霍克锂电池电力直流屏智能监控设计探究

摘要：当下，国内直流屏监控系统广泛存在着诸如监控系统实时性欠佳、集中监控薄弱等一系列不足之处，国外直流屏监控系统整体而言工作性能颇高，然而其价格高昂，核心技术存在封锁状况，于国内无法获得广泛应用。针对上述所存在的这些问题，本文提出并且实现了一类低成本、高性能的智能化直流屏实时监控系统，该系统能够满足直流屏应用当中的主体监控功能，还契合了智能电网的迅猛发展，在当前国内直流屏生产环境里具备较高的推广潜力。

关键词：直流屏；监控系统；直流绝缘检测；蓄电池监控；

直流屏属于电力系统关键构成部分，是继电保护、自动装置以及断路器等诸多设备能恰当动作的根本保障，其平稳运行对于防范系统遭破坏、事故被扩大以及设备严重受损极为关键，直流监控系统的主要功能是监测直流屏的状态信息，并且与监控中心交互信息流并操控直流屏的运行，如此一来，维护人员能适时察觉设备运行的异常状态并即刻处置，而非等其演化为事故，直流屏一般由蓄电池组、充电电源以及馈出回路等设备组合构成。直流屏监测通常涵盖直流屏参数监测，绝缘漏电监测，蓄电池故障监测。智能控制单元模块达成了高频开关电源模块结构的紧凑控制，达成输出电压、电流限制的连续调节以及实时显示，达成了借助总线通信对主监控模块予以监控和控制，并且还给出了智能电池管理解决方案。达成电源监控、控制以及电池管理 ， 。

1电力直流屏监控概述

电力系统范畴内，给控制、保护自动装置、事故照明以及各类直流设备供电，必定离不开可靠直流电源。故发电厂（变电站）都设有独立直流电源蓄电池组，还有与之配套的充电、浮充电装置，也就是直流屏。其作用是，正常状况下，给变电站内断路器提供合闸直流电源；故障之际，在厂、站用电中断时，为继电保护及自动装置、断路器合闸与跳闸、载波通信、以及发电厂直流电动机拖动的厂用机械提供直流电源。所以，变电站的直流系统，是继电保护正确动作的基本保证，是自动装置正确动作的基本保证，也是断路器正确动作的基本保证，其稳定运行，对于防止系统破坏至关重要，对于防止事故扩大至关重要，对于防止设备严重损坏亦至关重要。它运行是否正常，直接影响着电力系统安全可靠地运行。怎样加强对直流系统的监控，怎样进行故障分析，并且采取相应的对策，这是电力系统需要解决的问题。

直流屏主要是由三部分构成的，分别是充电屏，馈出屏，蓄电池组，充电屏主要是由充机，充放电回路，充放电控制回路，充放电继电保护回路等构成的，；馈出屏主要是由降压硅链，直流输出回路等构成的，蓄电池组一般有两组处于备用状态，在电力系统直流系统里根据电压高低一般能够分为两种，分别是110V和220V，根据容量来分有200AH，300AH，500AH，800AH一直到3000AH等等，充电机部分一般由两组浮充机另有一组充电机组成的。在正常状况下，浮充机部分承担着对蓄电池组进行浮充电的任务，以及为电力系统所连接的直流负荷供应电力，充电机主要发挥的作用是针对蓄电池组展开补充电、极化充电以及平衡充电。当每一具浮充机都出现故障之际，它能够暂且替代浮充的功能，为蓄电池组实施浮充充电 。

2电力直流屏监控系统的发展概况

直流屏监控系统有着主要作用，即把各变电站直流设备的相关信息，上送到监控中心以供其进行查询，与此同时，各监控中心能够向各变电站发送控制命令，由该监控系统来执行。并且，它还能够当即发觉设备运行时存在的不正常状态，可以及时予以处理，进而充分地节省人力与物力，提高工作效率。另外，该直流屏监控系统主要能够划分成三大部分，分别是直流回路的绝缘检测单元；交直参数监控单元；电池巡检单元。关键有一点是，直流电源的绝缘水平会直接对直流回路的可靠性产生影响。直流接地的故障发生率，向来在电气故障发生率里位居首位，它给电气设备的安全运作，带来了潜藏的风险。现今运用的检测法子，依据所利用的传感器，可分为直流传感检测，以及附加交流信号的交流传感检测。直流传感检测主要碰到的问题，在于其成本高昂、易于损坏、干扰颇为严重。交流传感检测主要是受分布电容的影响极大，并且必须注入一定信号，会对直流系统造成一定影响。

参数监控单元的主要功能，是对母线电压以及电流进行检测，对充电机交流侧电压、直流侧的电IR以及电流进行检测，对蓄电池组充放电电压以及电流等进行检测。它通过将这些量与设定的标准量作比较，进而实现报警或者动作。目前，这些工作主要依靠电磁式仪表以及继电监控来达成，其智能化程度和灵敏性都比较差。当前所开发的此部分监控系统，仅仅是对数据进行简单检测并直接上传，缺乏自我分析以及实时的自我故障处理能力。

直流屏的心脏是蓄电池组，维护蓄电池安全且可靠地运行，这是直流屏监控里一项重要工作。合理维护蓄电池能够极大地延长其寿命。当前，蓄电池巡检主要借助直流传感器去检测各节蓄电池电压，凭与标称值作比较来判断蓄电池好坏，成本高昂，还易于损坏。

3监控单元模块

3.1监控单元的职能

为达成充电器的智能控制，增添监控单元，该监控单元被称作整流模块监控单元，它会去完成如下工作：

对整流模块发出控制信号，信号涵盖开启或关闭电源，进行故障复位操作，以及设定产品输出电压数值。

自动采集，整流模块的模拟量数据，其中包括，每个模块的输入电压值，每个模块的输出电压值，每个模块的输入电流值，每个模块的输出电流值，以及充电电压手动设定值。

首先，要对各种故障展开检测以及进行判断，这些故障涵盖了过压情况，还有欠压情况，也包括过流情况，以及过热情况，另外还有跳闸情况，甚至断路情况等。然后，依据故障的发生状况，做出相应的光报警 。

（4）和监控模块进行通信，实现信息的收发。其中包括接收控制信号，该信号涵盖开关机信号、故障复位信号、输出电压设定值信号等，依据监控模块的要求，发送整流模块的模拟量数据、故障数据以及操作状态开关数据等 。

（5）根据用户需求实时显示整流模块的各个模拟量值。

3.2智能电池管理

电池管理运用先进的电池管理设计方案，先是采用短时快速恒流充电方式，接着进行恒压充电，之后又是恒压充电，还存在长电池管理情况，随后是微小电流放电，并且添加了实时集成的电池充放电管理系统，该系统用于电池性能老化检测，以此来有效延长电池寿命，。

存在两种达成电池充电系统的电池管理模式的途径。在智能充电电源针对牲畜电池独自进行充电之际，监控单元凭借收集电池的充电电压以及电流来构建控制算法，从而让充电电源依据智能管理案例单独与电池相连接以达成充电 。

智能充电电源作为直流电源面板系统一部分之际，主监控模块借由485总线同各监控单元展开通信，获取各监控单元状态数据，诸如充电电源模块状态：它是否处于等效充电或浮充状态，每条故障告警信息，充电电压及充电电流大小等；能从电池监视模块获取电池组各类状态信息。主监控模块汇总这些信息后，依据控制算法且依照智能管理方案对每个监控单元模块予以分析并发送相应指令。

4智能监控系统设计的具体工作

监测双路交流供电的电压，监测交流接触器的状态，当一路电网出现掉电情况时，当电网电压过高时，当电网电压过低时，当电网三相不平衡时，自动把系统供电切换到另一路，于此同时进行报警。

检测整流模块输出的电流，检测整流模块的故障状态，当模块存在故障之时，监控系统会发出报警信号 。

其三，能够在本地或者远端对整流模块的开启或者关闭实施.control，并且能够自动控制电池充电以及均浮充的转换。其四，可以在本地或者远端持续进行模块输出电压的设置。

监测各母线与大地之间的电压，在出现绝缘故障的情况下，自动对各馈电输出回路的绝缘状况展开巡视检查，并且与此同时发出报警信号。

(6)对电池电压及充放电电流展开监测，当市电中断，由电池维持向负载供电之际，要是电池电压降低至低压告警值，监控模块便会报警，当市电恢复之后，监控系统能够对电池施行自动均衡充电管理，当用户觉得有必要对电池加以均充电之时，也能够借助键盘操作来实施手动均衡充电 。

采用电力部所规定的标准通讯协议，具备RS232串行通讯接口，可以跟电力自动化系统进行对接，达成直流系统“遥信、遥测、遥控、遥调”此四项遥功能 。

4结语

分析国内外直流屏监控系统的优缺点，针对国内直流屏监控系统存在实时性不足、智能化程度不高的一些情况，加上国外直流屏监控系统因价格昂贵等很多各类缘故 。因而，国内市场急切需要具备低成本、高性能特点的直流屏实时监控终端系统，面对此种实际问题，本文意在研究一种智能化直流屏实时监控终端系统，针对直流屏的多任务以及通讯实时性，在直流屏系统上实现多任务同步运行，可靠实时地获取、处理数据，达成无人值守效果以及使用安全的目标，即智能直流屏实时监控终端系统。