变电站蓄电池在线维护技术研究

彭淑明 程文星 鲁普天

（国网江西省电力公司检修分公司，江西南昌330096）

0 引言

变电站直流电源系统作为站内继电保护、自动装置、信号装置、断路器的控制电源和事故照明电源，是变电站二次系统的核心设备，是保证变电站全停时正确隔离故障的关键，所以对蓄电池组的日常检测和维护管理，保证其不间断地健康运行，就显得尤为重要。随着电网规模的不断扩大，变电站的数量日渐庞大，变电站运维模式也已经调整为无人值班，运维和检修人员数量明显减少，这对准确、及时掌握变电站内设备的运行状况提出了更高的要求，迫切需要引进智能硬件和移动互联技术，实现远程智能在线设备健康管理。

1 传统蓄电池维护方式及不足

（1）目前变电站免维护铅酸蓄电池只是无需加水、加酸、换液等维护，而对电池的状态检测也仅仅是测量蓄电池的浮充电电流等，无法准确测量出蓄电池的真实容量，无法预测蓄电池的可使用时间，使得蓄电池的运行存在着很大的安全隐患。（2）按照国家规定，新安装或大修后的蓄电池需要定期进行核对性放电实验，由于缺乏有效的设备，传统放电实验需要将蓄电池脱离运行，接上电阻丝或水组放电，由于负载体积庞大，搬运不方便，放电时产生巨大的热能，导致电阻丝发红，容易引起安全事故。（3）放电过程中手工测量蓄电池端电压比较危险，放电过程中如果有事故出现，交流信号消失，蓄电池又不能及时供电，系统可能瘫痪。（4）变电站分布在全国各地，不乏山区和偏远地区，成千上万的直流供电系统如果要完成一个完整的检测流程，会消耗大量的人力、物力、财力、精力。

2 蓄电池智能在线健康管理系统

2.1 蓄电池在线健康管理系统功能单元设计

蓄电池在线健康管理系统包括如下三个核心功能单元：智能监测终端（采集单元）、智能维护终端与在线健康管理系统平台。其功能特性分别如下：

2.1.1 智能监测终端

智能监测终端作为在线健康管理系统的关键单元，其主要功能是对电池组的单体电压、组电压、电流、电池温度等信息进行采集和计算，并通过总线将状态参数上传给服务器，最终，在线管理系统软件对各参数进行综合分析计算和评判，并结合智能维护终端提供的电池组参数信息，综合计算出各电池及电池组的健康状况。

2.1.2 智能维护终端

（1）在线放电：直流系统故障状态蓄电池供电时间测试。（2）在线充电：自定义多种蓄电池充电管理模式。

（3）电池活化：基于蓄电池真实特性的在线活化技术。

2.1.3 在线健康管理平台

2.1.3.1 严格规范的管理员制度

系统接入省公司“智能运检管控平台（孤网运行）”，按平台管控要求，自动建立维护人员时间段的系统运行状态及数据、值班时遇到的报警等信息，同时值班人员在值班期间对系统的所有操作都自动记录在值班日志中。

2.1.3.2 平台远程监控

本管理系统平台依托互联网的VPN技术，把分布各地的设备资源整合在统一的平台上，构成集中式网络架构体系。

2.1.3.3 历史数据存储

系统提供完备的历史数据存储，实现分布式、多样化的存储手段。

2.1.3.4 智能运维

对异常事件的过程处理及对出现的频率进行统计分析并提供异常事件报表，是系统智能运维的特色。

2.2 如何实现实时、快捷、安全、有效的维护

2.2.1 实时运行监控

系统通过智能监测维护装置，对变电站蓄电池组运行的过程进行远程同步监控，实时查询电池组的电流、电压、温度、浮充、均充等状态，并结合电力运行的相关技术、智能化的运算，同步动态模拟展示蓄电池的运行工况。

2.2.2 智能一键式启动与运维

运行维护是为了保证电站蓄电池组安全稳定运行、可靠供电、各类电力生产工作有序进行而采用的一种有效的管理手段。利用本系统的运行维护技术，并结合以下测试方法，可高效准确地分析剔除出劣化电池。

2.2.2.1 快速测试

通过后台控制软件发送电池测试指令，数据监测终端及智能维护终端将实时采集各蓄电池单元的电流、电压等关键参数，并将数据传输到云服务器，云服务器远程批量处理各电池组状态信息，30 min即可发现劣化电池，并分析剔除出来。

2.2.2.2 均充充电测试

在对电池组充电过程中，通过独立的算法，分析验证出电池的劣化程度。

2.2.3 蓄电池健康状态体检

系统通过实时、全面、准确地采集厂站端的数据，动态分析蓄电池运行状况，辅助系统根据监测数据的变化，适时启动在线维护方案，根据厂站端智能维护终端按照设定程序的维护动作，蓄电池组的最新运行状态、实时准确地进入后台管理决策系统，实现在线计量、监测、分析等功能。

系统提供了在线监测、在线维护、在线活化等多样的功能，并提供科学、有效的实时管控手段，是精细化、智能化、现代化的蓄电池健康管理不可或缺的重要保障。

2.3 蓄电池在线健康管理系统对智能化变电站的现实意义

2.3.1 成本优势

通过使用蓄电池在线健康管理系统技术，可实现对变电站开闭所蓄电池日常巡检和定期维护的自动化及后台数据分析的智能化，减轻90%的维护工作量，人工费用和车辆费用也大大减少。

2.3.2 效率优势

通过蓄电池在线健康管理技术，使得原先可能需要一个运维部门的日常检修工作，精简到只需一个人即可完成，进一步提升了工作效率，减轻了运维压力。

2.3.3 准确性优势

传统的蓄电池组容量测试和内阻测试，对巡检维护人员有一定的技术要求，操作方法和方式的熟练掌握程度直接影响到最终的监测结果；而基于在线健康管理系统，按照标准的测试流程，几步操作即可准确完成对各电池组状态信息的测试。

2.3.4 专业性优势

随着科技的不断发展，对蓄电池组参数监测和维护的技术也会不断提升，背靠专业团队的运营和维护，可享受到最新科技带来的技术体验。

2.3.5 安全优势

蓄电池在线健康管理系统的投入使用，可以远程完成蓄电池参数的检测，无需人工到现场测量和接线，减少了人员伤害事故发生的可能性，同时也避免了由于现场检测造成设备损坏的可能性。

3 结语

本蓄电池在线健康管理系统具有功能模块化、监测维护智能化、数据分析网络化等特点，不仅能够实现对蓄电池组状态信息的实时在线监测，并且具备对电池组进行远程容量测试和内阻测试的功能，同时通过对蓄电池组的电压、电流、温度、浮充、均充等状态参数信息的大数据采集和计算分析，能快速准确地开出各蓄电池组全面健康体检报告，使变电站运维管理人员便捷、高效地甄别出各站点直流电源供电系统的健康状态，以便及时有效地对其进行检修和更换处理，保证供电网络的稳定。此外，该系统具有时时处处均能访问的高便利性，使得该系统具备极强的竞争优势，从而为推进智能电网直流电源在线系统的智能化、高效化、无人化提供了有力的技术和方案支撑。

[1]徐凯.蓄电池在线监测技术在变电站的运用研究[J].军民两用技术与产品，2015（12）：165.

[2]潘峰.基于Java ME平台手机界面开发的研究[D].北京：北京邮电大学，2011.