專利名稱：：蓄電池組綜合測控方法及其專用裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種蓄電池組綜合測控方法及其專用裝置，適用于直流系統(tǒng)蓄電池組故障檢測。屬于直流系統(tǒng)的檢測設備
技術領域：
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背景技術：
：蓄電池組作為直流電源的重要組成部分，已為電力、通訊等系統(tǒng)廣泛應用。目前，國內(nèi)110kV及以上電壓等級變電站，大都采用了蓄電池組做為直流電源的后備電源。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國在線運行的直流系統(tǒng)蓄電池組至少有幾十萬套。目前，大量使用的鉛酸閥控電池的日常維護主要有以下幾種手段1、定期核容放電對蓄電池的主要維護手段是每隔1-2年對蓄電池進行核容放電。核容放電一般以10小時放電率進行放電，如100Ah蓄電池，放電電流二100A.h/10.h=IOA，以IOA恒流放電。該方法雖然能發(fā)現(xiàn)落后電池并作相應處理。但由于該核容放電間隔l-2年才做一次，無法及時對蓄電池作出準確判斷，因此，造成有些在核容后不久就失效的電池無法被及時發(fā)現(xiàn)，等下次核容時，該蓄電池早就不行了，給蓄電池組的正常運行留下長時間安全隱患。2、定期檢測蓄電池端電壓該方法曾應用在蓄電池端電壓在線測試設備，實時監(jiān)測蓄電池端電壓，但該方法存在如下缺點一方面是因為產(chǎn)品性能參數(shù)不齊，運行一段時間后，蓄電池端電壓測量值偏差很大，根本不能作為參考；另一方面是因為有的在線檢測設備自身工作電流過大，消耗了大部分蓄電池的浮充電流，使蓄電池得不到浮充電流的補充。因此，該類在線電壓檢測設備現(xiàn)在基本上被用戶棄用?，F(xiàn)在一般是采用人工巡視變電站，要求逐一測量電池端電壓并作記錄，對電壓異常的要通知檢修人員及時處理，由于存在人為因素，而且一般企業(yè)又沒有完善的監(jiān)督機制，容易造成某些不負責任的巡視人員不認真測量每節(jié)電池電壓，而是憑空捏造數(shù)據(jù)，造成測量狀態(tài)不準確，經(jīng)常漏檢故障蓄電池。3、大電流放電，測量蓄電池內(nèi)阻現(xiàn)在市場上許多便攜式內(nèi)阻測試儀，其測量原理大多如下對單個蓄電池短時大電流放電，測量蓄電池端電壓的變化AV及放電電流I，依照公式R二AV/I計算該電池的內(nèi)阻，通過多次測量，對照前后的變化，判斷該內(nèi)阻的大小，判斷電池的優(yōu)劣。該方法測量蓄電池內(nèi)阻快捷，也較準確，但由于與接線，試驗人員等個體差異，導致前后數(shù)據(jù)出入較大，以此內(nèi)阻的變化判斷蓄電池的好壞，關聯(lián)性不夠，常常出現(xiàn)誤判。還有一種是，整組蓄電池大電流放在線測量蓄電池內(nèi)阻方法首先，將蓄電池從直流母線斷開，再投入大電流放電電阻，測量每個蓄電池端電壓的變化值AV1…AVn，及放電電流I，可求出電池i的內(nèi)阻Ri=AV1/1。該方法雖然能克服人為因素和每次接線的差別，測得的內(nèi)阻參數(shù)，具有較好的可比性。但該方法要在蓄電池回路接入開關，增加了蓄電池供電的不可靠因素；另外要經(jīng)常4斷開蓄電池，違背了直流系統(tǒng)不能斷開蓄電池運行的管理規(guī)定，反而增加了系統(tǒng)運行的風險！總的來說，現(xiàn)有蓄電池的檢修維護方法，不但費時、費力，實際效果有限，而且事后的檢測辦法，即要等蓄電池出現(xiàn)問題后，才能檢測出該故障電池，不能提前發(fā)現(xiàn)落后電池，并阻止蓄電池的惡化。需要說明的是，長期運行的蓄電池，由于制造工藝的差異，其自放電等特性是很難完全一致，而現(xiàn)在的充電機是對蓄電池組整體補充充電，一般是三個月進行一次均充電后，長期運行在浮充狀態(tài)，這種充電模式必定會造成有的電池過充電，而有的電池則欠充電。眾所周知，蓄電池長期過、欠充電，都會對蓄電池的容量產(chǎn)生極大的影響，大大降低蓄電池的容量和使用壽命，是蓄電池達不到生產(chǎn)企業(yè)標準使用年限的主要原因之一。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第一個目的，是為了提供一種蓄電池組綜合測控方法。本發(fā)明的第二個目的，是為了提供一種蓄電池組綜合測控專用裝置。本發(fā)明的第一個目的可以通過采取如下措施達到蓄電池組綜合測控方法，其特征在于1)測量蓄電池組每個蓄電池表面溫度，當溫度超過設定溫度，輸出溫度告警信號；2)測量蓄電池組每個蓄電池端電壓，對高于設定端電壓最大值的電池，進行放電，對低于設定端電壓最小值的電池，進行補充電，使每個蓄電池端電壓穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)；當放電或補充電達到設定時間，蓄電池端電壓仍然超出規(guī)定范圍，輸出電壓越限告警信號；3)測量蓄電池組的浮充電流，當浮充電流小于規(guī)定值時，輸出蓄電池開路告警信號；4)測量蓄電池組端電壓，當蓄電池組電壓高于最大整定值或低于最小整定值時，輸出蓄電池組電壓越限告警信號。該方法是對蓄電池組運行中的參數(shù)測控，可以對現(xiàn)場使用中的蓄電池組有關參數(shù)，如單體電池端電壓、電池表面溫度、蓄電池阻端電壓、蓄電池組浮充電流及蓄電池組充放電電流等，進行檢測與控制，分析現(xiàn)場蓄電池組的運行狀況，能夠有效防止蓄電池的裂化，以及提前發(fā)現(xiàn)蓄電池組內(nèi)單個電池可能出現(xiàn)的故障，避免因蓄電池組問題產(chǎn)生惡劣的影響。本發(fā)明的第一個目的還可以通過采取如下措施達到實現(xiàn)本發(fā)明第一目的的一種實施方案是測量蓄電池組充放電電流，計算蓄電池組的充放電容量。本發(fā)明的第二個目的可以通過采取如下措施達到蓄電池組綜合測控專用裝置，由主機和多個相同結構測控單元構成，其特征在于1)主機包括主控電路、浮充電流測量電路、母線電壓測量電路、充電模塊電路、放電模塊電路、液晶顯示和鍵盤輸入電路，主控電路各有一個1/0端口分別與浮充電流測量電路、母線電壓測量電路、充電模塊電路、放電模塊電路、液晶顯示和鍵盤輸入電路的輸入/輸出端連接；2)所述測控單元并聯(lián)連接，每一測控單元包括測控電路、電池表面溫度測量電路、電池端電壓測量電路和充電、放電控制電路，測控電路的1/0端口之一連接電池表面溫度測量電路的輸入/輸出端、i/o端口之二通過充電、放電控制電路連接電池端電壓測量電路的輸入/輸出端；3)充電模塊電路、放電模塊電路的輸出端分別連接測控單元中充電、放電控制電路的充電控制輸入端和放電控制輸入端。該裝置能夠測量蓄電池組每個蓄電池表面溫度，當溫度超過設定溫度，輸出溫度告警信號；測量蓄電池組每個蓄電池端電壓，并對高于設定端電壓最大值的電池，進行放電，及對低于設定端電壓最小值的電池，進行補充電，使每個蓄電池端電壓長期穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)。當放電或補充電達到設定時間，蓄電池端電壓仍然超出規(guī)定范圍，輸出電壓越限告警信號；測量蓄電池組充放電電流，計算蓄電池組的充放電容量；測量蓄電池組的浮充電流，當浮充電流小于規(guī)定值時，輸出蓄電池開路告警信號；測量蓄電池組端電壓，當蓄電池組電壓高于最大整定值或低于最小整定值時，輸出蓄電池組電壓越限告警信號。本發(fā)明的第二個目的還可以通過采取如下措施達到實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方案是主機還包括主無線通訊電路，主無線通訊電路的輸入/輸出端與主控電路的一個1/0端口連接；測控單元還包括測控無線通訊電路，測控無線通訊電路的輸入/輸出端與測控電路的一個I/O端口連接。主機可以通過主無線通訊電路發(fā)送控制信號和接收數(shù)據(jù)，與之相對應，測控單元通過測控無線通訊電路接收控制信號和向主機發(fā)送數(shù)據(jù)信號。實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方案是主機還包括上位機通訊電路，該上位機通訊電路的輸入/輸出端與主控電路的一個I/O端口連接。實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方案是主控電路由控制芯片CPU、儲存芯處及其外圍電阻、電容元件連接而成；測控電路由控制芯片CPU1、儲存芯處及其外圍電阻、電容元件連接而成。實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方案是主機中，充電模塊電路包括恒流控制電路)、恒壓控制電路和充電電路，放電模塊電路包括放電電路；測控單元中，充電、放電控制電路由充電開關KC、放電開關KF構成；恒流控制電路、恒壓控制電路的輸入端分別連接主控電路的一個輸出端，恒流控制電路、恒壓控制電路的輸出端分別連接充電電路的一個控制輸入端，充電電路的輸出端通過充電開關KC連通充電插座；放電電路的輸入端連接主控電路的一個輸出端、輸入端通過放電開關KF連接放電插座。實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方案是測控單元中，電池端電壓測量電路由多路運算放大電路構成，每路運算放大電路分別由10k/0.1%精密電阻R4、R5、R6、R7及運放芯片U組成，所述運算放大芯片U為0P200低零漂型結構。實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方案是測控單元中，電池表面溫度測量電路包括多個蓄電池表面溫度測量電路，各個蓄電池表面溫度測量電路由10k/0.1%精密電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及運放芯片U組成，所述運放芯片U為0P200低零漂型結構。實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方案是主機中，浮充電流測量電路由環(huán)形鐵芯、線圈及調(diào)制解調(diào)電路組成，分別輸出0-5V電壓VIl、VI2;蓄電池組端電壓測量電路由分壓電阻R1、R2、隔離放大電路(9)組成，輸出0-5V電壓VM。實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方案是主機和測控單元中，均有RFM12無線通訊模塊，并將SCK、SDO、NIRQ、NSEL、SDI接入CPU。本發(fā)明具有如下突出的有益效果1、本發(fā)明提出了一種"蓄電池組參數(shù)測控"方法，通過測量單體電池的端電壓，并采用充放電方法，對欠充和過充的電池進行處理，蓄電池組所有電池的端電壓能夠長期保持在規(guī)定值范圍內(nèi)，解決了目前只能使蓄電池組端電壓保持在規(guī)定值范圍內(nèi)，而單體蓄電池有的出現(xiàn)過充電，有的則出現(xiàn)欠充電問題。使蓄電池組運行在良好的工況下，能有效延長蓄電池的使用壽命。2、本發(fā)明提出了一種"蓄電池組參數(shù)測控"方法，通過測量單體電池的表面溫度，可對溫度過高的蓄電池進行早期處理?，F(xiàn)場測量研究表明，蓄電池的過充電和欠充電，都有可能導致蓄電池表面溫度升高，當對單體蓄電池充放電后，蓄電池端電壓達到規(guī)定值，該電池表面溫度也恢復正常?？山鉀Q部分電池溫度升高導致的使用壽命縮短的問題。對浮充電流的準確測量，則可解決蓄電池開路引起的事故等。3、本發(fā)明本發(fā)明研制的"蓄電池組參數(shù)測控裝置"，不但能延長蓄電池組運行壽命，減少維護工作量，提前發(fā)現(xiàn)故障蓄電池，而且還能預防蓄電池開路、爆炸等事故發(fā)生?？蓮V泛應用于電廠、變電站、電訊等蓄電池檢測，還可用于電池生產(chǎn)企業(yè)、科研院校等對蓄電池運行狀況的研究等。隨著蓄電池使用壽命的提高，將大大減少蓄電池的使用數(shù)量，同樣也就減少了廢舊蓄電池對環(huán)境的污染。圖1是本發(fā)明測控裝置示意圖。圖2是本發(fā)明充放電模塊及控制電路圖。圖3是本發(fā)明測控模塊中單體蓄電池端電壓測量電路圖。圖4是本發(fā)明測控模塊中電池表面溫度測量電路圖。圖5是本發(fā)明主機中電池組端電壓及電池組電流測量電路圖。圖6是本發(fā)明接線簡圖。圖7是本發(fā)明功能菜單_參數(shù)設定示意圖。圖8是本發(fā)明功能菜單_越限整定示意圖。圖9是本發(fā)明功能菜單_充放電整定示意圖。圖10是本發(fā)明功能菜單_歷史數(shù)據(jù)示意圖。圖11是本發(fā)明歷史數(shù)據(jù)1示意圖。圖12是本發(fā)明歷史數(shù)據(jù)2示意圖。圖13是本發(fā)明功能菜單_電池退出示意圖。圖14是本發(fā)明功能菜單_時鐘及服務示意圖。具體實施例方式具體實施例1:圖1至圖7構成本發(fā)明所術用于蓄電池組故障的綜合測控的專用檢測裝置的具體實施例1。參照圖l，本實施例由主機l和多個相同結構測控單元ll構成，主機l包括主控電路10、浮充電流測量電路2、母線電壓測量電路3、充電模塊電路4、放電模塊電路5、液晶顯示7和鍵盤輸入電路8，主控電路10各有一個1/0端口分別與浮充電流測量電路2、母線電壓測量電路3、充電模塊電路4、放電模塊電路5、液晶顯示7和鍵盤輸入電路8的輸入/輸出端連接；所述測控單元11并聯(lián)連接，每一測控單元包括測控電路14、電池表面溫度測量電路15、電池端電壓測量電路12和充電、放電控制電路13，測控電路14的1/0端口之一連接電池表面溫度測量電路15的輸入/輸出端、I/0瑞口之二通過充電、放電控制電路13連接電池端電壓測量電路12的輸入/輸出端；充電模塊電路4、放電模塊電路5的輸出端分別連接測控單元11中充電、放電控制電路13的充電控制輸入端和放電控制輸入端。主機1還包括主無線通訊電路6和上位機通訊電路9，主無線通訊電路6的輸入/輸出端與主控電路10的一個I/O端口連接，上位機通訊電路9的輸入/輸出端與主控電路10的一個1/O端口連接；測控單元11還包括測控無線通訊電路16，測控無線通訊電路16的輸入/輸出端與測控電路14的一個1/0端口連接。本實施例中，主控電路10由控制芯片CPU、儲存芯處及其外圍電阻、電容元件連接而成；測控電路14由控制芯片CPU1、儲存芯處及其外圍電阻、電容元件連接而成。參照圖2，主機1中，充電模塊電路4包括恒流控制電路4-l、恒壓控制電路4-2和充電電路4-3，放電模塊電路5包括放電電路5-l;測控單元ll中，充電、放電控制電路13由充電開關KC、放電開關KF構成；恒流控制電路4-l、恒壓控制電路4-2的輸入端分別連接主控電路10的一個輸出端，恒流控制電路4-l、恒壓控制電路4-2的輸出端分別連接充電電路4-3的一個控制輸入端，充電電路4-3的輸出端通過充電開關KC連通充電插座；放電電路5-l的輸入端連接主控電路10的一個輸出端、輸入端通過放電開關KF連接放電插座。圖2中主機1的控制芯片CPU通過恒流控制單元4-1及恒壓控制單元4-2，對充電電路4-3進行控制，以滿足不同額定電壓蓄電池及不同容量蓄電池的充電需要，通過充電開關KC控制充電模塊20是否輸出，即通過控制充電模塊20的電控開關KlK8的通/斷來控制充電模塊20是否輸出。圖2中充電電路4-3中的充電電源為0-20V電壓可調(diào)，恒流控制單元4_1控制充電電流為0-5A可調(diào)，電流誤差為±1%。圖2中主機1的控制芯片CPU通過放電電路5-1控制對放電電流進行控制，以滿足不同額定電壓蓄電池及不同容量蓄電池的放電需要，通過放電開關KF控制放電模塊是否輸出。放電電路5-l主要由可調(diào)電阻RW構成。圖2中放電電路5-1構成0-5A可調(diào)恒流放電模塊，電流誤差±1%，可滿足0-20V電壓蓄電池的放電。本實施例中，接入測控單元11的蓄電池組共有八組、每組各有八個蓄電池，均分別經(jīng)放電開關KF與充放電模塊21連接。任意蓄電池需要充電或放電，將該蓄電池對應的開關KC或KF合上，如果是充電，則再合上KC，若要放電，則合上KF。參照圖3，測控單元11中，電池端電壓測量電路12由多路運算放大電路構成，每路運算放大電路分別由10k/0.1%精密電阻R4、R5、R6、R7及運放芯片U組成，所述運算放大芯片U為0P200低零漂型結構。測控單元ll中，端電壓測量電路12具有八路蓄電池端電壓測量電路，分別為12-1、12-2、-一、12-8，分別測量八個蓄電池ZL端電壓。所述蓄電池端電壓測量電路12，由10k/0.1X精密電阻R4、R5、R6、R7及0P200低零漂運放Ul組成。本實施例實現(xiàn)單體蓄電池端電壓測量，其中單體蓄電池端電壓測量范圍0-20V，相對誤差±0.2%。參照圖4，測控單元11中，電池表面溫度測量電路15包括多個蓄電池表面溫度測量電路，分別為15-1、15-2、-一、15-8，分別測量八個蓄電池ZL表面溫度。各個蓄電池表面溫度測量電路由10k/0.1%精密電阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7及運放芯片U組成，所述運放芯片U為0P200低零漂型結構。測控單元中具有八個蓄電池表面溫度測量電路，通過測量八個蓄電池表面的溫度電阻的變化，來測量八個蓄電池表面溫度。蓄電池表面溫度測量電路，由10k/0.1%精密電阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7及0P200低零漂運放Ul組成。本實施例能夠實現(xiàn)單體蓄電池表面溫度測量，單體蓄電池表面溫度測量范圍o-ioo。c，誤差士rc。參照圖5，主機1中，浮充電流測量電路2由環(huán)形鐵芯2-l、線圈2-2、調(diào)制解調(diào)電路2-3和隔離放大電路2-4組成，分別輸出0-5V電壓VI1、VI2蓄電池組端電壓測量電路由分壓電阻Rl、R2、隔離放大電路2-4組成，輸出0-5V電壓VM。蓄電池浮充電流測量范圍0-3A，誤差±1%。蓄電池充放電電流測量范圍0-300A，誤差±1%。蓄電池端電壓測量范圍0-250V，誤差±0.2%。本實施例中，主機1和測控單元11，分別有RFM12無線通訊模塊6和16，并將SCK、SDO、NIRQ、NSEL、SDI接入CPU。RFM12無線通訊有效距離300米。下面詳細介紹本實施例的功能和使用方法—、本實施例的功能1、可對2V/6V/12V蓄電池參數(shù)進行測控2、可對0-250V蓄電池組參數(shù)進行測控3、可對蓄電池表面溫度過高報警4、可對單體電池端電壓過高或過低報警5、可對蓄電池組端電壓過高或過低報警6、可對蓄電池組浮充電流過小報警7、可控制單體蓄電池端電壓在規(guī)定范圍內(nèi)二、本實施例的使用方法本裝置可在實驗室、變電站、電廠及電訊基站等場所使用，在設備面板標注按鍵，每步操作，都在液晶屏有詳細提示，完全可以邊學邊用，非常方便。下面詳細介紹具體使用方法。1、接線方式參照圖6，將八個蓄電池ZL1ZL8的兩端接入測控單元ll，再將分別安裝在上述八個蓄電池表面的溫度電阻輸出接入測控單元11;將測控單元的充放電端子首尾相連后，接入主機(1)的充放電端子；將蓄電池組M的正負極接入主機1對應端子；將測量蓄電池組浮充電流及充放電電流互感器2-l、2-2穿過蓄電池組的正極，電流互感器2-l、2-2的輸出接入主機1的對應端子接線即可。三、具體的試驗操作1、參數(shù)設定參照圖7，用"功能"鍵將光標移至功能"1"，按"確定"鍵，選擇參數(shù)設定，對電壓等級、巡撿電壓、電壓越限及告警電阻門檻值，按現(xiàn)場要求進行設置。用"增加"、"減少"鍵修改數(shù)據(jù)，修改完后，用"返回"鍵退到上級菜單。以下相關操作與此類似，不再重復。2、越限整定參照圖8，此功能可對單體蓄電池端電壓和表面溫度，設定越限告警整定值。如果某電池端電壓低于2.13V或高于2.38V，即與2V電池最低額定電壓2.23V相比，低于0.IV，或與2V電池最高額定電壓2.28V相比，高于0.1V，則對該蓄電池進行補充電或放電。當某蓄電池溫度超過60°C，則發(fā)蓄電池溫度越限告警。充電電流可設置0-5A，圖中整定為2A，則充電電流穩(wěn)定在2A，穩(wěn)流精度為0.5%。3、充放電整定參照9，"充放電設定"功能，可對"蓄電池容量"、"補充電容量"與"放電容量"等參數(shù)進行設定。"補充電容量"與"放電容量"最大整定值為蓄電池容量的10%。圖12中，蓄電池容量為500AH，則"補充電容量"與"放電容量"最大值為50AH。一般整定為5%蓄電池容量以內(nèi)即可。如果某電池補充電或放電達到上述整定值，將停止補充電或放電，這時電池的端電壓還處于越限狀態(tài)，將輸出"電壓越限"告警信號，說明該電池存在某中缺陷，需要運行檢修人員到現(xiàn)場處理。補充電過程中，如果被補充電電池端電壓達到了電池電壓下限，如2V電池最低額定電壓2.23V，即使沒有達到設定的補充電容量如圖12中25AH，也將停止補充電。放電過程中，如果被放電電池端電壓達到了電池電壓上限，如2V電池最高額定電壓2.28V，即使沒有達到設定的放電容量如圖3中25AH，也將停止放電。4、歷史數(shù)據(jù)參照圖10至圖12，本裝置記錄并保存單體電池電壓越限、溫度越限、補充電及放電等有關數(shù)據(jù)在圖11中電壓越限歷史數(shù)據(jù)l，表示2009年8月8日20時22分，#3電池電壓越限，電壓為2.532V，2009年8月10日02時31電壓恢復正常。溫度越限與電壓越限類似。在圖12中補充電歷史數(shù)據(jù)1，表示2009年8月8日20時36分，開始給#35電池補充電，2009年8月9日10時36分，結束補充電，充電電流為1A，共給ft35電池補充了14AH的電。放電與補充電類似。5、電池退出參照圖13，本裝置允許運行中部分電池退出，以滿足實際運行的需要。如圖13所示，每段可退出6節(jié)蓄電池，蓄電池的編號如果為000#，表示沒有蓄電池退出運行，1段中，有兩個編號不為000#，即005#和008#，表示1段的005#和008#蓄電池退出運行。6、時鐘及服務參照圖14。本功能下，可修改裝置的時鐘，按年、月、日、時、分順序修改。還提供長期有效、24小時手機服務電話(在選線模塊上亦有提供)，在設備運行過程中，方便用戶隨時與我們聯(lián)系，以保證設備正常運行，準確告警與選線。四、應用實例分析1、試驗方案測試方案將"蓄電池組參數(shù)測控裝置"，接入正在運行的變電站蓄電池組中，記錄蓄電池組初始參數(shù)的測量值，"蓄電池組參數(shù)測控裝置"運行一個月后，再將蓄電池組參數(shù)測量值與初始值進行對比，分析參數(shù)的變化情況，對"蓄電池組參數(shù)測控裝置"的性能進行評估。測試項目蓄電池組端電壓蓄電池組浮充電流蓄電池組充放電電流單體蓄電池端電壓單體蓄電池表面溫度通訊現(xiàn)場背景情況該站蓄電池組是2004年8月投運的德國陽光電池，額定電壓2V，110V系統(tǒng)，供54節(jié)電池，額定電容量500AH，2009年5月，用0.1C電流放電，放電容量達到規(guī)定要求。測試結果蓄電池端電壓測量測量結果初始值120.8V，一月后，121.5V，均符合規(guī)程要求。B、蓄電池組浮充電流測量結果初始值490mA，一月后505mA，均符合規(guī)程要求。C、蓄電池組充放電電流測試結果在測試期間，有一次均充電，充電電流為50.2A，符合規(guī)程要求D、通訊測試結果運行一個月內(nèi)，通訊無故障，數(shù)據(jù)發(fā)送，接收正確。E、單體電池端電壓測試結果初始測量發(fā)現(xiàn)以下電池端電壓不符合規(guī)程要求，如表1。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>—月后，所有電池端電壓均符合規(guī)程要求2.232.28V。F、電池表面溫度測試結果初始測量發(fā)現(xiàn)以下電池溫度偏高，如表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>—個月后，電池表面溫度，5#、8#、21#電池表面溫度達到正常(2425tO，但35#、38#、43#仍然偏高，如表3。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>結論A、通過對端電壓偏高或偏低單體蓄電池進行充放電，全部單體蓄電池端電壓達到規(guī)程要求。"蓄電池組參數(shù)測控裝置"能使蓄電池組運行在良好狀態(tài)。B、有部分表面溫度過高的蓄電池，隨著端電壓滿足規(guī)程要求后，表面溫度也恢復正常，說明過、欠充電，可能會導致電池表面溫度升高。"蓄電池組參數(shù)測控裝置"能降低部分蓄電池的表面溫度，提高蓄電池的使用壽命。其它蓄電池表面溫度升高原因，還有待進一步研究。C、能準確測量浮充電流，解決了現(xiàn)有蓄電池組浮充電流測量不準確的問題。"蓄電池組參數(shù)測控裝置"可有效防止蓄電池開路。D、無線通訊滿足設計要求。本發(fā)明通過對"蓄電池組參數(shù)測控裝置"的研究，尤其是對"蓄電池組參數(shù)測控裝置"的使用條件、使用環(huán)境的研究，確定了開發(fā)蓄電池組綜合測控系統(tǒng)的設計思想和技術路線，再通過實驗室的設計、試制、調(diào)試、校準，以及現(xiàn)場的測試工作，完成了項目要求，研制、開發(fā)出能夠對蓄電池組進行全面檢測的"蓄電池組參數(shù)測控裝置"。如果能及時對過、欠充電電池，適時分別進行放電和補充電，不但能使蓄電池組保持良好的滿容量最佳工作狀態(tài)，而且能有效提高蓄電池的工作壽命，是蓄電池有效的維護手段。另外，蓄電池的劣變一般都伴隨蓄電池的表面溫度升高，實時測量每個蓄電池的表面溫度，也能夠了解蓄電池運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)溫升異常的電池，以防止蓄電池熱膨脹引起的爆炸事故，對提高設備安全運行水平及減少人身傷亡，具有重要意義。因此，為了更準確檢測蓄電池組的工作情況，更全面為運行維護提供蓄電池組各種運行參數(shù)，同時在單體蓄電池端電壓發(fā)生變化時，自動進行調(diào)節(jié)。通過對蓄電池壁體溫度的檢測，根據(jù)壁體溫度的變化進行分析、判斷，對超出端電壓變化范圍的電池進行自動充放、電處理，通過上述參數(shù)檢測和處理從而對蓄電池組的檢測提供一個更全面的技術手段，使蓄電池組的工作狀況處于全面監(jiān)控之中，從而確保電網(wǎng)蓄電池工作狀態(tài)的穩(wěn)定、可靠，解決目前仍然困擾著電力系統(tǒng)的運行維護人員對蓄電池組的處理問題，提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行水平，具有十分重要的意義，對電力系統(tǒng)的直流系統(tǒng)的安全運行和運行管理也是十分必要。一、蓄電池組參數(shù)測控裝置的基本功能首先，制定出蓄電池組檢測設備的技術方案，研制出蓄電池組參數(shù)測控裝置，測控裝置須能滿足以下功能1、實時監(jiān)測每個蓄電池的端電壓，電壓越限告警2、實時監(jiān)測每個蓄電池的表面溫度，溫度越限告警3、對過充電的單體蓄電池，進行放電，并累計放電容量4、對欠充電的單體蓄電池，進行補充電，并累計充電容量5、實時監(jiān)測蓄電池組端電壓，電壓越限告警6、實時監(jiān)測蓄電池浮充電電流，浮充電電流越限告警7、實時監(jiān)測蓄電池充放電電流，并累計充放電容量8、裝置故障告警9、測控單元與主機之間采用無線通訊五、確定需要解決的關鍵技術1、單體蓄電池端電壓測量0-20V，相對誤差±0.2%現(xiàn)有蓄電池組單體電池的額定電壓一般為2V、6V、12V，12V電池的浮充電壓約為14.1V，0-20V的測量范圍可滿足上述3種電池的端電壓檢測。由于單體電池端電壓超出規(guī)定值的±1_2%，即為不合格，因此測量精度應不低于±0.2%相對誤差，以確保電池端電壓在規(guī)定值范圍內(nèi)。2、單體蓄電池表面溫度測量o-io(rc，誤差±rc蓄電池表面溫度與蓄電池的壽命為負相關，即溫度越高，蓄電池壽命越短。按有關規(guī)程，運行過程中蓄電池表面溫度不得超過35t:，一般蓄電池室均裝有具備自動啟動及恒溫控制的空調(diào)，以保證蓄電池運行在20-25t:，這樣蓄電池擁有最長的使用周期。0-10(rC測量范圍，士rc測量精度，可滿足實際運行的需要。3、可滿足0-20V電壓，恒流放電模塊0-5A，電流誤差±1%為適應2V、6V、12V電池的放電，放電模塊應滿足0-20V電壓放電。0_5A恒流可滿足不同容量蓄電池放電需要。電流誤差±1%則可滿足累計放電容量的需要。4、0-20V電壓可調(diào)，恒流充電電路模塊0-5A，電流誤差±1%為適應2V、6V、12V電池的充電，充電模塊電壓應0-20V可調(diào)。0-5A恒流可滿足不同容量蓄電池的充電需要。電流誤差±1%則可滿足累計充電容量的需要。5、蓄電池端電壓測量0-250V±0.2%蓄電池組端電壓一般有24V、48V、110V、220V等，0-250V測量范圍可滿足各種電壓的蓄電池組端電壓的測量。6、蓄電池浮充電流測量0_3A±1%蓄電池的浮充電流一般為lmA/AH，現(xiàn)在絕大多數(shù)蓄電池都在2000AH以內(nèi)，即浮充電流在2A以內(nèi)，0-3A的測量范圍可滿足要求。7、蓄電池充放電電流測量0-300A±l%蓄電池的充電電流一般為1A/10AH，現(xiàn)在絕大多數(shù)蓄電池都在2000AH以內(nèi)，即充電電流在200A以內(nèi)，0-300A的測量范圍可滿足要求。8、無線通訊300米蓄電池一般安放在蓄電池室，其范圍一般在100米以內(nèi)，無線通訊距離300米，可滿足本測控裝置的通訊需要。采用本發(fā)明專用裝置，當溫度超過設定溫度，輸出溫度告警信號；測量蓄電池組每個蓄電池端電壓，并對高于設定端電壓最大值的電池，進行放電，及對低于設定端電壓最小值的電池，進行補充電，使每個蓄電池端電壓長期穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)。當放電或補充電達到設定時間，蓄電池端電壓仍然超出規(guī)定范圍，輸出電壓越限告警信號；測量蓄電池組充放電電流，計算蓄電池組的充放電容量；測量蓄電池組的浮充電流，當浮充電流小于規(guī)定值時，輸出蓄電池開路告警信號；測量蓄電池組端電壓，當蓄電池組電壓高于最大整定值或低于最小整定值時，輸出蓄電池組電壓越限告警信號?？梢员容^全面對蓄電池的運行情況進行分析、判斷、處理，延長蓄電池組的使用壽命，防止惡性事故發(fā)生。權利要求蓄電池組綜合測控方法，其特征在于1)測量蓄電池組每個蓄電池表面溫度，當溫度超過設定溫度，輸出溫度告警信號；2)測量蓄電池組每個蓄電池端電壓，對高于設定端電壓最大值的電池，進行放電，對低于設定端電壓最小值的電池，進行補充電，使每個蓄電池端電壓穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)；當放電或補充電達到設定時間，蓄電池端電壓仍然超出規(guī)定范圍，輸出電壓越限告警信號；3)測量蓄電池組的浮充電流，當浮充電流小于規(guī)定值時，輸出蓄電池開路告警信號；4)測量蓄電池組端電壓，當蓄電池組電壓高于最大整定值或低于最小整定值時，輸出蓄電池組電壓越限告警信號。2.根據(jù)權利要求1所述的蓄電池組綜合測控方法，其特征在于測量蓄電池組充放電電流，計算蓄電池組的充放電容量。3.蓄電池組綜合測控專用裝置，由主機(1)和多個相同結構測控單元(11)構成，其特征在于1)主機(1)包括主控電路(10)、浮充電流測量電路(2)、母線電壓測量電路(3)、充電模塊電路(4)、放電模塊電路(5)、液晶顯示(7)和鍵盤輸入電路(8)，主控電路(10)各有一個I/0端口分別與浮充電流測量電路(2)、母線電壓測量電路(3)、充電模塊電路(4)、放電模塊電路(5)、液晶顯示(7)和鍵盤輸入電路(8)的輸入/輸出端連接；2)所述測控單元(11)并聯(lián)連接，每一測控單元包括測控電路(14)、電池表面溫度測量電路(15)、電池端電壓測量電路(12)和充電、放電控制電路(13)，測控電路(14)的1/0端口之一連接電池表面溫度測量電路(15)的輸入/輸出端、1/0端口之二通過充電、放電控制電路(13)連接電池端電壓測量電路(12)的輸入/輸出端；3)充電模塊電路(4)、放電模塊電路(5)的輸出端分別連接測控單元(11)中充電、放電控制電路(13)的充電控制輸入端和放電控制輸入端。4.根據(jù)權利要求3所述的蓄電池組綜合測控專用裝置，其特征在于主機(1)還包括主無線通訊電路(6)，主無線通訊電路(6)的輸入/輸出端與主控電路(10)的一個1/0端口連接；測控單元(11)還包括測控無線通訊電路(16)，測控無線通訊電路(16)的輸入/輸出端與測控電路(14)的一個I/0端口連接。5.根據(jù)權利要求3所述的蓄電池組綜合測控專用裝置，其特征在于主機(1)還包括上位機通訊電路(9)，該上位機通訊電路(9)的輸入/輸出端與主控電路(10)的一個I/0端口連接。6.根據(jù)權利要求3所述的蓄電池組綜合測控專用裝置，其特征在于主控電路(10)由控制芯片CPU、儲存芯處及其外圍電阻、電容元件連接而成；測控電路(14)由控制芯片CPU1、儲存芯處及其外圍電阻、電容元件連接而成。7.根據(jù)權利要求3所述的蓄電池組綜合測控專用裝置，其特征在于主機(1)中，充電模塊電路(4)包括恒流控制電路(4-l)、恒壓控制電路(4-2)和充電電路(4-3)，放電模塊電路(5)包括放電電路(5-1);測控單元(11)中，充電、放電控制電路(13)由充電開關KC、放電開關KF構成；恒流控制電路(4-l)、恒壓控制電路(4-2)的輸入端分別連接主控電路(10)的一個輸出端，恒流控制電路(4-l)、恒壓控制電路(4-2)的輸出端分別連接充電電路(4-3)的一個控制輸入端，充電電路(4-3)的輸出端通過充電開關KC連通充電插座；放電電路(5-1)的輸入端連接主控電路(10)的一個輸出端、輸入端通過放電開關KF連接放電插座。8.根據(jù)權利要求3所述的蓄電池組綜合測控專用裝置，其特征在于測控單元(11)中，電池端電壓測量電路(12)由多路運算放大電路構成，每路運算放大電路分別由10k/0.1%精密電阻R4、R5、R6、R7及運放芯片U組成，所述運算放大芯片U為0P200低零漂型結構。9.根據(jù)權利要求3所述的蓄電池組綜合測控專用裝置，其特征在于測控單元(11)中，電池表面溫度測量電路(15)包括多個蓄電池表面溫度測量電路，各個蓄電池表面溫度測量電路由10k/0.1%精密電阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7及運放芯片U組成，所述運放芯片U為0P200低零漂型結構。10.根據(jù)權利要求3所述的蓄電池組綜合測控專用裝置，其特征在于主機(1)中，浮充電流測量電路(2)由環(huán)形鐵芯(2-1)、線圈(2-2)及調(diào)制解調(diào)電路(2-3)組成，分別輸出0-5V電壓VII、VI2;蓄電池組端電壓測量電路由分壓電阻Rl、R2、隔離放大電路(9)組成，輸出0-5V電壓VM;主機(1)和測控單元(2)中，各自設有RFM12無線通訊模塊(3)，并將SCK、SDO、NIRQ、NSEL、SDI接入CPU。全文摘要本發(fā)明涉及蓄電池組綜合測控方法及其專用裝置，其特征是通過測量蓄電池組每個蓄電池表面溫度、測量蓄電池組每個蓄電池端電壓，對蓄電池進行放電或補充電；通過測量蓄電池組的浮充電流，輸出蓄電池開路告警信號或輸出蓄電池組電壓越限告警信號。專用裝置由主機(1)和多個相同結構測控單元(11)構成，主機(1)包括主控電路(10)、浮充電流測量電路(2)、母線電壓測量電路(3)、充電模塊電路(4)、放電模塊電路(5)、液晶顯示(7)和鍵盤輸入電路(8)；測控單元(11)并聯(lián)連接；充電模塊電路(4)、放電模塊電路(5)的輸出端分別連接測控單元(11)中充電、放電控制電路(13)的充電控制輸入端和放電控制輸入端。本發(fā)明廣泛應用于電廠、變電站、電訊等蓄電池檢測。文檔編號G01R31/36GK101697376SQ20091019288公開日2010年4月21日申請日期2009年9月30日優(yōu)先權日2009年9月30日發(fā)明者徐玉鳳申請人:徐玉鳳;