变电站蓄电池在线维护技术研究

吴海霞

摘 要：本文介绍了一种用于变电站的蓄电池在线检测和在线维护管理系统，系统包含了检测和维护装置、云服务平台，后台健康管理系统及移动终端应用软件组成，可提前对蓄电池潜在隐患做出分析和预测，能够迅速的剔除出有问题的蓄电池组、并能便捷地实现蓄电池组远程维护、远程活化;提高智能变电站运行的可靠性。

关键词：蓄电池;智能变电站;远程维护;在线管理;一键式操作

中图分类号：TM912 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）03-0130-02

0 引言

变电站DC供电系统是变电站二次系统核心单元，它是保证电站内继保设备、自控装置、控制信号设备的供电电源和故障照明电源，是确保变电站在断电网的情况下准确隔绝设备故障的关键。由此看来，变电站蓄电池组的日常监控和运维，就是一件决不能忽视的重大事件。另外，在国家推行绿色能源的大趋势下，有效提高蓄电池寿命，有效延长蓄电池的使用寿命，是实现人与自然，环境和谐发展必然趋势，在移动物联网迅猛发展的大趋势下，大数据，人工智能已应用在生活中的方方面面，将智能化现代化的设备和技术应用在变电站蓄电池在线管理领域，大势所趋。

传统的变电站蓄电池运维方式，具有其历史局限性：（1）因为变电站的广覆盖性及地理位置的偏僻性，使得每个站点实现一个大周期的核容检测，中间间隔时间拉的很长，无法及时有效的发现一些进入下行通道的蓄电池组，严重影响了蓄电池的使用寿命。（2）蓄电池检测技术局限性：之前的蓄电池周期性检测方法，非离线式检测，使得在运维检测过程中有很大的危险性，易发生火灾。并且耗时较长，效率极低。无法技术发现蓄电池开路等潜在隐患。

1 蓄电池老化原因分析

（1）从以往蓄电池运维经验上来看，基本可以得出蓄电池容量损耗的几个方面因素是：客户在购买设备后，过久的存放在仓库，没有及时安装，电池基本都没均衡充电，蓄电池维护保养未严格按手册标准实行，使用过程中没有实施监控电池温度参数，充放电管理不科学等，以及未严格按照蓄电池标准安装程序来。（2）从蓄电池结构特点、工作原理上分析，可以得出选吃快速老化的根本原因是：铅酸电池充电时，硫酸铅形成氧化铅，放电时氧化铅又还原为硫酸铅。而硫酸铅是一种非常容易结晶的物质，当电池中电解溶液的硫酸铅浓度过高或静态闲置时间过长时，就会结成小晶体，结晶后的硫酸铅附着在电极板上，造成了电极板工作面积下降，这一现象叫硫化。导致铅酸电池失效和损坏的主要机理就是电池本身无法避免硫化。（3）不含镉的电池，性能会下降。镉是一种有毒的元素，中国目前的电池行业全面“禁镉”！含镉的铅酸电池，增强电池导电性能，降低电池内阻，改善电池放电电压，耐高低温、充放电性能好，寿命长。全面禁镉导致现有技术生产的电容，在没有新技术出线的情况下，性能大打折扣。

2 蓄電池智能在线健康管理系统现实意义

表1是传统方式和智能装置方式对蓄电池的测试的对比框表。

2.1 蓄电池远程在线管理系统设计

蓄电池远程在线管理系统的主要控制子系统如下：蓄电池数据采集终端，运维单元与智能化管理平台，介绍如下：

2.1.1 数据采集单元

数据采集单元是在线管理系统智能监测终端作为在线健康管理系统的关键单元，是蓄电池电池组节点电压，组电压等重要参数的采集单元，通过现场总线形式，将采集到的数据反馈给后台软件，系统经过综合研判，分析得出电池组的运行状态，图1为数据采集终端系统连接图。

2.1.2 智能维护终端

图2是智能维护终端与直流电源系统的连线示意图。

2.2 实现蓄电池安全，高效运维

2.2.1 数据实时监测

监控系统在数据采集单元的监测下，可在后台远程检测和及时查询蓄电池组的电流、温度，电压等信息，并通过大数据分析计算，综合分析出蓄电池的运行状况，如图3、图4。

2.2.2 智能快捷运维

通过从蓄电池现场采集回来的各类数据，综合DC系统实际工作情况，对蓄电池的工作状况作出判断，监控室工作人员可作出决定，进行充放电，活化测试，或替换问题电池组，有效维护系统安全运行，如图5所示。

3 蓄电池远程在线管理系统

3.1 严格规范的管理员制度

通过层级管理制度，及时将系统的运行状态数据推送到监控管理人员的接收设备上，使得蓄电池组在出线告警信息时，有人能及时响应并解除报警，并记录在系统日志中。

3.2 远程监控平台

在现有大数据，云计算的架构下，分散控制，集中管理，使得在一个软件平台上，即可实现所有分布节点的状态信息汇总，分析，控制。

3.3 智能化维护

在蓄电池供电系统出现异常工作状态时，可统计出异常工作状况的出来过程，并将系统产生非正常现象绘制成报表链表，体现智能化维护的突出特点。

4 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、数据分析网络化的特点，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，快速准确的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、高效的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;并且本系统具备N-1系统灾备及恢复能力的高可靠性，存储无限扩充可伸缩性，运行与用户资源动态优化的最优化性，采用PC服务器阵列，更经济更廉价的低成本性，跨平台移动互联，各类智能设备接入，无处不在的访问的高便利性等特性，具备极强的竞争优势，为推进智能电网直流电源在线系统的智能化、高效化、无人化提供有力的技术和方案支撑。

参考文献

[1] 殷晓红，王中明，周维宇，et al.蓄电池智能在线维护监控管理系统在变电站中的应用.黑龙江电力，2015，37（6）：547-550.

[2] 赵军，石光，王浩彬.变电站直流电源远程监控及维护系统设计[J].水电能源科学，2012（04）：149.