CN107390131B - 变电站蓄电池综合监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在保证蓄电池组正常运行的情况下，监测蓄电池的工作状态并能延长蓄电池寿命的变电站蓄电池综合监测系统，属于电力电源系统监测领域。包括：蓄电池组在线放电测量装置，用于在蓄电池放电时，将输入的蓄电池直流电转换为交流电，并网接入380V交流电网；蓄电池数据在线测量装置，用于获取各蓄电池单体的工作参数，发送至主机；交流窜入直流监测告警装置，用于获得蓄电池组窜入交流电压、组端电压、组端电流、+KM电压和‑KM电压，并判断获得的电压电流是否需要告警，将获得的电压电流和告警信号发送至主机；主机，用于根据获得的蓄电池工作参数，监测蓄电池是否异常，进行报警提示，还用于控制蓄电池充放电试验过程。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓄电池监测系统，属于电力电源系统监测领域。
背景技术
变电站蓄电池在电力电源系统中用作后备电源,是一种直流供电电源,当主供电系统出现故障时,电力系统中的二次系统通过蓄电池的供电来维持其正常工作。它作为电力系统和通信系统中的直流系统向外供电的唯一设备,其性能的好坏直接关系到电力系统和通信系统的安全可靠性。因变电站继电保护与直流系统是密不可分的,直流系统在变电站或换流器内充当着不可替代的作用。唯有直流系统的可靠运行,才能保证保护正确动作性,保证换流器内相关器件的稳定运行。因此,蓄电池的稳定性以及它在实际放电过程中放出的容量对保障电力设备的正常运行有重要意义。
在很多场合变电站蓄电池实际上处于一种长期完全不维护的状态,蓄电池组在运行中会因个别蓄电池干涸发热、漏液、欠充、过放、内阻增大等原因而迅速失效,造成系统或供电设备不能正常运行或重大事故。因此对蓄电池做定期检测和在线监测是非常必要和必需的,是不能忽视的重要环节。
另外变电站二次系统由直流系统和交流系统组成，正常运行两系统相互不连通，由于各种原因造成交流串入直流时，对交流回路的影响一般局限在该交流回路内，但却危及到全站的直流系统以及直流回路，造成保护出口中间继电器误动跳闸或引发直流熔丝熔断造成全站保护拒动事故，将直接威胁到全站的二次设备的运行。所以，必须实时在线监测直流系统的交流窜入的状况，出现接地时要及时排除故障。
目前,变电站对于蓄电池的管理主要是通过采用核对性放电试验测试蓄电池容量,也有周期性更换电池的方法来预防由于蓄电池容量不足导致的供电系统故障,核对性放电实验所耗时间长,周期性更换蓄电池造成蓄电池的资源浪费和经济损失。
现有技术中，对蓄电池在线监测，多采用单体电池电压，内阻，温度，充放电电压电流，以及预测剩余容量等产品，且能够实现常规量的测量，报警功能。但大部分要实现交为精确测试电池容量时，都的将电池组与电源隔离开来，从而降低的使用性，削弱了电池组电源的完整性。
发明内容
针对上述不足，本发明提供一种在保证蓄电池组正常运行的情况下，监测蓄电池的工作状态并能延长蓄电池寿命的变电站蓄电池综合监测系统。
本发明的变电站蓄电池综合监测系统，所述系统包括主机、DCAC转换装置、蓄电池在线测量装置和交流窜入直流监测告警装置；
蓄电池组在线放电测量装置，用于在蓄电池放电时，将输入的蓄电池直流电转换为交流电，并网接入380V交流电网，从而实现蓄电池电能的泄放；
蓄电池数据在线测量装置，用于获取各蓄电池单体的工作参数，进行汇总打包，发送至主机；
交流窜入直流监测告警装置，用于获得蓄电池组窜入交流电压、组端电压、组端电流、+KM电压和-KM电压，并判断获得的电压电流是否需要告警，将获得的电压电流和告警信号发送至主机；
主机，用于与DCAC转换装置、蓄电池在线测量装置、交流窜入直流监测告警装置和CAC主站通讯，根据获得的蓄电池工作参数，监测蓄电池是否异常，进行报警提示，还用于控制蓄电池充放电试验过程，还用于控制DCAC转换装置、蓄电池在线测量装置和交流窜入直流监测告警装置工作。
优选的是，所述主机，还用于显示实时获取的各蓄电池单体的工作参数、蓄电池内阻历史数据、落后蓄电池判断记录、各蓄电池单体的充放电监测曲线、历次充放电历史数据、交流窜电曲线和直流纹波系数。
优选的是，所述蓄电池数据在线测量装置，用于获取各蓄电池单体的内阻、电压、温度数据、充放电状态、容量和内阻变化率。
优选的是，所述装置还包括蓄电池组在线放电测量装置，用于将蓄电池的能量经升压稳压后送回电网；
主机，还用于与蓄电池组在线放电测量装置通讯。
优选的是，所述主机，还用于根据历史数据分析蓄电池的状态。
上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。
本发明的有益效果在于，本发明能够在线监测变电站的蓄电池组正常运行的情况下，监测蓄电池的工作参数，例如：蓄电池内阻、电压、温度、容量和充放电状态等，判断获得的工作参数是否异常，进而获得蓄电池的工作状态，本发明还能对蓄电池进行充放电控制，维持其活性，还能监测窜入交流并报警。便于工作人员对故障的蓄电池进行故障处理，更好的掌握蓄电池的工作状态，延长蓄电池的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的变电站蓄电池综合监测系统的原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
结合图1说明本实施方式，本实施方式的变电站蓄电池综合监测系统，包括主机、DCAC转换装置、蓄电池在线测量装置和交流窜入直流监测告警装置；
蓄电池组在线放电测量装置，用于在蓄电池放电时，将输入的蓄电池直流电转换为交流电，并网接入380V交流电网，从而实现蓄电池电能的泄放，保持蓄电池的活性，又不会应产生热量带来安全隐患，还能起到回收利用电能的目的。
蓄电池数据在线测量装置，用于获取各蓄电池单体的工作参数，进行汇总打包，发送至主机；
本实施方式的工作参数包括各蓄电池单体的内阻、电压、温度数据、充放电状态、容量和内阻变化率。
交流窜入直流监测告警装置，用于获得蓄电池组窜入交流电压、组端电压、组端电流、+KM电压和-KM电压，并判断获得的电压电流是否需要告警，将获得的电压电流和告警信号发送至主机；
母线窜入交流电压检测电路，母线通过电容C隔直流、电阻R滤波、A/D转换器，实时检测母线上的交流信号，并反馈至MCU，若窜入外部交流电压大于设定的信号保护门限值，则MCU立即开启信号保护。本实施方式设置了抗干扰电路确保信号源及自身测量电路不受外界影响。通过继电器输入告警，向主机MDC-1000上送本次告警相关信息；若交流窜入值小于其门限值，还原相关功能，从而提高产品的安全性和可靠性。
组端电压、组端电流、+KM电压和-KM电压均采用高速A/D实时采样，MCU则根据设定的门限值，将越限报警信息上送给主机MDC-1000。其中本实施方式的电流信号采用双向霍尔传感器获取。能够观察到蓄电池组电流任何变化，并为放充电试验奠定良好的硬件基础。+KM指直流控制母线的正极，,-KM指直流控制母线的负极；
主机，用于与DCAC转换装置、蓄电池在线测量装置、交流窜入直流监测告警装置和CAC主站通讯，根据获得的蓄电池工作参数，监测蓄电池是否异常，进行报警提示，还用于控制蓄电池充放电试验过程，还用于控制DCAC转换装置、蓄电池在线测量装置和交流窜入直流监测告警装置工作。
所述主机，还用于显示实时获取的各蓄电池单体的工作参数、蓄电池内阻历史数据、落后蓄电池判断记录、各蓄电池单体的充放电监测曲线、历次充放电历史数据、交流窜电曲线和直流纹波系数。
本实施方式的主机将接收到的蓄电池的工作参数进行加工处理并显示在显示屏上,并通过比较其接收到的蓄电池工作参数与预先设定的蓄电池参数阈值,如果检测到蓄电池实时工作参数值超出预设阈值,主机就会进行报警提示；本实施方式的主机存储数据并以界面形式显示蓄电池的工作状态,并计算出蓄电池的剩余容量,当检测到蓄电池参数异常时,报警提醒工作人员进行故障处理；蓄电池管理维护人员可以通过分析储存的历史数据或者蓄电池参数报表来更好地全面掌握蓄电池的状态。本实施方式显示的蓄电池工作状态,方便了变电站管理维护人员对蓄电池的管理,减少了经济损失。本实施方式可以自动完成蓄电池工作状态的检测任务,减轻了变电站管理人员的工作负担,达到了使管理维护人员及时地发现蓄电池故障并更换的效果,减小了由于蓄电池故障带来的直流供电系统瘫痪的安全隐患。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。
Claims (5)
1.一种变电站蓄电池综合监测系统，其特征在于，所述系统包括主机、DCAC转换装置、蓄电池在线测量装置和交流窜入直流监测告警装置；
蓄电池组在线放电测量装置，用于在蓄电池放电时，将输入的蓄电池直流电转换为交流电，并网接入380V交流电网，从而实现蓄电池电能的泄放；
蓄电池数据在线测量装置，用于获取各蓄电池单体的工作参数，进行汇总打包，发送至主机；
交流窜入直流监测告警装置，用于获得蓄电池组窜入交流电压、组端电压、组端电流、+KM电压和-KM电压，并判断获得的电压电流是否需要告警，将获得的电压电流和告警信号发送至主机；+KM电压表示直流控制母线的正极电压，-KM电压表示直流控制母线的负极电压；
主机，用于与DCAC转换装置、蓄电池在线测量装置、交流窜入直流监测告警装置和CAC主站通讯，根据获得的蓄电池工作参数，监测蓄电池是否异常，进行报警提示，还用于控制蓄电池充放电试验过程，还用于控制DCAC转换装置、蓄电池在线测量装置和交流窜入直流监测告警装置工作。
2.根据权利要求1所述的变电站蓄电池综合监测系统，其特征在于，所述主机，还用于显示实时获取的各蓄电池单体的工作参数、蓄电池内阻历史数据、落后蓄电池判断记录、各蓄电池单体的充放电监测曲线、历次充放电历史数据、交流窜电曲线和直流纹波系数。
3.根据权利要求1所述的变电站蓄电池综合监测系统，其特征在于，所述蓄电池数据在线测量装置，用于获取各蓄电池单体的内阻、电压、温度数据、充放电状态、容量和内阻变化率。
4.根据权利要求1所述的变电站蓄电池综合监测系统，其特征在于，所述装置还包括蓄电池组在线放电测量装置，用于将蓄电池的能量经升压稳压后送回电网；
主机，还用于与蓄电池组在线放电测量装置通讯。
5.根据权利要求1所述的变电站蓄电池综合监测系统，其特征在于，所述主机，还用于根据历史数据分析蓄电池的状态。
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