CN106908740A - 嵌入式变电站直流蓄电池在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及蓄电池监测系统技术领域，是一种嵌入式变电站直流蓄电池在线监测装置，包括数据处理单元和至少一组能对蓄电池单体进行电压、电流、温度以及内阻的实时监测的组合测量模块，数据处理单元包括信号转换接口模块、数据处理模块、声光报警器和能与上位机建立网络数据交换的通讯模块，每组组合测量模块的各个信号输出端分别与信号转换接口模块的各个信号输入端电连接在一起。本发明通过对各个蓄电池单体的相应参数进行实时的监测和分析，便于工作人员能随时掌握各个蓄电池单体的性能状况，且能通过声光报警器和通讯模块为工作人员预警，便于其能及时有效的处理突发状况，其检测方法精准，且科学有效，由此可确保蓄电池的合理使用。
Description
技术领域
本发明涉及蓄电池监测系统技术领域，是一种嵌入式变电站直流蓄电池在线监测装置。
背景技术
目前电力直流系统的特点是高频开头模块型充电装置已基本取代相控型硅整流充电装置，阀控密封免维护铅酸蓄电池已逐步取代固定型铅酸蓄电池。直流系统一般有值班人员进行日常巡检工作，对蓄电池端电压进行抽测，“抽测”必然伴随有“漏测”，劣化电池一旦漏测，则必然会蔓延劣化周围电池，产生“连坐”的负面效应，导致蓄电池组全盘劣化。
另外，值班人员仅将“无渗漏液现象，屏体完整，无倾斜变形，表面清洁，附件齐全良好”巡视表象作为判断“蓄电池组无异常”的根本依据，其检测检验方法显然十分粗糙，而且落后。由于现场条件限制，很难进行手工检测，测试数据分析需要运维人员具有很高的专业水准，同时缺乏科学、有效的监测管理手段，对蓄电池的合理使用不能及时作出准确的判断。
直流系统是本身具有“电池管理功能”的电源设备，但没有真正起到电池管理者的作用。根据现场运行资料表明，蓄电池使用3--4年后，大部分很难通过容量检测，只有少数能超过6年。而实际使用中，只有很少用户定期检查蓄电池并对蓄电池作定期容量测试，很多情况是在停电后才发现蓄电池放电容量达不到设计要求，甚至有的电池组的容量达不到额定容量的50%还在继续“工作”。因此，直流系统迫切需要能够实时在线监测蓄电池性能状况，蓄电池在线监测设备对蓄电池的管理有重要的意义。
发明内容
本发明提供了一种嵌入式变电站直流蓄电池在线监测装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有直流蓄电池存在的日常巡检易漏测，蔓延导致周围电池劣化，检验方法粗糙，同时缺乏科学、有效的监测管理手段，对蓄电池的合理使用不能及时作出准确的判断，大都在不符合设计要求的情况下工作的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种嵌入式变电站直流蓄电池在线监测装置，包括数据处理单元和至少一组能对蓄电池单体进行电压、电流、温度以及内阻的实时监测的组合测量模块，数据处理单元包括信号转换接口模块、数据处理模块、声光报警器和能与上位机建立网络数据交换的通讯模块，每组组合测量模块的各个信号输出端分别与信号转换接口模块的各个信号输入端电连接在一起，信号转换接口模块、声光报警器和通讯模块的信号输入输出端分别与数据处理模块的各个信号输入输出端电连接在一起。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述组合测量模块可包括电压检测模块、电流检测模块、温度检测模块和内阻检测模块，电压检测模块、电流检测模块、温度检测模块和内阻检测模块集成为一体，且电流检测模块、电压检测模块、温度检测模块和内阻检测模块的信号输出端分别与信号转换接口模块的相应的信号输入端电连接在一起。
上述数据处理模块可为MSP430F235型单片机，在信号转换接口模块与数据处理模块之间设有CD4076型多路开关和光电隔离开关；信号转换接口模块的各个信号输入输出端分别与CD4076型多路开关的各个信号输入输出端电连接在一起；CD4076型多路开关的信号输入输出端与光电隔离开关的信号输入输出端电连接在一起，光电隔离开关的信号输入输出端与数据处理模块的信号输入输出端电连接在一起。
上述信号转换接口模块可包括AD582芯片、WB122K芯片、DS1821芯片和AT89C芯片，电压检测模块的信号输出端与AD582芯片的信号输入端电连接在一起，电流检测模块的信号输出端与WB122K芯片的信号输入端电连接在一起，温度检测模块的信号输出端与DS1821芯片的信号输入端电连接在一起，内阻检测模块的信号输出端与AT89C芯片的信号输入端电连接在一起，AD582芯片、WB122K芯片、DS1821芯片和AT89C芯片的信号输入输出端分别与CD4076型多路开关的各个信号输入输出端电连接在一起。
上述还可包括电源模块、时钟模块和存储模块，信号转换接口模块、CD4076型多路开关、光电隔离开关、数据处理模块和时钟模块的供电输入端分别与电源模块的各个供电输出端电连接在一起，时钟模块和存储模块分别与数据处理模块电连接在一起。
上述还可包括MAX202芯片和参数设置模块，能支持IEC61850规约的通讯模块和参数设置模块分别通过MAX202芯片与光电隔离开关电连接在一起。
本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过各组组合测量模块对各个蓄电池单体进行电压、电流、温度以及内阻的监测，并能通过数据处理模块对其接收到的数据进行分析后，从而便于工作人员能随时掌握各个蓄电池单体的性能状况，且能通过声光报警器和通讯模块为工作人员预警，便于其能及时有效的处理突发状况，其检测方法精准，且科学有效，由此可确保蓄电池的合理使用，使其能满足实际设计需求。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的电路框图。
附图中的编码分别为：1为数据处理单元，2为组合测量模块，3为信号转换接口模块，4为数据处理模块，5为声光报警器，6为通讯模块，7为蓄电池组，8为蓄电池单体，9为电压检测模块，10为电流检测模块，11为温度检测模块，12为内阻检测模块，13为CD4076型多路开关，14为光电隔离开关，15为AD582芯片，16为WB122K芯片，17为DS1821芯片，18为AT89C芯片，19为电源模块，20为时钟模块，21为存储模块，22为MAX202芯片，23为参数设置模块。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1所示，该嵌入式变电站直流蓄电池在线监测装置包括数据处理单元1和至少一组能对蓄电池单体8进行电压、电流、温度以及内阻的实时监测的组合测量模块2，数据处理单元1包括信号转换接口模块3、数据处理模块4、声光报警器5和能与上位机建立网络数据交换的通讯模块6，每组组合测量模块2的各个信号输出端分别与信号转换接口模块3的各个信号输入端电连接在一起，信号转换接口模块3、声光报警器5和通讯模块6的信号输入输出端分别与数据处理模块4的各个信号输入输出端电连接在一起。使用时，可将各组组合测量模块2分别与蓄电池组7内的各个蓄电池单体8电连接在一起，并将通讯模块6与上位机建立网络通讯，由此可通过各组组合测量模块2对各个蓄电池单体8进行电压、电流、温度以及内阻的监测，并将其测量数据通过信号转换接口模块3发送给数据处理模块4，数据处理模块4对其接收到的数据进行分析后可对相应的各个蓄电池单体8的性能状况进行判定，当出现蓄电池单体8异常的状况时可通过声光报警器5预警，从而使工作人员能及时了解并处理相应情况，另外还可通过通讯模块6将相关数据和分析结果发送给上位机，便于工作人员能通过远程了解和掌握各个蓄电池单体8的性能状况并及时处理相应情况。本发明结构简单，使用方便，其通过对各个蓄电池单体8的相应参数进行实时的监测和分析，从而便于工作人员能随时掌握各个蓄电池单体8的性能状况，且能通过声光报警器5和通讯模块6为工作人员预警，便于其能及时有效的处理突发状况，其检测方法精准，且科学有效，由此可确保蓄电池的合理使用，使其能满足实际设计需求。
可根据实际需要，对上述嵌入式变电站直流蓄电池在线监测装置作进一步优化或/和改进：
如附图1所示，组合测量模块2包括电压检测模块9、电流检测模块10、温度检测模块11和内阻检测模块12，电压检测模块9、电流检测模块10、温度检测模块11和内阻检测模块12集成为一体，且电流检测模块10、电压检测模块9、温度检测模块11和内阻检测模块12的信号输出端分别与信号转换接口模块3的相应的信号输入端电连接在一起。由此可通过组合测量模块2对蓄电池单体8的电流、电压、温度以及内阻的实时监测，通过将其集成为一体可使其安装更加方便省力。
如附图1所示，数据处理模块4为MSP430F235型单片机，在信号转换接口模块3与数据处理模块4之间设有CD4076型多路开关13和光电隔离开关14；信号转换接口模块3的各个信号输入输出端分别与CD4076型多路开关13的各个信号输入输出端电连接在一起；CD4076型多路开关13的信号输入输出端与光电隔离开关14的信号输入输出端电连接在一起，光电隔离开关14的信号输入输出端与数据处理模块4的信号输入输出端电连接在一起。由此可使本发明能处理电压、电流、温度以及内阻信号，并对各个蓄电池单体8的性能状况进行实时监测。
如附图1所示，信号转换接口模块3包括AD582芯片15、WB122K芯片16、DS1821芯片17和AT89C芯片18，电压检测模块9的信号输出端与AD582芯片15的信号输入端电连接在一起，电流检测模块10的信号输出端与WB122K芯片16的信号输入端电连接在一起，温度检测模块11的信号输出端与DS1821芯片17的信号输入端电连接在一起，内阻检测模块12的信号输出端与AT89C芯片18的信号输入端电连接在一起，AD582芯片15、WB122K芯片16、DS1821芯片17和AT89C芯片18的信号输入输出端分别与CD4076型多路开关13的各个信号输入输出端电连接在一起。由此可通过AD582芯片15、WB122K芯片16、DS1821芯片17和AT89C芯片18分别接收转换电压、电流、温度以及内阻信号。
如附图1所示，还包括电源模块19、时钟模块20和存储模块21，信号转换接口模块3、CD4076型多路开关13、光电隔离开关14、数据处理模块4和时钟模块20的供电输入端分别与电源模块19的各个供电输出端电连接在一起，时钟模块20和存储模块21分别与数据处理模块4电连接在一起。由此可确保数据处理模块4的正常工作。根据需求，时钟模块20可为S3531型，存储模块21可为IS62LV5128型。
如附图1所示，还包括MAX202芯片22和参数设置模块23，能支持IEC61850规约的通讯模块6和参数设置模块23分别通过MAX202芯片22与光电隔离开关14电连接在一起。由于通讯模块6能支持IEC61850规约，这样可使得本发明能与常规的上位机建立通讯，无需单独设置与之匹配的上位机，有效降低监测成本，使其使用更加方便，便于推广。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (8)
1.一种嵌入式变电站直流蓄电池在线监测装置，其特征在于包括数据处理单元和至少一组能对蓄电池单体进行电压、电流、温度以及内阻的实时监测的组合测量模块，数据处理单元包括信号转换接口模块、数据处理模块、声光报警器和能与上位机建立网络数据交换的通讯模块，每组组合测量模块的各个信号输出端分别与信号转换接口模块的各个信号输入端电连接在一起，信号转换接口模块、声光报警器和通讯模块的信号输入输出端分别与数据处理模块的各个信号输入输出端电连接在一起。
2.根据权利要求1所述的嵌入式变电站直流蓄电池在线监测装置，其特征在于组合测量模块包括电压检测模块、电流检测模块、温度检测模块和内阻检测模块，电压检测模块、电流检测模块、温度检测模块和内阻检测模块集成为一体，且电流检测模块、电压检测模块、温度检测模块和内阻检测模块的信号输出端分别与信号转换接口模块的相应的信号输入端电连接在一起。
3.根据权利要求1所述的嵌入式变电站直流蓄电池在线监测装置，其特征在于数据处理模块为MSP430F235型单片机，在信号转换接口模块与数据处理模块之间设有CD4076型多路开关和光电隔离开关；信号转换接口模块的各个信号输入输出端分别与CD4076型多路开关的各个信号输入输出端电连接在一起；CD4076型多路开关的信号输入输出端与光电隔离开关的信号输入输出端电连接在一起，光电隔离开关的信号输入输出端与数据处理模块的信号输入输出端电连接在一起。
4.根据权利要求2所述的嵌入式变电站直流蓄电池在线监测装置，其特征在于数据处理模块为MSP430F235型单片机，在信号转换接口模块与数据处理模块之间设有CD4076型多路开关和光电隔离开关；信号转换接口模块的各个信号输入输出端分别与CD4076型多路开关的各个信号输入输出端电连接在一起；CD4076型多路开关的信号输入输出端与光电隔离开关的信号输入输出端电连接在一起，光电隔离开关的信号输入输出端与数据处理模块的信号输入输出端电连接在一起。
5.根据权利要求4所述的嵌入式变电站直流蓄电池在线监测装置，其特征在于信号转换接口模块包括AD582芯片、WB122K芯片、DS1821芯片和AT89C芯片，电压检测模块的信号输出端与AD582芯片的信号输入端电连接在一起，电流检测模块的信号输出端与WB122K芯片的信号输入端电连接在一起，温度检测模块的信号输出端与DS1821芯片的信号输入端电连接在一起，内阻检测模块的信号输出端与AT89C芯片的信号输入端电连接在一起，AD582芯片、WB122K芯片、DS1821芯片和AT89C芯片的信号输入输出端分别与CD4076型多路开关的各个信号输入输出端电连接在一起。
6.根据权利要求3或4或5所述的嵌入式变电站直流蓄电池在线监测装置，其特征在于还包括电源模块、时钟模块和存储模块，信号转换接口模块、CD4076型多路开关、光电隔离开关、数据处理模块和时钟模块的供电输入端分别与电源模块的各个供电输出端电连接在一起，时钟模块和存储模块分别与数据处理模块电连接在一起。
7.根据权利要求3或4或5所述的嵌入式变电站直流蓄电池在线监测装置，其特征在于还包括MAX202芯片和参数设置模块，能支持IEC61850规约的通讯模块和参数设置模块分别通过MAX202芯片与光电隔离开关电连接在一起。
8.根据权利要求6所述的嵌入式变电站直流蓄电池在线监测装置，其特征在于还包括MAX202芯片和参数设置模块，能支持IEC61850规约的通讯模块和参数设置模块分别通过MAX202芯片与光电隔离开关电连接在一起。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170630 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |