何康杰

（南方電網(wǎng)深圳供電局有限公司 寶安供電局沙井供電分局，廣東深圳 518000）

0.引言

蓄電池巡檢工作具有一定的必要性，一方面，可以保障蓄電池運(yùn)行的穩(wěn)定性，對(duì)蓄電池故障進(jìn)行全面的判斷。另一方面，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問題，避免故障造成嚴(yán)重的影響，使故障問題的應(yīng)對(duì)更加的有效。巡檢過程由蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行完成，具有持續(xù)監(jiān)測的工作，對(duì)蓄電池狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)判斷，保障蓄電池的運(yùn)行質(zhì)量。

1.直流電源系統(tǒng)蓄電池巡檢的重要性

蓄電池是電力系統(tǒng)的重要組成部分，如圖1所示，有著可靠的工作性能，需要對(duì)其做好巡檢工作，使其能夠運(yùn)行穩(wěn)定。在市電電源中斷后，蓄電池可以維持系統(tǒng)繼續(xù)供電，保障系統(tǒng)的供電狀態(tài)。蓄電池巡檢的重要性主要體現(xiàn)如下：第一，蓄電池對(duì)環(huán)境溫度具有較高的要求，需要采用恒溫控制方式。通過巡檢方式，可以及時(shí)對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行檢測，使環(huán)境溫度能夠滿足蓄電池的需要，能夠有效延長蓄電池使用壽命。第二，蓄電池運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生易燃易爆氣體，將會(huì)對(duì)現(xiàn)場的安全性造成影響，因而需要對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行巡檢，對(duì)氣體進(jìn)行迅速處理，進(jìn)而提供有效的安全保障。第三，有助于蓄電池運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測，如電量、故障等，可以根據(jù)巡檢結(jié)果產(chǎn)生報(bào)警，提高工作人員技術(shù)進(jìn)行檢修和維護(hù)，保障蓄電池具有良好的工作狀態(tài)[1]。

圖1 直流電源蓄電池

2.直流電源系統(tǒng)蓄電池巡檢技術(shù)分析

2.1 蓄電池巡檢方法

2.1.1 電壓檢測

電壓是蓄電池的基本屬性，需要做好電壓的檢測工作，確保蓄電池工作的穩(wěn)定性。電壓檢測主要分為2個(gè)方面：（1）過壓檢測。防止蓄電池發(fā)生擊穿現(xiàn)象，對(duì)蓄電池造成損傷。（2）欠壓檢測。避免蓄電池出現(xiàn)硫化現(xiàn)象，損壞電池。蓄電池使重要的供能狀態(tài)，對(duì)電壓具有較高的要求，檢測時(shí)將電壓表兩端接于電源兩端，這樣便可以對(duì)蓄電池進(jìn)行電壓檢測。以容量12V20AH的蓄電池為例，通常情況下，過壓值為14.4V，欠壓值為10.5V。當(dāng)電壓值超過14.4V時(shí)，則視為蓄電池為過壓情況；當(dāng)電壓值低于10.5V時(shí)，則視為蓄電池欠壓。蓄電池過壓、欠壓一般采用自動(dòng)檢測的方式，可由巡檢監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行檢測。通過這種方式，能夠提高電壓檢測的效率，對(duì)直流電源系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)保護(hù)，使蓄電池電壓具有穩(wěn)定的狀態(tài)。

2.1.2 充放電電流檢測

蓄電池工作過程中存在著過負(fù)載、過電流等問題，需要從充電方面進(jìn)行檢驗(yàn)，應(yīng)做好電流檢測工作。蓄電池能夠?qū)崿F(xiàn)化學(xué)能與電能的反復(fù)轉(zhuǎn)化，其中伴隨著反復(fù)充放電的過程，隨著使用時(shí)間的增加，蓄電池的性能將會(huì)逐漸下降，導(dǎo)致充放電電流出現(xiàn)不穩(wěn)的現(xiàn)象。如圖2所示，通過充放電檢測，可以對(duì)蓄電池運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，防止蓄電池出現(xiàn)充放電過度的情況，進(jìn)而解決蓄電池的隱患問題。充放電電流采用電流傳感器進(jìn)行檢驗(yàn)，可以提高電流檢測的精度，有助于在線檢測工作的實(shí)現(xiàn)，使其能夠融入到巡查監(jiān)控系統(tǒng)中，保障蓄電池運(yùn)行穩(wěn)定。充放電檢測時(shí)間一般為5min～10min，在充放電電流檢測的同時(shí)，還需要對(duì)蓄電池剩余容量進(jìn)行檢驗(yàn)，確定蓄電池充放電狀態(tài)是否正常，提高充放電檢測的有效性。另外，通過電壓、電流等數(shù)據(jù)可以得到充放電曲線，有助于蓄電池功能的全面判斷，檢驗(yàn)蓄電池的功能狀態(tài)[2]。

圖2 蓄電池充放電檢測

2.1.3 溫度檢測

蓄電池具有較高的溫控要求，一旦溫度過高將會(huì)導(dǎo)致蓄電池直接燒毀，對(duì)蓄電池造成嚴(yán)重的危害。溫度控制主要包含2個(gè)方面：一方面，環(huán)境溫度。蓄電池工作過程中，需要與環(huán)境溫度進(jìn)行補(bǔ)償，向環(huán)境中散發(fā)熱量。一旦熱量不能及時(shí)得到散發(fā)，將會(huì)導(dǎo)致蓄電池溫度持續(xù)升高。另一方面，表面溫度。蓄電池表面溫度對(duì)蓄電池狀態(tài)具有較大的影響，在工況變化的條件下，蓄電池內(nèi)阻將會(huì)發(fā)生變化，使其需要額外進(jìn)行功率的消耗，進(jìn)而導(dǎo)致表面溫度的增加。蓄電池采用溫度傳感器進(jìn)行檢測，并且需要與測溫模塊相結(jié)合，構(gòu)建完善的測溫條件，有助于溫度實(shí)時(shí)檢測的實(shí)現(xiàn)。通常情況下，當(dāng)表面溫升大于8℃時(shí)，蓄電池將會(huì)發(fā)生損壞，因而需要做好溫度的控制工作，對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的溫度檢測，避免蓄電池由于溫度過高而發(fā)生損壞。

2.2 蓄電池巡檢設(shè)計(jì)

2.2.1 巡檢目標(biāo)

蓄電池巡檢目標(biāo)較多，需要逐一進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，提高巡檢設(shè)計(jì)的完善性。蓄電池巡檢監(jiān)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)的重要方式，需要合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)蓄電池進(jìn)行持續(xù)化地保護(hù)。蓄電池一般安裝在配電柜的內(nèi)部，并且應(yīng)放置在保護(hù)裝置的內(nèi)部，降低外界環(huán)境對(duì)蓄電池的影響。蓄電池巡檢目標(biāo)包括電壓、電流、溫度等，應(yīng)圍繞巡檢目標(biāo)對(duì)巡檢監(jiān)控系統(tǒng)展開設(shè)計(jì)，提高巡檢問題解決的針對(duì)性。為了對(duì)巡檢目標(biāo)進(jìn)行檢測，需要做好硬件的應(yīng)用設(shè)計(jì)，主要圍繞兩方面進(jìn)行展開：一方面，檢測設(shè)計(jì)。對(duì)巡檢目標(biāo)進(jìn)行檢測，如測溫模塊、容量計(jì)算模塊等，使巡檢目標(biāo)得到有效采集；另一方面，控制設(shè)計(jì)。對(duì)直流電源系統(tǒng)進(jìn)行控制，保障蓄電池運(yùn)行的穩(wěn)定性，如聯(lián)動(dòng)風(fēng)扇模塊的使用，可以對(duì)蓄電池溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而提高蓄電池的工作狀態(tài)。

2.2.2 巡檢方案

為了保障蓄電池巡檢過程的穩(wěn)定性，需要合理對(duì)巡檢方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)直流電源系統(tǒng)進(jìn)行全面檢測。在巡檢方案中，采用雙平臺(tái)監(jiān)控方式，雖然會(huì)增加一定的檢測成本，但卻可以提高巡檢結(jié)果的可靠性。同時(shí)，需要注意巡檢方案的模塊擴(kuò)展，采用多路I/O的控制形式，提高對(duì)傳感設(shè)備的管理效果。以溫濕度巡檢方案為例，如圖3所示，以溫濕度傳感器作為檢測設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)溫濕度的檢測。在控制模塊的作用下，溫濕度將會(huì)通過網(wǎng)關(guān)進(jìn)行傳遞，分別傳遞給兩個(gè)平臺(tái)，即南方全域物聯(lián)網(wǎng)和東莞物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，使平臺(tái)的控制效果更加得全面。而且，采用8路拓展模塊與控制模塊進(jìn)行連接，可以實(shí)現(xiàn)門禁、水浸、煙禁等傳感器的控制，進(jìn)而對(duì)蓄電池環(huán)境的溫濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，為蓄電池提供良好的工作環(huán)境。

圖3 蓄電池巡檢方案

2.2.3 巡檢設(shè)計(jì)

巡檢監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，需要應(yīng)用到較多的軟硬件設(shè)備，應(yīng)嚴(yán)格地進(jìn)行設(shè)計(jì)，保障系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括主控單元CPU、顯示屏、RS485通訊接口等。在主控單元CPU的作用下，可以保障系統(tǒng)能夠快速地工作，提高監(jiān)控效果的穩(wěn)定性。通過顯示屏可以對(duì)巡檢結(jié)果進(jìn)行顯示，對(duì)蓄電池運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)判斷。在顯示屏中，需要對(duì)蓄電池的電壓、電流、容量等信息進(jìn)行顯示，使巡檢效果更加的直觀，使蓄電池具有良好的運(yùn)行狀態(tài)。RS485通信接口是實(shí)現(xiàn)總線控制的重要方式，使巡檢監(jiān)控系統(tǒng)具有較強(qiáng)的總控能力，對(duì)傳感設(shè)備進(jìn)行全面地控制，再結(jié)合巡檢系統(tǒng)的控制模塊，對(duì)蓄電池的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而保障蓄電池運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時(shí)提高系統(tǒng)的巡檢性能[3]。

2.3 蓄電池巡檢模塊

蓄電池巡檢模塊需要具有較強(qiáng)的聯(lián)動(dòng)效果，對(duì)蓄電池狀態(tài)具有良好的判斷能力，對(duì)蓄電池工作狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，保障巡檢工作的可靠性。巡檢模塊對(duì)電壓、電流、溫度應(yīng)具有調(diào)控能力，為了實(shí)現(xiàn)該功能，需要做好軟硬件的支持工作，保障模塊設(shè)計(jì)的合理性。以測溫模塊為例，由溫度傳感器對(duì)蓄電池溫度進(jìn)行檢測，再由控制模塊采取相應(yīng)的控制策略，最后對(duì)風(fēng)扇模塊進(jìn)行調(diào)控，這樣便可以對(duì)蓄電池的溫度進(jìn)行調(diào)控，使蓄電池具有正常的溫度狀態(tài)，使其具有良好的溫度控制效果。通過這種聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)的方式，能夠促進(jìn)降溫功能的實(shí)現(xiàn)，提高控溫效果的有效性，保障巡檢模塊的工作性能。為了提高巡檢模塊的控制效果，巡檢模塊需要與云平臺(tái)建立連接，對(duì)蓄電池運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳遞，提高對(duì)巡檢模塊的控制效果。

2.4 蓄電池巡檢報(bào)警

蓄電池巡檢監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有故障報(bào)警功能，能夠?qū)收戏治鲞M(jìn)行自動(dòng)分析，使工作人員能夠及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行處理。對(duì)該功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)時(shí)，需要注重軟硬件的結(jié)合，提高蓄電池?cái)?shù)據(jù)處理的有效性。在硬件方面，需要實(shí)時(shí)對(duì)蓄電池運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行采集，由控制模塊將運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳到軟件系統(tǒng)中，將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中，便于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，判斷數(shù)據(jù)是否滿足報(bào)警條件。同時(shí)，報(bào)警信息需要存儲(chǔ)在報(bào)警表中，對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行記錄，使報(bào)警信息可以在報(bào)警界面中進(jìn)行顯示，便于對(duì)報(bào)警記錄進(jìn)行查詢。在巡檢報(bào)警的作用下，能夠?qū)收霞皶r(shí)進(jìn)行排查，降低故障對(duì)蓄電池的影響，防止故障問題進(jìn)一步擴(kuò)大，對(duì)蓄電池造成較為嚴(yán)重的危害。通過巡檢報(bào)警可以對(duì)故障位置進(jìn)行判斷，便于對(duì)蓄電池故障信息進(jìn)行分析，進(jìn)而提高故障的解決效率。以充放電檢測為例，需要每隔5min對(duì)蓄電池充放電電流進(jìn)行檢測，并且對(duì)電池的容量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將數(shù)據(jù)記錄保存30d以上，進(jìn)而對(duì)充放電的歷史記錄進(jìn)行查詢，提高充放電巡檢分析的全面性。

2.5 蓄電池巡檢故障

蓄電池故障原因較多，采取巡檢工作較為重要。蓄電池故障主要故障如下：（1）極板腐蝕。蓄電池具有一定的使用壽命，隨著時(shí)間的推移，極板將會(huì)逐漸發(fā)生腐蝕，因而在巡檢過程中，需要對(duì)極板的腐蝕情況進(jìn)行判斷，避免對(duì)蓄電池的充放電能力造成影響，導(dǎo)致蓄電池?zé)o法正常使用。一旦極板出現(xiàn)損傷，則需要對(duì)極板進(jìn)行更換，保障蓄電池能夠穩(wěn)定工作。（2）水的損失。蓄電池充放電過程中，將會(huì)伴隨著氣體的產(chǎn)生，造成水分出現(xiàn)損失，導(dǎo)致蓄電池的性能下降。而且，負(fù)極板會(huì)發(fā)生硫化現(xiàn)象，導(dǎo)致極板的活性下降，影響蓄電池的使用壽命。（3）蓄電池?zé)崾Э?。隨著蓄電池使用過程的進(jìn)行，內(nèi)阻損耗會(huì)逐漸增加，產(chǎn)生額外的功率消耗，導(dǎo)致蓄電池的熱量持續(xù)升高，影響蓄電池的穩(wěn)定工作[4]。

2.6 蓄電池巡檢維護(hù)

當(dāng)蓄電池發(fā)生故障后，需要及時(shí)進(jìn)行處理，對(duì)其展開維護(hù)工作，降低故障對(duì)蓄電池的影響。蓄電池主要維護(hù)工作如下：第一，需要對(duì)蓄電池室溫進(jìn)行控制，通過巡檢監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)室溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，使蓄電池溫度能夠恢復(fù)到正常狀態(tài)，降低溫度對(duì)蓄電池的損傷。第二，定期進(jìn)行蓄電池充放電工作，對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，降低蓄電池發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)。第三，對(duì)蓄電池電壓進(jìn)行持續(xù)檢測，確保無過壓、欠壓等情況出現(xiàn)，降低蓄電池發(fā)生損傷的概率。在確定蓄電池存在故障后，需要及時(shí)進(jìn)行更換，一般采用通電更換的方式，提高操作的安全性。

3.結(jié)語

為了使蓄電池正常工作，需要合理對(duì)巡檢監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使巡檢技術(shù)得到完善的應(yīng)用，對(duì)蓄電池進(jìn)行全面地監(jiān)測，使蓄電池能穩(wěn)定地運(yùn)行。蓄電池故障原因較多，需要嚴(yán)格做好排查工作，積極對(duì)蓄電池采取維護(hù)措施，進(jìn)而提高直流電源系統(tǒng)的安全性，對(duì)蓄電池工作狀態(tài)進(jìn)行有效地調(diào)控，提高蓄電池的使用壽命。