烏蘭察布冠軍蓄電池
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電力行業(yè)蓄電池容量測試方案
電力操作電源主要由充電屏、蓄電池及監(jiān)控模塊構(gòu)成。其中蓄電池組的作用尤為重要。在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，將由蓄電池組直接對繼電保護裝置、合閘分路、控制分路及其它重要負載提供電力供應。????
??? 隨著技術的進步，閥控閉封鉛酸蓄電池以其重量輕、占地少、無酸霧污染，少維護工作等突出優(yōu)點，大規(guī)模地取代了以前的防酸隔暴電池。閥控電池在具有突出優(yōu)勢的同時，也帶來先天的不足，比如：容易難以測試，不能加水，對浮充電壓、使用環(huán)境要求高等等。因此蓄電池投入使用后，由于電池出廠前的設計、工裝設備、質(zhì)量控制等因素，以及所有后的浮充電壓設定，使用環(huán)境溫度等，會導致活性物質(zhì)脫落、變壞、正極柵格腐蝕及硫化等現(xiàn)象，從而會使得整組電池出現(xiàn)容量丟失，電壓差不均，以及單體電池落后等情況。這樣將給安全生產(chǎn)帶來極大的隱患，出現(xiàn)電網(wǎng)故障時需電池供電，而電池放不出電的惡性事故，因此，維護規(guī)程中要求對蓄電池進行核對性容量試驗和脫載試驗，目的就是測知電池組的實際容量，找出落后電池，消除隱患。
??? 但目前，由于缺乏必要的專業(yè)儀器儀表，對蓄電池組容量測試還停留在人工檢測水平上，這是一項操作繁瑣、工作量大，效率極低的工作，同時造成大部分局均未能按照規(guī)程要求對蓄電池進行容量測試維護。目前在用的蓄電池組從工程竣工交付使用后至今沒有做過一次徹底容量測試的現(xiàn)象極為普遍。電池作為電力操作電源最后一道關口，如果聽任其長期處于狀態(tài)不明的情況下運行，那么隱患之處將多不勝數(shù)。隨著時間的推移，電池使用年限的增加，由電池引起的中斷事故將防不勝防。
本公司蓄電池組智能容量測試儀，使傳統(tǒng)的蓄電池容量測試維護只的人工操作和手工檢測數(shù)據(jù)記錄，變?yōu)橐晕⒖刂破骱臀㈦娔X智能化自動測試記錄，極大地提高測試的準確性，減輕了維護人員的工作量，提高了工作效率，從而達到消除隱患，確保安全生產(chǎn)的目的。
一、測試目的： 1、找出落后電池，進行活化整治提高電池容量或者作出更換決定 2、測量出蓄電池組的容量
??? 二、測試方案
??? 1、采用MPR-2（120）便攜式蓄電池監(jiān)測儀 在每次測試前進行電池組連線，可以進行電池組在線或離線測試。 在線或離線測試都需要電池組作短暫放電。放電時監(jiān)測儀以1次/秒的掃描速度將電池的電壓值采集下來并繪成曲線。維護人員可一目了然地找出落后電池，然后用單體電池活化整治儀對落后電池進行在線活化整治。若經(jīng)活化整治后，落后電池恢復容量，則可繼續(xù)供用；若整治后落后電池不能恢復容量，則必須進行單體更換；若落后電池數(shù)量超過整組的1/3，則需整組更換。
電池測試儀同時還將給出整組電池的容量值。
??? 2、采用RTU-3100固定式蓄電池監(jiān)測儀 本方案一次性將電池和監(jiān)測儀連結(jié)好，在平時例行的電池放電過程中，測試儀可將電池的充放電數(shù)據(jù)記錄下來，在定期巡檢時，只要用手提電腦將模塊中存儲的數(shù)據(jù)讀出就可查出整組電池的容量，找出落后電池。
??? 三、兩種方案的優(yōu)劣：
??? 1、 便攜式：節(jié)省投資。但每次測試時需臨時布線，測試完后再拆線，工作量相對較大。
??? 2、 固定式：一次性布好線，平時任何一次的電池放電數(shù)據(jù)都可作為測試數(shù)據(jù)，工作量少。但每組電池都需安裝一臺測試儀，投資相對較大。
??? 四、所需用儀表： MPR-2（120）便攜式蓄電池監(jiān)測儀 RTU3100系列固定式蓄電池監(jiān)測儀 SBCT單體電池容量測試活化診治設備
BDCT電池組恒流放電容量測試設備 （ 離線測試時需要）
??? 五、監(jiān)測網(wǎng)絡布線圖
??? 1、 使用RTU3100固定式蓄電池監(jiān)測儀構(gòu)成的電池監(jiān)測網(wǎng)絡布線圖 使用RTU3100構(gòu)成電池監(jiān)測系統(tǒng)，在一個局點可不需要監(jiān)控主機（如果需要用液晶顯示，則需要加入帶液晶顯示的監(jiān)控主機），其布線網(wǎng)絡如下：
2、機樓電池測量系統(tǒng)的分布網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖
六、測試圖表分析
1、 池充放電后，可通過查詢電池充放電曲線來分析電池的內(nèi)阻及性能好壞。
圖注：分析第3組的8號電池(藍色曲線)，15號電池(黃色曲線)放電曲線圖，該放電曲線分三階段：
第一階段為浮充階段,由圖上可知各電池較為接近。
第二階段為放電階段，從該階段中可以得知各電池的性能如何,放電一開始15號電池電壓便
急劇下到1.9V以下，以后回升到1.9V左右,且維持了一段時間，很快便開始下降,到最后<
充電時,電壓已接近終止電壓了,說明該電池已維持不了多少時間了。
再看8號電池,放電時下降不多,下降到2.05V左右，少許回升后，端電壓基本保持恒定，
說明放電時勢頭強勁，電池性能較好。
從以上分析，很明顯8號電池比15號電池性能好得多。
第三階段為均充階段,后面又有一上升是因為操作員又加入一整流模塊對電池充電。從中心，
查看電池曲線，即可分析班組人員或電池設備是如何對蓄電池進行維護的。
2、 用戶可以查詢，任意時刻的電池參數(shù)值
如黃色方框中所示: 用戶可通過多種方式來查詢某一時刻的各項電池參數(shù)，具體可以選擇的參數(shù)有: 采集點的時間、當時的電流值，當時電池的剩余容量，當時所計算出的剩余放電時間和所放出容量(從放電開始到當時時刻放出的容量).
3、用戶可以查詢各電池組的性能比較圖:
圖注：以上六組均為同一個設備提供電力，通過本監(jiān)控系統(tǒng)測試后，給出六組電池的綜合性能的比較圖。從圖中可知：前三組電池性能較差，后三組電池性能較好，尤其是第三組性能最差，事實為前三組已使用了5年時間，而后三組才使用了2年。
4、 告警查詢---本系統(tǒng)能及時指出自身設備的故障,尤其由于電池接點較多，常有電池接頭線因接觸不良等原因，造成測量誤差，本系統(tǒng)能及時指出此類問題，及模塊出故障或通信線路的故障，方便維護人員的工作。
上圖為由于通信線斷開產(chǎn)生的告警(有聲音告警)。本系統(tǒng)有強大的自檢功能，可以對本本身的硬件故障產(chǎn)生告警：如通信線路斷，線頭接觸不良，電壓，電流模塊出故障等。
5、 電池異常告警、電池組維護分析。系統(tǒng)能智能地分析電池的性能狀況及可能造成的性能差的原因，盡量給維護人員提供一些維護意見，以減輕維護人員的負擔。
通信電源蓄電池溫度的監(jiān)測方案
通信電源被稱為通信系統(tǒng)的心臟，電源系統(tǒng)將直接影響通信系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。目前，通信系統(tǒng)電源供電大都是由不間斷的蓄電池提供的，蓄電池溫度過高勢必影響到電池的工作效率和壽命。因此對蓄電池的工作溫度進行實時的監(jiān)測具有實際意義。美國APC公司的一項調(diào)查結(jié)果表明，大約有75％以上的通信系統(tǒng)故障都是由于電源設備故障而引起的。
議題內(nèi)容：
蓄電池溫度監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)組成
蓄電池溫度監(jiān)測系統(tǒng)的軟硬件設計
解決方案：
電壓、溫濕度采集、溫度采集
模塊之間的通信
數(shù)據(jù)顯示
系統(tǒng)組成
蓄電池溫度監(jiān)測系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。主要由電壓、溫濕度采集、溫度采集、89S51單片機、鍵盤控制模塊、顯示電路模塊、通信模塊組成。該系統(tǒng)能完成6組或6組以上通信電池的溫度測量、1路機房環(huán)境測量(溫度、濕度測量)、2路直流電壓和2路交流電壓測量，傳輸數(shù)據(jù)距離大于200m。
硬件設計
1單片機選擇
該系統(tǒng)單片機選用89S51，該單片機采用0．35新工藝。成本降低，功能提升，與傳統(tǒng)的89C51單片機相比主要具有以下特點：
(1)功能增多，性能有了較大提升，價格基本不變；
(2)ISP在線編程功能；
(3)最高工作頻率為33MHz，計算速度更快；
(4)具有雙工UART串行通道；
(5)內(nèi)部集成看門狗計時器；
(6)雙數(shù)據(jù)指示器；
(7)兼容性強，向下完全兼容51全部子系列產(chǎn)品。
2溫度傳感器的選擇及其與單片機的連接
溫度采集選用DS18B20，DS18B20具有獨特的單總線接口方式，通過串行通信接口(I／O)直接輸出被測溫度值接口方式，CPU只需一根端口線就可與DS18820實現(xiàn)雙向通信；在使用中不需要任何外圍元件；內(nèi)含寄生電源，既可采用寄生電源，也可由VDD直接供電；允許電壓范圍是3．0～5．5V，進行溫度／數(shù)字轉(zhuǎn)換時的工作電流約為1．5mA，待機電流僅為1μA，典型功耗為5mW；溫度測量范圍為－55～125℃，在0～85℃之間，誤差小于0．5℃；支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以掛接在一根總線上，可實現(xiàn)多點測溫；具有負壓特性，當電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。
DS18B20和單片機的連接如圖2所示，由VCC直接供電，連接一個4．7kΩ左右的上拉電阻，DQ直接連到單片機的P1．0口上。
CPU對DS18B20的訪問流程是：對DS18B20初始化即ROM操作命令、存儲器(包括便箋式RAM和E2PROM)操作命令即數(shù)據(jù)處理。單總線上所有處理都從初始化開始，初始化時序由主機發(fā)出的復位脈沖和一個或多個從機發(fā)出的應答脈沖組成。主機接收到從機的應答脈沖后，說明有單總線器件在線，主機就可以開始對從機進行ROM命令和存儲器操作命令，使DS18B20完成溫度測量并將測量結(jié)果存人高速暫存儲器中，然后讀出此結(jié)果。
3交、直流電壓以及機房溫濕度的測量
直流電壓、交流電壓以及機房溫濕度的測量選用TLC1543，TLC1543為10位11通道的A／D轉(zhuǎn)換器，與單片機的連接如圖3所示。機房環(huán)境測量(溫度、濕度)采用JWS溫濕度變送器，輸出信號為標準0～5V直流電壓信號；直流電壓的數(shù)據(jù)采集經(jīng)電阻分壓后直接送至A／D轉(zhuǎn)換器，交流電壓的采集經(jīng)分壓整流后也直接送至A／D轉(zhuǎn)換器。
4顯示電路設計
溫度顯示采用6位LED，與單片機的連接如圖4所示。顯示模塊由8279鍵盤、顯示接口芯片和相應的驅(qū)動電路組成。8279的掃描線SLA～SLC在掃描過程中，可將芯片內(nèi)部顯示單元的內(nèi)容送到輸出數(shù)據(jù)線OA0～OA3和OB0～OB3掃描線經(jīng)74HC138譯碼，作為多位LED數(shù)碼管的位選線，通過74LS04反相后，再經(jīng)過位驅(qū)動芯片，用于對不同的數(shù)碼管進行位驅(qū)動。同時，用OA0～OA3和OB0～OB3送出的數(shù)據(jù)對應地驅(qū)動每個數(shù)碼管的8個顯示段，使6個數(shù)碼管輪流驅(qū)動發(fā)光。驅(qū)動芯片采用SN75491和SN75492，分別驅(qū)動數(shù)碼管的段和位顯示，保證6位數(shù)碼管都被點亮時需要的最大電流。
5通信模塊設計
為了滿足數(shù)據(jù)傳輸距離大于200m，通信采用75LBC180全雙工485芯片，單片機通信電平和計算機電平的轉(zhuǎn)換采用MAX232完成，如圖5所示。MAX232芯片是專為電腦的RS232標準串口設計的接口電路，使用+5V單電源供電。另外。RS232到RS485的轉(zhuǎn)換可采用專用的轉(zhuǎn)換器，如BOK－60或ATC－160A無源轉(zhuǎn)換器。
軟件設計
蓄電池溫度監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設計主要包括主程序、外部中斷子程序、顯示子程序等。圖6是該系統(tǒng)的主程序流程圖。用于完成對DS18B20的調(diào)用、中斷管理、測量溫度值的計算及溫度值的顯示等功能。主機89S51首先復位脈沖使信號線上所有的DS18B20芯片都被復位，接著發(fā)送跳過ROM操作命令，激活在線的所有DS18B20，然后系統(tǒng)轉(zhuǎn)人中斷處理流程，完成溫度轉(zhuǎn)換，讀取等工作。外部中斷子程序完成對溫度測量數(shù)據(jù)的讀取，顯示子程序完成液晶顯示器的初始化及顯示溫度值。
基于89S51和DS18B20的通信電源蓄電池溫度監(jiān)測系統(tǒng)，接口簡單，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路，與傳統(tǒng)裝置相比，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可靠性和測溫精度高，功耗低，應用面廣等優(yōu)點。
