國網(wǎng)四川省電力公司甘孜供電公司 王 強(qiáng)

電力通訊電源蓄電池在線監(jiān)測及系統(tǒng)維護(hù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

國網(wǎng)四川省電力公司甘孜供電公司 王 強(qiáng)

電力通訊體系作為業(yè)務(wù)辦理、電網(wǎng)調(diào)度以及數(shù)據(jù)傳輸過程中的重要基礎(chǔ)，能夠在很大程度上確保電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)以及穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。因而通訊電源的運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量在電力通訊體系中能夠?qū)﹄娏νㄓ嵕W(wǎng)絡(luò)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性及可靠性造成較大的影響。在現(xiàn)代通訊設(shè)備中，后備電源廣泛地應(yīng)用閥控鉛酸蓄電池，其是確保通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最后一道防線，能夠在一定程度上對通信系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成重要影響。鑒于此，本文主要在線監(jiān)測電池性能狀況，并通過自動進(jìn)行在線電磁充放電的功能來對老化的電池進(jìn)行激活，使電池保持其最佳狀態(tài)與性能，對閥控鉛酸蓄電池集中監(jiān)測管理以及維護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與解決方法進(jìn)行如下闡述。

電力通訊；蓄電池；在線監(jiān)測；系統(tǒng)維護(hù)；設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

前言

現(xiàn)階段在我國的通訊電源中應(yīng)用最為廣泛的是閥控鉛酸蓄電池，其作為后備電源，能夠確保系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行。其最主要的特點(diǎn)在于當(dāng)面對供電電源或者整流系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況時(shí)，對設(shè)備動力的提供為蓄電池，因而閥控鉛酸蓄電池的性能能夠在一定程度上對電源系統(tǒng)的質(zhì)量造成影響。傳統(tǒng)情況下對蓄電池的維護(hù)工作主要由人工完成，因而在實(shí)際應(yīng)用中存在很多不足：①由于維護(hù)人員的欠缺，而基站數(shù)量較多，難以完成預(yù)期任務(wù)；②在實(shí)際情況中一部分的基站并未安裝監(jiān)控系統(tǒng)，因而無法對蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面的掌握；③一部分基站維護(hù)人員缺乏相關(guān)的蓄電池專業(yè)知識，無法準(zhǔn)確地對蓄電池狀態(tài)進(jìn)行判斷；④現(xiàn)階段我國對蓄電池容量測量采用的定期放電不夠科學(xué)。這些問題的存在會在一定程度上影響蓄電池的使用壽命，從而相應(yīng)地增加對蓄電池的維護(hù)與處理費(fèi)用，最終影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

為了能夠進(jìn)一步改善對閥控鉛酸蓄電池的使用管理，就需要將閥控鉛酸蓄電池的檢修方式轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕?biāo)檢修?，F(xiàn)本文給出提出一種新型蓄電池在線監(jiān)測以及維護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案，主要是對正在運(yùn)行的電池通過在線的方式估算電池的好壞等相關(guān)指標(biāo)，并根據(jù)檢測結(jié)果在線維護(hù)電池，盡可能地延長電池使用時(shí)壽命，確保電池的最佳狀態(tài)。應(yīng)用此方案后的主要優(yōu)點(diǎn)為：①對電池當(dāng)前狀況進(jìn)行詳細(xì)地掌握；②盡可能地優(yōu)化電池使用條件，并延長電池使用壽命；③對正在使用過程中電池存在的問題及障礙進(jìn)行及時(shí)解決；④防止對電池的盲目更換；⑤能夠?qū)﹄姵厥褂脿顩r進(jìn)行集中監(jiān)控以及網(wǎng)絡(luò)化管理。

1 蓄電池系統(tǒng)架構(gòu)與在線監(jiān)測

系統(tǒng)架構(gòu)：

一般情況下，對蓄電池壽命造成影響的因素很多，并且對于鉛酸閥控蓄電池來說，其在實(shí)際應(yīng)用的過程中對運(yùn)行具體參數(shù)具有非常嚴(yán)格的要求，運(yùn)行方式的不合理對對蓄電池的使用壽命造成直接影響。現(xiàn)階段，我國通訊系統(tǒng)中的站點(diǎn)的數(shù)量太大，并且?guī)资畟€甚至上百個站點(diǎn)均有一個班組進(jìn)行管理。這種現(xiàn)實(shí)狀況使得維護(hù)人員具有十分繁重的工作任務(wù)，在對大量的蓄電池進(jìn)行維護(hù)的過程中無法采用單一的解決方案。因此，這就要求在對蓄電池進(jìn)行維護(hù)的過程中，只能智能化以及網(wǎng)絡(luò)化的自動維護(hù)方式，對系統(tǒng)的維護(hù)監(jiān)測工作盡可能地采取無人值守的方式，并將檢測的結(jié)果以報(bào)警的方式在第一時(shí)間通知維護(hù)人員或者值班人員等。在實(shí)際情況中，由于電力通訊設(shè)備具有非常廣泛地分布，也會涉及到較多的部門及單位。因而也將會存在較為復(fù)雜的通訊電源產(chǎn)權(quán)、管理以及檢修維護(hù)體系，而合理地構(gòu)架蓄電池在線監(jiān)測以及維護(hù)系統(tǒng)，能夠盡可能地采集到豐富的蓄電池相關(guān)數(shù)據(jù)信息，從而有效地確保檢修任務(wù)的調(diào)度工作。

本次提出的蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成部分主要包括四個子系統(tǒng)，如數(shù)據(jù)監(jiān)測、自動維護(hù)、通信及服務(wù)器子系統(tǒng)。除此之外，還支持SC、SU兩級結(jié)構(gòu)以及SC、SS、SU三級結(jié)構(gòu)，以便實(shí)現(xiàn)兩級結(jié)構(gòu)平滑過渡到三級結(jié)構(gòu)。

2 數(shù)據(jù)監(jiān)測及對子系統(tǒng)維護(hù)

2.1 單元監(jiān)測

在對蓄電池進(jìn)行在線維護(hù)的過程中必須具備與之相應(yīng)的檢測手段，對蓄電池進(jìn)行在線監(jiān)測維護(hù)管理工作的主要內(nèi)容是真實(shí)地把握電池在實(shí)際運(yùn)行過程的運(yùn)行狀態(tài)。因而，為了能夠有針對性地維護(hù)蓄電池，就需要對當(dāng)前蓄電池的運(yùn)行參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)以及性能參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)地掌握。這就需要重點(diǎn)地選擇蓄電池在線監(jiān)測技術(shù)。

對于蓄電池在線監(jiān)測子系統(tǒng)來說，為了確保蓄電池的使用性能就需要對蓄電池運(yùn)行參數(shù)及狀況進(jìn)行準(zhǔn)確地檢測。一般來說，蓄電池中最為基本的運(yùn)行參數(shù)包括蓄電池組及單電池工作電流、電壓、內(nèi)阻以及工作環(huán)境溫度，而一套運(yùn)行狀況良好的數(shù)據(jù)采集器同時(shí)還需要具備一個可擴(kuò)展的其他測量接口。除此之外，監(jiān)測子系統(tǒng)還需要能夠?qū)π铍姵氐倪\(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)進(jìn)行分析，同時(shí)能夠確認(rèn)并主動上傳一、二類告警。在告警產(chǎn)生的過程中，一定的存貯空間能夠記錄并存儲各類參數(shù)及其產(chǎn)生的時(shí)間。

2.2 自動維護(hù)單元

對于蓄電池的維護(hù)工作主要包括以下幾個方面：①對于欠充蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充電工作。②及時(shí)地調(diào)整蓄電池浮充過高的狀況。造成蓄電池在使用過程中紅失水的主要原因在于浮充過高，也能對蓄電池的使用壽命造成重要影響。③定期且均衡地對蓄電池組充電。一般來說處于長期浮充的蓄電池組由于電池的自放電以及不一致的蓄電池電壓會在一定程度上降低電池組容量，并使蓄電池的容量造成虧損，因此這就要求相關(guān)維護(hù)人員必須定期地對蓄電池進(jìn)行均衡補(bǔ)充電工作。④及時(shí)地補(bǔ)充電以及適當(dāng)?shù)卣{(diào)整蓄電池的欠充與部分蓄電池出現(xiàn)浮充過高的狀況。⑤活化蓄電池應(yīng)用過程中出現(xiàn)的內(nèi)阻變化過大狀況。大量的研究數(shù)據(jù)表明，大多數(shù)的蓄電池在使用過程中出現(xiàn)的劣化均是由于蓄電池失水硫酸化而導(dǎo)致，因而若在蓄電池硫酸化的初期便及時(shí)地采取合理的方式有針對性地處理蓄電池，便能有效地恢復(fù)蓄電池的使用性能，也能在一定程度上延長蓄電池的使用壽命。⑥定期放電以活化蓄電池組。在線對蓄電池進(jìn)行活化放電的過程中，切忌不可斷開充電系統(tǒng)而采用蓄電池對負(fù)載供電模式進(jìn)行放電。原因在于當(dāng)蓄電池的連接存在問題或者性能欠佳時(shí)，便會嚴(yán)重地影響到系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

3 蓄電池監(jiān)測及對子系統(tǒng)維護(hù)

監(jiān)控軟件的組成部分包括用戶操作管理、權(quán)限管理以及顯示瀏覽模塊等。其中用戶操作管理主要是所有用戶對系統(tǒng)所進(jìn)行的任何操作進(jìn)行了詳細(xì)的記錄；權(quán)限管理主要包括科任、一般操作員以及系統(tǒng)管理員。

子系統(tǒng)維護(hù)工作主要包括：①系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置模塊。②報(bào)警記錄與查詢模塊。③運(yùn)行報(bào)表生成及打印模塊。④蓄電池?cái)?shù)據(jù)分析子系統(tǒng)。此子系統(tǒng)的工作主要內(nèi)容在于對蓄電池的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的分析，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際運(yùn)行狀況為系統(tǒng)提供最佳的運(yùn)行方式及參數(shù)。同時(shí)對蓄電池性能參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)地分析，以便能夠準(zhǔn)確地找出蓄電池最佳的維護(hù)時(shí)間與方式。并且根據(jù)用戶的 實(shí)際需要，對蓄電池進(jìn)行定期放電活化工作。與此同時(shí)為工作人員能夠提供蓄電池的性能變化曲線以及報(bào)警分析和處理措施、建議。⑤充電單元運(yùn)行管理。此管理內(nèi)容主要是調(diào)整智能型充電機(jī)的運(yùn)行方式，并且根據(jù)實(shí)際應(yīng)該設(shè)定智能型的充電機(jī)運(yùn)行參數(shù)。同時(shí)根據(jù)蓄電池?cái)?shù)據(jù)分析子系統(tǒng)指令對蓄電池的運(yùn)行參數(shù)及方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，嚴(yán)密地監(jiān)測充電機(jī)運(yùn)行參數(shù)，并且分類并記錄充電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)以及跳變事件，及時(shí)地分析異常操作并處理報(bào)警工作。

4 結(jié)束語

綜上所述，本次研究中所提出的蓄電池在線監(jiān)測及維護(hù)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中具有較高的性能及較高的可靠性、可拓展性，能夠及時(shí)地維護(hù)蓄電池運(yùn)行狀況。不僅能夠在一定程度上降低用戶維護(hù)成本，也能盡可能地延長蓄電池使用壽命，降低對蓄電池故障處理費(fèi)用，提高蓄電池的運(yùn)行參數(shù)以及運(yùn)行性能，從而確保電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

[1]李含霜,何宏華,馬云飛,等.通訊電源中的蓄電池在線監(jiān)測技術(shù)及系統(tǒng)維護(hù)的研究與設(shè)計(jì)[J].電子測試,2014,(z2):15-17,7.

王強(qiáng) （1989-），男，四川安岳人，從信息通信運(yùn)維檢修工作，研究方向：電力通信、信息運(yùn)維檢修方面工作。