无线通信装置4、后台主机5、现场显示装置6、移动终端7，报警装置8。

其中数据采集装置2的电压测量电极与蓄电池组1中每个蓄电池的两极相连，数据采集装置2还与数据分析主机3相连，数据分析主机3通过串口通信的方式与现场显示装置6相连，数据分析主机3还通过无线通信装置以gprs通信的方式与后台主机5、移动终端7相连，报警装置8直接与数据分析主机3相连。

系统启动后，数据采集装置2实时采集单个蓄电池内阻、电压、电流、温度以及蓄电池组信息，发送给数据分析主机3。数据分析主机3利用交叉分组的方法对采集的蓄电池电压电流推导出内阻，消除蓄电池内阻计算时的导线误差，将结果发送给现场显示装置6进行显示，同时将数据传输到后台主机5进行存档。现场显示装置6实时显示蓄电池的参数信息，报警门限设置，报警查询，单个蓄电池参数查询，并能够进行系统设置，后台主机5实时显示蓄电池的参数，并存储蓄电池的历史数据，提供历史数据查询功能、曲线展示功能、报警记录功能。数据采集装置2同时利用后台主机已存的数据库对比所采集的蓄电池内阻、电压、电流信息，如果超限，将会给报警装置8发送报警信息并点亮报警灯和蜂鸣器进行现场报警，同时在现场显示装置6显示出故障电池编号，并通过无线通信的方式给移动终端7发送故障信息。同时，数据分析主机3把蓄电池的内阻、电压、电流、温度信息参数实时发送给后台主机5和现场显示装置6，后台主机5远程监测蓄电池的综合状态，现场显示装置6现场显示蓄电池综合状态

由于蓄电池内阻过小，一般在毫欧级别，站内蓄电池容量大小为12v100ah的阀控式铅酸蓄电池时，其典型电阻值在3.8mω，极易产生测量误差，蓄电池采样时的接触电阻及采样线路电阻对采样的精度产生很大的影响。常规采样单个蓄电池的阻值时，计算方程为ir+iδr＝u，式中i表示生产的电流，r表示蓄电池内阻，δr表示回路中线路电阻及接触电阻，u表示蓄电池两端电压。正常情况下，计算得到的内阻会产生很表大的误差，而通过数字补偿又有较大的不确定性。请参阅图2，采用本发明进行蓄电池内阻测量时，由于采用的数据采集模块在每一块单个蓄电池的两侧的触点进行实时在线测量，则可通过交叉分组测量的方式进行蓄电池内阻测量。本实施例中以四个串接的单个蓄电池为例，采集点a和c之间、点b和点d之间、点c和点e之间的电压，以此类推，可以得到如下方程组：

式中r1-r4表示分别蓄电池1号到4号内阻值，uac、ubd、uce分别表示测量点a和c、b和d、c和e之间的电压，根据方程组(1)计算可以准确的得到蓄电池内阻，从而消除导线阻值对蓄电池内阻的影响。电压采样是通过中断入口多次采样取得平均值来获得，预设采样次数为5次。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种蓄电池在线监测系统的技术方案，实现了蓄电池组正常工作情况下的实时监测，支持现场和远程实时显示蓄电池性能参数，并对蓄电池的数据保持和分析，对蓄电池整体性能综合评估；提出了蓄电池内阻交叉分组测量方法，基本消除了导线内阻对蓄电池内阻的监测的影响，提高了测量的精度；实现了多途径的故障报警模式。一旦发现蓄电池出线故障，现场监测终端发出声光报警，并通过移动互联网发送给移动终端故障电池编号，同时上位机也能看到蓄电池的报警信息。

技术研发人员：曹基南;顾华;鲁志豪;方祺;任堂正;于学洋;姚一鸣;吕君超;肖飞;沈晓峰;徐友刚;陆敏安
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司
技术研发日：2019.03.13
技术公布日：2019.05.10