變電站蓄電池在線維護技術研究

吳海霞

摘 要：本文介紹了一種用于變電站的蓄電池在線檢測和在線維護管理系統，系統包含了檢測和維護裝置、云服務平臺，后臺健康管理系統及移動終端應用軟件組成，可提前對蓄電池潛在隱患做出分析和預測，能夠迅速的剔除出有問題的蓄電池組、并能便捷地實現蓄電池組遠程維護、遠程活化;提高智能變電站運行的可靠性。

關鍵詞：蓄電池;智能變電站;遠程維護;在線管理;一鍵式操作

中圖分類號：TM912 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）03-0130-02

0 引言

變電站DC供電系統是變電站二次系統核心單元，它是保證電站內繼保設備、自控裝置、控制信號設備的供電電源和故障照明電源，是確保變電站在斷電網的情況下準確隔絕設備故障的關鍵。由此看來，變電站蓄電池組的日常監控和運維，就是一件決不能忽視的重大事件。另外，在國家推行綠色能源的大趨勢下，有效提高蓄電池壽命，有效延長蓄電池的使用壽命，是實現人與自然，環境和諧發展必然趨勢，在移動物聯網迅猛發展的大趨勢下，大數據，人工智能已應用在生活中的方方面面，將智能化現代化的設備和技術應用在變電站蓄電池在線管理領域，大勢所趨。

傳統的變電站蓄電池運維方式，具有其歷史局限性：（1）因為變電站的廣覆蓋性及地理位置的偏僻性，使得每個站點實現一個大周期的核容檢測，中間間隔時間拉的很長，無法及時有效的發現一些進入下行通道的蓄電池組，嚴重影響了蓄電池的使用壽命。（2）蓄電池檢測技術局限性：之前的蓄電池周期性檢測方法，非離線式檢測，使得在運維檢測過程中有很大的危險性，易發生火災。并且耗時較長，效率極低。無法技術發現蓄電池開路等潛在隱患。

1 蓄電池老化原因分析

（1）從以往蓄電池運維經驗上來看，基本可以得出蓄電池容量損耗的幾個方面因素是：客戶在購買設備后，過久的存放在倉庫，沒有及時安裝，電池基本都沒均衡充電，蓄電池維護保養未嚴格按手冊標準實行，使用過程中沒有實施監控電池溫度參數，充放電管理不科學等，以及未嚴格按照蓄電池標準安裝程序來。（2）從蓄電池結構特點、工作原理上分析，可以得出選吃快速老化的根本原因是：鉛酸電池充電時，硫酸鉛形成氧化鉛，放電時氧化鉛又還原為硫酸鉛。而硫酸鉛是一種非常容易結晶的物質，當電池中電解溶液的硫酸鉛濃度過高或靜態閑置時間過長時，就會結成小晶體，結晶后的硫酸鉛附著在電極板上，造成了電極板工作面積下降，這一現象叫硫化。導致鉛酸電池失效和損壞的主要機理就是電池本身無法避免硫化。（3）不含鎘的電池，性能會下降。鎘是一種有毒的元素，中國目前的電池行業全面“禁鎘”！含鎘的鉛酸電池，增強電池導電性能，降低電池內阻，改善電池放電電壓，耐高低溫、充放電性能好，壽命長。全面禁鎘導致現有技術生產的電容，在沒有新技術出線的情況下，性能大打折扣。

2 蓄電池智能在線健康管理系統現實意義

表1是傳統方式和智能裝置方式對蓄電池的測試的對比框表。

2.1 蓄電池遠程在線管理系統設計

蓄電池遠程在線管理系統的主要控制子系統如下：蓄電池數據采集終端，運維單元與智能化管理平臺，介紹如下：

2.1.1 數據采集單元

數據采集單元是在線管理系統智能監測終端作為在線健康管理系統的關鍵單元，是蓄電池電池組節點電壓，組電壓等重要參數的采集單元，通過現場總線形式，將采集到的數據反饋給后臺軟件，系統經過綜合研判，分析得出電池組的運行狀態，圖1為數據采集終端系統連接圖。

2.1.2 智能維護終端

圖2是智能維護終端與直流電源系統的連線示意圖。

2.2 實現蓄電池安全，高效運維

2.2.1 數據實時監測

監控系統在數據采集單元的監測下，可在后臺遠程檢測和及時查詢蓄電池組的電流、溫度，電壓等信息，并通過大數據分析計算，綜合分析出蓄電池的運行狀況，如圖3、圖4。

2.2.2 智能快捷運維

通過從蓄電池現場采集回來的各類數據，綜合DC系統實際工作情況，對蓄電池的工作狀況作出判斷，監控室工作人員可作出決定，進行充放電，活化測試，或替換問題電池組，有效維護系統安全運行，如圖5所示。

3 蓄電池遠程在線管理系統

3.1 嚴格規范的管理員制度

通過層級管理制度，及時將系統的運行狀態數據推送到監控管理人員的接收設備上，使得蓄電池組在出線告警信息時，有人能及時響應并解除報警，并記錄在系統日志中。

3.2 遠程監控平臺

在現有大數據，云計算的架構下，分散控制，集中管理，使得在一個軟件平臺上，即可實現所有分布節點的狀態信息匯總，分析，控制。

3.3 智能化維護

在蓄電池供電系統出現異常工作狀態時，可統計出異常工作狀況的出來過程，并將系統產生非正?，F象繪制成報表鏈表，體現智能化維護的突出特點。

4 結語

本蓄電池在線健康管理系統具有功能模塊化，監測維護智能化、數據分析網絡化的特點，不僅能夠實現對蓄電池組狀態信息的實時在線監測，并且具備對電池組遠程容量測試和內阻測試的功能，同時通過對蓄電池組的電壓、電流、溫度、浮充、均充等狀態參數信息的大數據采集和計算分析，快速準確的開出各蓄電池組全面健康體檢報告，使變電站運維管理人員便捷、高效的甄別出各站點直流電源供電系統的健康狀態，以便及時有效地對其進行檢修和更換處理，保證供電網絡的穩定;并且本系統具備N-1系統災備及恢復能力的高可靠性，存儲無限擴充可伸縮性，運行與用戶資源動態優化的最優化性，采用PC服務器陣列，更經濟更廉價的低成本性，跨平臺移動互聯，各類智能設備接入，無處不在的訪問的高便利性等特性，具備極強的競爭優勢，為推進智能電網直流電源在線系統的智能化、高效化、無人化提供有力的技術和方案支撐。

參考文獻

[1] 殷曉紅，王中明，周維宇，et al.蓄電池智能在線維護監控管理系統在變電站中的應用.黑龍江電力，2015，37（6）：547-550.

[2] 趙軍，石光，王浩彬.變電站直流電源遠程監控及維護系統設計[J].水電能源科學，2012（04）：149.