电力通讯电源蓄电池在线监测及系统维护的设计与实现

2017-04-15国网四川省电力公司甘孜供电公司

电子世界 2017年3期

国网四川省电力公司甘孜供电公司王强

国网四川省电力公司甘孜供电公司王强

电力通讯体系作为业务办理、电网调度以及数据传输过程中的重要基础，能够在很大程度上确保电网的安全、经济以及稳定运转。因而通讯电源的运转质量在电力通讯体系中能够对电力通讯网络运转的安全性及可靠性造成较大的影响。在现代通讯设备中，后备电源广泛地应用阀控铅酸蓄电池，其是确保通信系统能够实现正常运转的最后一道防线，能够在一定程度上对通信系统的安全运行造成重要影响。鉴于此，本文主要在线监测电池性能状况，并通过自动进行在线电磁充放电的功能来对老化的电池进行激活，使电池保持其最佳状态与性能，对阀控铅酸蓄电池集中监测管理以及维护系统设计与解决方法进行如下阐述。

电力通讯；蓄电池；在线监测；系统维护；设计与实现

前言

现阶段在我国的通讯电源中应用最为广泛的是阀控铅酸蓄电池，其作为后备电源，能够确保系统设备的正常运行。其最主要的特点在于当面对供电电源或者整流系统出现故障的情况时，对设备动力的提供为蓄电池，因而阀控铅酸蓄电池的性能能够在一定程度上对电源系统的质量造成影响。传统情况下对蓄电池的维护工作主要由人工完成，因而在实际应用中存在很多不足：①由于维护人员的欠缺，而基站数量较多，难以完成预期任务；②在实际情况中一部分的基站并未安装监控系统，因而无法对蓄电池的运行状态进行全面的掌握；③一部分基站维护人员缺乏相关的蓄电池专业知识，无法准确地对蓄电池状态进行判断；④现阶段我国对蓄电池容量测量采用的定期放电不够科学。这些问题的存在会在一定程度上影响蓄电池的使用寿命，从而相应地增加对蓄电池的维护与处理费用，最终影响系统的安全运行。

为了能够进一步改善对阀控铅酸蓄电池的使用管理，就需要将阀控铅酸蓄电池的检修方式转变为目标检修。现本文给出提出一种新型蓄电池在线监测以及维护系统设计与实现方案，主要是对正在运行的电池通过在线的方式估算电池的好坏等相关指标，并根据检测结果在线维护电池，尽可能地延长电池使用时寿命，确保电池的最佳状态。应用此方案后的主要优点为：①对电池当前状况进行详细地掌握；②尽可能地优化电池使用条件，并延长电池使用寿命；③对正在使用过程中电池存在的问题及障碍进行及时解决；④防止对电池的盲目更换；⑤能够对电池使用状况进行集中监控以及网络化管理。

1 蓄电池系统架构与在线监测

系统架构：

一般情况下，对蓄电池寿命造成影响的因素很多，并且对于铅酸阀控蓄电池来说，其在实际应用的过程中对运行具体参数具有非常严格的要求，运行方式的不合理对对蓄电池的使用寿命造成直接影响。现阶段，我国通讯系统中的站点的数量太大，并且几十个甚至上百个站点均有一个班组进行管理。这种现实状况使得维护人员具有十分繁重的工作任务，在对大量的蓄电池进行维护的过程中无法采用单一的解决方案。因此，这就要求在对蓄电池进行维护的过程中，只能智能化以及网络化的自动维护方式，对系统的维护监测工作尽可能地采取无人值守的方式，并将检测的结果以报警的方式在第一时间通知维护人员或者值班人员等。在实际情况中，由于电力通讯设备具有非常广泛地分布，也会涉及到较多的部门及单位。因而也将会存在较为复杂的通讯电源产权、管理以及检修维护体系，而合理地构架蓄电池在线监测以及维护系统，能够尽可能地采集到丰富的蓄电池相关数据信息，从而有效地确保检修任务的调度工作。

本次提出的蓄电池在线监测系统构成部分主要包括四个子系统，如数据监测、自动维护、通信及服务器子系统。除此之外，还支持SC、SU两级结构以及SC、SS、SU三级结构，以便实现两级结构平滑过渡到三级结构。

2 数据监测及对子系统维护

2.1 单元监测

在对蓄电池进行在线维护的过程中必须具备与之相应的检测手段，对蓄电池进行在线监测维护管理工作的主要内容是真实地把握电池在实际运行过程的运行状态。因而，为了能够有针对性地维护蓄电池，就需要对当前蓄电池的运行参数、历史数据以及性能参数进行详细地掌握。这就需要重点地选择蓄电池在线监测技术。

对于蓄电池在线监测子系统来说，为了确保蓄电池的使用性能就需要对蓄电池运行参数及状况进行准确地检测。一般来说，蓄电池中最为基本的运行参数包括蓄电池组及单电池工作电流、电压、内阻以及工作环境温度，而一套运行状况良好的数据采集器同时还需要具备一个可扩展的其他测量接口。除此之外，监测子系统还需要能够对蓄电池的运行状态及参数进行分析，同时能够确认并主动上传一、二类告警。在告警产生的过程中，一定的存贮空间能够记录并存储各类参数及其产生的时间。

2.2 自动维护单元

对于蓄电池的维护工作主要包括以下几个方面：①对于欠充蓄电池进行补充电工作。②及时地调整蓄电池浮充过高的状况。造成蓄电池在使用过程中红失水的主要原因在于浮充过高，也能对蓄电池的使用寿命造成重要影响。③定期且均衡地对蓄电池组充电。一般来说处于长期浮充的蓄电池组由于电池的自放电以及不一致的蓄电池电压会在一定程度上降低电池组容量，并使蓄电池的容量造成亏损，因此这就要求相关维护人员必须定期地对蓄电池进行均衡补充电工作。④及时地补充电以及适当地调整蓄电池的欠充与部分蓄电池出现浮充过高的状况。⑤活化蓄电池应用过程中出现的内阻变化过大状况。大量的研究数据表明，大多数的蓄电池在使用过程中出现的劣化均是由于蓄电池失水硫酸化而导致，因而若在蓄电池硫酸化的初期便及时地采取合理的方式有针对性地处理蓄电池，便能有效地恢复蓄电池的使用性能，也能在一定程度上延长蓄电池的使用寿命。⑥定期放电以活化蓄电池组。在线对蓄电池进行活化放电的过程中，切忌不可断开充电系统而采用蓄电池对负载供电模式进行放电。原因在于当蓄电池的连接存在问题或者性能欠佳时，便会严重地影响到系统的运行安全。

3 蓄电池监测及对子系统维护

监控软件的组成部分包括用户操作管理、权限管理以及显示浏览模块等。其中用户操作管理主要是所有用户对系统所进行的任何操作进行了详细的记录；权限管理主要包括科任、一般操作员以及系统管理员。

子系统维护工作主要包括：①系统参数设置模块。②报警记录与查询模块。③运行报表生成及打印模块。④蓄电池数据分析子系统。此子系统的工作主要内容在于对蓄电池的实时运行参数与历史数据进行综合的分析，并在此基础上结合实际运行状况为系统提供最佳的运行方式及参数。同时对蓄电池性能参数进行详细地分析，以便能够准确地找出蓄电池最佳的维护时间与方式。并且根据用户的实际需要，对蓄电池进行定期放电活化工作。与此同时为工作人员能够提供蓄电池的性能变化曲线以及报警分析和处理措施、建议。⑤充电单元运行管理。此管理内容主要是调整智能型充电机的运行方式，并且根据实际应该设定智能型的充电机运行参数。同时根据蓄电池数据分析子系统指令对蓄电池的运行参数及方式进行适当地调整，严密地监测充电机运行参数，并且分类并记录充电机的运行参数以及跳变事件，及时地分析异常操作并处理报警工作。