蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)精選(九篇)

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第1篇：蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】 傳感器 蓄電池在線監(jiān)測 運行方式

1 概述

蓄電池作為備用電源在供電系統(tǒng)中往往起著極其重要的作用，在交流電失電或其它事故狀態(tài)下蓄電池組一旦出現(xiàn)問題，供電系統(tǒng)將面臨癱瘓，造成設(shè)備停運及其它重大運行事故。近年隨著閥控式密封鉛酸蓄電池（以下簡稱閥控蓄電池）的廣泛使用，加之使用環(huán)境及條件欠佳，因蓄電池提前失效而引發(fā)的事故時有發(fā)生。如何快捷有效地檢測出早期失效電池并預(yù)測蓄電池性能變化趨勢已成為電池運行管理的新課題。隨著技術(shù)的發(fā)展，蓄電池在線監(jiān)測這一新檢測技術(shù)開始逐步得到運用。

ARM9-LEM傳感器是專門為應(yīng)用于蓄電池在線監(jiān)測而做的蓄電池傳感器。該傳感器每只模塊監(jiān)測一塊蓄電池，模塊采用四線制設(shè)計，通過與蓄電池的正負極相連實現(xiàn)供電和測量，然后通過RJ11接口（電話線接口）實現(xiàn)至多254個模塊的相連，經(jīng)由開放的串口協(xié)議通訊實現(xiàn)對整個蓄電池組的監(jiān)測。該傳感器可以直接測量單體蓄電池的阻抗、電壓和表面溫度（模塊貼在電池表面）等。

2 蓄電池在線監(jiān)測硬件平臺的構(gòu)成

蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)一方面需要完成在工業(yè)現(xiàn)場如變電站，數(shù)據(jù)中心等場合蓄電池參數(shù)的人機交互，方便用戶在現(xiàn)場時觀測蓄電池組整體電壓，電流以及各單體電池的阻抗，電壓和溫度；另一方面需要提供網(wǎng)絡(luò)接口，使用戶在遠端如中央控制室能夠及時了解現(xiàn)場的情況；最后需增加GSM接口，一旦發(fā)生故障，可以用發(fā)短信或者打電話的方式通知到值班人員。因此有必要設(shè)計一臺現(xiàn)場監(jiān)測主機完成以上功能，與ARM9-LEM傳感器sentinel模塊相配實現(xiàn)整個蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建。

（1）鑒于sentinel模塊的獨特設(shè)計，可以直接對蓄電池阻抗進行測試，因此系統(tǒng)毋須安裝單獨的放電模塊。

（2）由于sentinel模塊需要通過地址來識別，該地址是8位的，以上連接最多實現(xiàn)254塊蓄電池的連接，對現(xiàn)場監(jiān)控提出的要求至少有帶有人機交互功能，網(wǎng)絡(luò)功能，GSM發(fā)射功能，sbus總線通訊的功能以及A/D轉(zhuǎn)換接口。

3 基于ARM9的蓄電池在線監(jiān)測主機

主機實質(zhì)上是一個帶有人機交互界面的嵌入式系統(tǒng)。擬采用ARM9+操作系統(tǒng)的方式，選擇ATMEL公司的AT91SAM9261作為系統(tǒng)的主控CPU。

3.1 核心板部分設(shè)計

核心板的設(shè)計框圖如圖1：

說明：

（1）由于AT91SAM9261采用Dataflash的啟動的方式只能工作在溫度高于0℃低于70℃的范圍，一旦溫度低于0℃將無法啟動。為了解決這個問題，只能使ARM采用外部啟動即NOR FLASH啟動的方式，因此需要選擇啟動模式為外部啟動（BMS=0），以達到工業(yè)現(xiàn)場的溫度要求。

（2）Norflash存儲器芯片選擇AMD公司的AM29LV160DB，其容量為4M*16bit，用于存儲BOOT程序，小型操作系統(tǒng)及小型應(yīng)用程序。設(shè)計時采用字對齊方式，即芯片的A0地址線對應(yīng)ARM芯片的A1地址線。

3.2 擴展板部分設(shè)計

擴展板的設(shè)計框圖如圖2：

（1） SPI flash芯片用于存儲蓄電池傳感器采得的數(shù)據(jù)。此處將芯片的寫保護腳使用ARM的一個I/O口管理起來，以防上電或者掉電時修改片內(nèi)的數(shù)據(jù)。

（2）GSM模塊采用西門子公司的TC35i模塊，與擴展接口（連向ARM新片）之間通過串口進行通訊，另外使用ARM的一個I/O口控制IGT管腳進行模塊的激活。為了保證模塊與SIM卡之間通訊正常，他們之間的走線距離要盡量短。

（3）網(wǎng)卡接口芯片采用DM9000，數(shù)據(jù)包通過它傳送至以太網(wǎng)直至上位機軟件。同時使用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可以實現(xiàn)遠程固件升級，保證主機運行最新的應(yīng)用軟件。

（4）由于AT91SAM9261提供液晶數(shù)據(jù)接口，因此可以直接與LCD實現(xiàn)連接。

（5）觸摸屏接口芯片采用專用芯片ADS7843完成。

4 整機聯(lián)調(diào)

在變電站對該系統(tǒng)進行了實驗，使用2組蓄電池，每組分別有54節(jié)2v 300Ah的蓄電池：

編寫測試程序在系統(tǒng)內(nèi)運行，每隔半小時對各蓄電池模塊進行一次取數(shù)，然后將信息通過調(diào)試串口打印出來。下面為某次取數(shù)得到的結(jié)果：

# 1 battery ： 2.28v 24.29 404.9 uohm

# 2 battery ： 2.24v 24.08 362.1 uohm

# 3 battery ： 2.22v 24.29 426.1 uohm

# 4 battery ： 2.29v 24.29 350.1 uohm

# 5 battery ： 2.25v 24.29 381.8 uohm

以上每個電池的參數(shù)分別為電壓、溫度、阻抗。在未來的實際應(yīng)用中，通過對這些參數(shù)的綜合分析，可以得知每只蓄電池的健康狀況；同時本實驗也驗證了該平臺可以應(yīng)用于蓄電池在線監(jiān)測。

5 展望

基于ARM9-LEM傳感器的蓄電池在線監(jiān)測硬件平臺不僅可以用于對蓄電池失效模型和監(jiān)測算法甚至電池活化技術(shù)的研究，配套監(jiān)測軟件可以應(yīng)用于各種需要監(jiān)測蓄電池的實際場合，如電力、通信、石油、化工、鐵路、煤炭等行業(yè)的直流電源系統(tǒng)以及UPS系統(tǒng)的蓄電池在線監(jiān)測，為蓄電池提供更安全的保護。

參考文獻：

第2篇：蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：蓄電池組 監(jiān)控管理 遠程放電 維護

中圖分類號：TM912 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）02-0084-01

在變電站中，直流系統(tǒng)為控制、信號、測量和繼電保護、自動裝置、操作機構(gòu)直流電動機、斷路器電磁操動機構(gòu)、遠動和事故照明等提供可靠的直流電源。直流系統(tǒng)的可靠與否，對變電站的安全運行起著至關(guān)重要的作用，是變電站安全運行的保證。

隨著無人值守變電站的普及，各地對直流電源智能監(jiān)控的研究陸續(xù)開展起來。然而，無人看守只能監(jiān)控中心得到的信息量有限，特別是系統(tǒng)出現(xiàn)異常初期的信息無法及時反饋到監(jiān)控中心，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，監(jiān)控中心才能得到信息。直流系統(tǒng)設(shè)備由運維人員對其進行定期檢查和現(xiàn)場控制操作，由檢修人員對其核對性充放電等定期狀態(tài)檢修。隨著電網(wǎng)的高速發(fā)展，變電站的數(shù)量呈快速增長，運維人員和檢修人員擴充跟不上，工作量相當(dāng)大，顯然無法按期保質(zhì)保量完成正常的運維和檢修工作。

通過本項目的研究可實時智能監(jiān)測各個變電站直流系統(tǒng)全部狀態(tài)信息，把定期檢修變?yōu)檫h程狀態(tài)檢修，可遠程實現(xiàn)蓄電池核對性充放電，解放勞動力，提高生產(chǎn)效率。

1 遠程放電維護管理系統(tǒng)的總體設(shè)計

這一設(shè)計系統(tǒng)包括蓄電池組在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計和遠程放電維護的設(shè)計，蓄電池組在線監(jiān)測系統(tǒng)是為了實現(xiàn)現(xiàn)場蓄電池組實時在線監(jiān)測和內(nèi)阻測試功能。

1.1 蓄電池組在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計

蓄電池組在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計理念是模塊化操作，這一系統(tǒng)由監(jiān)控主機模塊、蓄電池監(jiān)護模塊、處理器模塊和放電模塊四部分組成。

（1）監(jiān)控主機：這一模塊的基本構(gòu)架為下行串口通道 + 數(shù)據(jù)處理器 + 大屏幕LCD全中文顯示器 + 上行串口通道。下行串口通道的主要功能是管理電壓模塊，并采集個電壓模塊的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)處理器對下行串口通道采集的信息進行相關(guān)處理，并將部分處理過的數(shù)據(jù)送達大屏幕LCD全中文顯示器，部分由上行串口通道發(fā)送至協(xié)議處理器進行處理。

（2）蓄電池監(jiān)護模塊：這一模塊的功能是檢測電池的電壓、電阻、電流和溫度，還具備在線自動均衡維護功能，降低蓄電池組離散型，提高各蓄電池組各單體浮充電壓的一致性；采用四線制內(nèi)阻測試法，有效避免因蓄電池組連接條壓降等原因引起的測量誤差。每一個模塊可對27節(jié)電池進行組端電壓、單體電池電壓采集、每一節(jié)電池內(nèi)阻、電池性能、充放電電流、溫度等進行檢測，連接電流傳感器和溫度傳感器，各模塊之間、監(jiān)控主機之間用RS485連接，監(jiān)控電池的電阻、電流和溫度，及時將信息反饋給監(jiān)控主機。

（3）協(xié)議處理器模塊：協(xié)議處理器是為了處理各種通訊協(xié)議而設(shè)置的。它是一含有TCP/IP協(xié)議處理程序的接口板，置于監(jiān)控主機內(nèi)部，主要實現(xiàn)監(jiān)控主機和遠程計算機之間的數(shù)據(jù)傳遞。

（4）放電模塊：放電模塊具有動態(tài)放電和靜態(tài)放電兩種功能。動態(tài)放電是一種標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)阻測量方法，是給電池加一個較大負載，使得電池通過負載放電，通過動態(tài)放電可以測出電池電壓，并通過電壓和電流計算出電池內(nèi)阻。這種放電法因為測量的準(zhǔn)確度高，因此廣泛應(yīng)用于電力和電信部門。大功率放電模塊，能瞬間承受高達100A（或200A）的沖擊電流，加上由于模塊化設(shè)計，允許用戶并聯(lián)放電，達到提高放電電流的目的。大功率模塊具有三重保護，用以保證設(shè)備使用安全可靠：第一級是一個能瞬時分?jǐn)郖A級電流的空氣開關(guān)，第二級為大電流熔絲，第三級為帶延時的保護繼電器組。靜態(tài)放電：采用3小時放電率，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，由于3小時放電率的放電電流大小等于2.5I10，而I10大小等于0.1C10，所以3小時放電率電流大小為0.25 C10進行核對性放電。

1.2 遠程放電維護的設(shè)計

蓄電池遠程放電流程：（1）斷開直流接觸器J1-4；（2）延時3秒，通過DJX（蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)主機接收遠程的放電命令）向FD-B發(fā)靜態(tài)放電命令，開始放電；（3）放電結(jié)束時，F(xiàn)D-B接收到DJX的放電終止命令；（4）判斷蓄電池組電壓上升到（2.05V*電池節(jié)數(shù)），吸合直流接觸器J1-4，對蓄電池組進行充電。

2 結(jié)語

此種蓄電池組遠程放電維護管理系統(tǒng)具有模塊化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的特點，不僅實現(xiàn)了蓄電池組信息的實時在線監(jiān)測，同時也具備了核對性容量測試和內(nèi)阻測試功能，提供了蓄電池組監(jiān)測維護的必要和可靠的手段。同時實現(xiàn)了對以上操作的遠程控制和管理，體現(xiàn)了先進的設(shè)計思想，為無人值守變電站的建設(shè)提供了直流系統(tǒng)蓄電池運行維護的方案，提高了系統(tǒng)的自動化程度和可靠性，具有較強的實際推廣意義。

參考文獻

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第3篇：蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】無線；視頻；監(jiān)控；輸電線路

1、引言

隨著寧夏回族自治區(qū)經(jīng)濟快速增長，電網(wǎng)的安全性越來越受到重視，這其中750kV超高壓輸電線路的安全性是不容忽視的重要環(huán)節(jié)。寧夏電力公司檢修公司肩負著將寧夏資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢的歷史使命，目前主要承擔(dān)寧夏交流750千伏及直流660千伏超高壓輸變電設(shè)備及相關(guān)輔助設(shè)備管理、運行、維護任務(wù)，負責(zé)運維10條750千伏輸電線路，共計1134基桿塔，553.774km；1條±660千伏輸電線路及其接地極線路，其中直流線路105.896km，共226基桿塔，接地極線路63km，共160基桿塔。

隨著通信技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及數(shù)字視頻技術(shù)的飛速發(fā)展，對輸電線路實行遠程視頻監(jiān)控成為了可能，由于輸電線路固有的分布范圍廣的特點，實施遠程無線視頻監(jiān)控有其獨到的優(yōu)勢，更是得到越來越廣泛的應(yīng)用。

2、系統(tǒng)原理

750kV超高壓輸電線路無線視頻監(jiān)控技術(shù)工作原理是：利用先進的圖像數(shù)據(jù)采集壓縮編解碼技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、太陽能轉(zhuǎn)換蓄電池供電技術(shù)、監(jiān)控中心服務(wù)器軟件管理技術(shù)，對惡劣環(huán)境中運行的高壓輸電線路的運行狀況進行全天候、實時監(jiān)測，減少由于線路周圍建筑施工（危險點）、導(dǎo)線覆冰、風(fēng)偏舞動、線路大跨越、導(dǎo)線懸掛異物、塔材被盜等因素引起的電力事故。通過24小時全天候監(jiān)測，大大減輕巡視人員的勞動強度，提高線路安全運行水平，為線路運行單位提供直觀可靠的線路安全信息。

3、電力線路在線視頻監(jiān)測

輸電線路狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)包括覆冰、氣象、圖像（視頻）、導(dǎo)線溫度、導(dǎo)線微風(fēng)振動、舞動、反外力破壞等產(chǎn)品，上述功能模塊可單獨使用也可任意組合使用。

該系統(tǒng)不僅可以通過各種探測器，探測到輸電線的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、泄漏電流、覆冰狀況，而且還能處理視頻圖像和圖片等數(shù)字化信息。探測器將采集的信息通過GPRS/CDMA或無線局域網(wǎng)等通道手段，上傳到輸電線路狀態(tài)在線監(jiān)測監(jiān)視中心，同時可通過內(nèi)部網(wǎng)登錄各種內(nèi)部管理系統(tǒng)和調(diào)度自動化系統(tǒng)。監(jiān)控中心設(shè)有LCD拼接大屏幕系統(tǒng)，各種在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、圖像、視頻和搶修車輛位置等信息能直觀顯示在大屏幕上，使監(jiān)控人員能及時監(jiān)視設(shè)備運行情況，準(zhǔn)確判斷設(shè)備狀態(tài)和現(xiàn)場情況，指揮車輛和專業(yè)人員處理各種輸電線路的檢修和搶修工作。

它包括了10個子系統(tǒng)：輸電線路圖像視頻監(jiān)控系統(tǒng)、輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路風(fēng)偏監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路等值覆冰厚度監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路桿塔傾斜監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路導(dǎo)線溫度監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路現(xiàn)場污穢度監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路微風(fēng)振動監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路導(dǎo)線舞動監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路導(dǎo)線弧垂監(jiān)測系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)之間相互獨立，但又能夠彼此協(xié)作，為電力的安全運行保駕護航。

根據(jù)監(jiān)控需要選擇指定輸電鐵塔作為監(jiān)控鐵塔，并安裝無線通信基站，監(jiān)控前端設(shè)備（監(jiān)控攝像頭+視頻服務(wù)器）通過網(wǎng)線接入到無線基站。大部分的基站為子站，采用雙模塊無線MESH路由器。一個無線模塊用于回傳，連接到匯聚站；另外一個無線模塊用于接入，巡線員可以使用標(biāo)準(zhǔn)的WiFi終端或筆記本電腦通過該站點與控制中心通信。每5—10Km左右設(shè)置一個匯聚站，采用四模塊無線MESH路由器，將該距離范圍內(nèi)所有的子站接入到該匯聚站點。為提高系統(tǒng)可靠性還可使用兩個互為主備的基站。

匯聚站下的所有基站屬于一個子網(wǎng)，構(gòu)建一個獨立的子網(wǎng)，所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP地址在此子網(wǎng)內(nèi)分配。匯聚站可從輸電線路中間位置分成兩個方向，通過多點跳接分別與線路兩端的變電站有線局域網(wǎng)連接，最終接入到監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)。

基于無線局域網(wǎng)無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，加上視頻監(jiān)控前端設(shè)備（攝像頭、視頻服務(wù)器等）、監(jiān)控中心設(shè)備（監(jiān)控平臺、錄像存儲磁盤陣列等）以及供電系統(tǒng)（監(jiān)控鐵塔上設(shè)備的供電建議采用太陽能供電），構(gòu)成完整的輸電線路無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，最大可提供60Mbps的業(yè)務(wù)帶寬，最大跳數(shù)支持10跳，誤碼率小于0.001%，時延小于50ms，完全可保障實時監(jiān)控視頻的流暢傳輸。此外，該系統(tǒng)還可同時實現(xiàn)智能巡查：巡查人員在每個鐵塔下可無線接入到系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，將所有的數(shù)據(jù)通過智能終端傳輸?shù)娇刂浦行?；通過無線定位和圖像監(jiān)控，控制中心可以實時準(zhǔn)確的了解巡查人員的當(dāng)前位置和情況，增加巡查人員的安全性。

4、系統(tǒng)供電

由于無線視頻監(jiān)控裝置一般安裝在野外的桿塔上，現(xiàn)場無交流電源供給，所以都采用太陽能供電。選擇合適功率的太陽能電板以及合適容量的蓄電池，對于保證系統(tǒng)全天候正常工作，同時，又兼顧安裝施工、設(shè)備維護的方便性非常重要。

太陽電池方陣在晴朗的白天把太陽光能轉(zhuǎn)換為電能，給負載供電的同時，也給蓄電池組充電；在無光照時，由蓄電池給負載供電。太陽能供電系統(tǒng)由太陽電池組件構(gòu)成的太陽電池方陣、太陽能充電控制裝置、逆變器、蓄電池組構(gòu)成。

這其中，設(shè)備的低功耗模式工作是關(guān)鍵。低功耗設(shè)計在本系統(tǒng)中十分關(guān)鍵。由于采用太陽能供電，如果設(shè)備功耗過大，勢必造成太陽能電板、蓄電池體積、重量變得龐大，給設(shè)備在桿塔上的安裝帶來不便，甚至無法安裝、使用。

采用太陽能獨立供電，無線傳輸，徹底無線化；組件靈活，小巧，方便安裝與組網(wǎng)；交直流供電方式，滿足多種負載用電的需要；安全性好，維護費用少，造價低。

5、結(jié)語

作為實時監(jiān)控線路運行狀態(tài)的技術(shù)手段，無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)隨著通信技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及數(shù)字視頻技術(shù)的飛速發(fā)展，對遠距離超高壓輸電線路實行遠程視頻監(jiān)控成為了可能，降低由于西北地區(qū)750kV超高壓輸電線路具有海拔高、風(fēng)沙大、污染重、分布范圍廣等特點帶來的設(shè)備風(fēng)險，提高設(shè)備的壽命周期，使管理人員第一時間了解監(jiān)測點的現(xiàn)場信息，可針對突發(fā)的異常情況采取適當(dāng)?shù)氖侄斡枰匀斯じ深A(yù)，將事故的發(fā)生率或事故危害降至最低，同時大大減輕巡視人員的勞動強度，提高線路安全運行水平，為線路運行單位提供直觀可靠的線路安全信息。遠程無線視頻監(jiān)控有其獨到的優(yōu)勢，將會得到越來越廣泛的應(yīng)用。

參考文獻

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第4篇：蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞:電源; 優(yōu)化配置

前言

多年以來，人們在直流電源可靠性方面做了大量的理論研究和實踐工作，廢除了一些落后設(shè)備和元器件，改善了系統(tǒng)接線，提高了自動化水平，擁有了先進的技術(shù)指標(biāo)，以及長壽命和少維護的原則，可靠性已大大提高。目前，高頻開關(guān)電源、電池在線監(jiān)測、絕緣在線監(jiān)測在發(fā)電廠、變電站中獲得了廣泛應(yīng)用。但是在蓄電池選擇、充放電設(shè)備選擇、監(jiān)控裝置設(shè)置、系統(tǒng)接線和操作保護設(shè)備選擇等方面仍然存在一些影響直流電源可靠性的問題。除了設(shè)備技術(shù)質(zhì)量方面的問題之外，本文將從設(shè)計選型方面對直流電源可靠性方面提出一些問題和解決辦法。

。

1雙充電機雙電池直流系統(tǒng)簡介

1.1充電系統(tǒng)

過去 ,應(yīng)用較多的充電機為磁放大型整流器和由分立元件或集成電路控制的可控硅型充電機。目前 ,普遍采用的充電機為由微機控制的可控硅型整流器和高頻開關(guān)模塊型整流器 ,直流電源具有智能化、網(wǎng)絡(luò)化 ,能夠和變電站綜合自動化網(wǎng)絡(luò)連接 ,具有遙測、遙信、遙控、遙調(diào)四遙功能。

充電裝置一般采用兩臺相同的充電、浮充電裝置 ,一臺工作 ,另一臺備用 ,每臺均能進行充電、浮充電和均衡充電 ,做到一機多功能 ,兩臺充電裝置互為備用。充電過程既恒流充電 - 均衡充電 - 浮充電 ,全由自動裝置或微機控制來處理。在任何情況下 ,當(dāng)電網(wǎng)解列或交流電源失電時 ,蓄電池組都能無間斷地向控制母線供電 ,確保繼電保護、自動裝置、高壓開關(guān)均有控制和操作電源。

1.1.1微機控制的可控硅整流器

微機控制的可控硅整流器主回路采用三相全控橋 ,將交流整流形成脈動直流 ,再通過電抗器 ,電容濾波器形成紋波小于 2 %的直流。采樣用傳感器 ,控制回路以 TC787為核心 ,采用雙環(huán)反饋 ,控制移相觸發(fā)器 ,來實現(xiàn)穩(wěn)流和穩(wěn)壓。全自動兼容手動功能 ,從開機到主充、均充、浮充 ,全自動化切換。整機按編制好的主充電、均充電、浮充電、正常運行、電網(wǎng)解列、恢復(fù)送電等程序 ,實行自控制、自診斷、自報警 ,無需人員干預(yù)。帶有謠信、遙測、遙控、遙調(diào)接口 ,與調(diào)度中心聯(lián)網(wǎng) ,受調(diào)度中心控制和操作 ,全面實現(xiàn)了直流電源的無人值班。按鍵和顯示面板直觀顯示 ,可設(shè)定電壓、電流值 ,可隨時修改充電裝置工作參數(shù)。

1.1.2高頻開關(guān)電源模塊(充電模塊)與監(jiān)控裝置

充電模塊具有體積小 ,重量輕 ,容量大等特點 ,采用 N + 1 備份 ,經(jīng)濟性好 ,可靠性高等特點。充電模塊工作原理如圖2 所示。

圖2 充電模塊原理圖

三相交流電源經(jīng)過 EMI濾波器輸入到整流電路 ,將交流整流為脈動的直流輸出 ,通過無功率因素校正(PFC)電路 ,將脈動的直流轉(zhuǎn)換為平直的直流電源 ,DC／AC高頻逆變器將直流轉(zhuǎn)換為高頻交流電源 ,通過高頻整流電路將高頻的 AC轉(zhuǎn)換為高頻脈動的直流 ,此直流通過高頻濾波輸出。其中DC／AC高頻變換電路在脈寬調(diào)制(PWM)電路的控制下通過調(diào)整變換電路的脈沖寬度 ,以實現(xiàn)電壓調(diào)整(包括穩(wěn)壓和電壓整定) 。整個充電模塊在微機系統(tǒng)的監(jiān)控下工作 ,包括模塊的保護、電壓調(diào)整等 ,同時微機實現(xiàn)將充電模塊的運行數(shù)據(jù)上報到監(jiān)控模塊和接受監(jiān)控模塊的控制命令。充電模塊的主要功能是實現(xiàn) AC／DC 變換。充電模塊可以在自動(監(jiān)控模塊控制)和手動(人為控制)兩種工作方式下工作。高頻開關(guān)電源模塊的通用技術(shù)指標(biāo)如表 1～3 所示

監(jiān)控裝置配有標(biāo)準(zhǔn) RS- 485或 RS- 232接口 ,微機監(jiān)控接口能和發(fā)電廠、變電站綜合自動化連接 ,使直流電源的運行狀況及時方便的傳輸?shù)郊刂行?,具有遙測、遙信、遙控和遙調(diào)功能。具體指標(biāo)如表4 所示。

2直流電源的配置

2.1 整流器交流輸入回路的數(shù)量

直流電源的交流電源一般由交流站用電屏提供 ,如果有兩臺站用變 ,兩路交流電源的切換一般在交流站用電屏內(nèi)完成 ,這樣給直流電源屏輸入一回交流進線即可。如果交流站用電屏不具備自動投切功能 ,這樣直流電源屏就需輸入兩回交流進線 ,在直流電源屏內(nèi)實現(xiàn)自動切換。

2.2 高頻開關(guān)整流模塊和充電設(shè)備數(shù)量的選擇原則

對于相控整流電源 ,一般要求有兩套獨立的整流系統(tǒng) ,一套工作 ,一套備用 ,并能自動切換。對于高頻開關(guān)電源 ,采用 N + 1 模塊冗余設(shè)置方式 ,這是因為一個模塊故障不影響整組充電設(shè)備的正常工作 ,這與單機工作的相控充電設(shè)備有著質(zhì)的不同。同時 ,高頻開關(guān)整流模塊可帶電插拔 ,使得故障更換沒有時間限制。

根據(jù)《火力發(fā)電廠、變電站直流系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)范》(DL／T5044 - 95) ,充電設(shè)備的額定電流應(yīng)為:

Is=0.1C10 + If

式中:Is―充電設(shè)備的額定電流

If ―直流系統(tǒng)經(jīng)常負荷電流

C10 ―蓄電池10 小時放電電流

2.3 直流母線硅堆降壓回路的設(shè)置

過去變電站的斷路器多為電磁機構(gòu) ,合閘電流較大 ,另外 ,蓄電池(220V 系統(tǒng)電池多采用 108 只)在充放電過程中的電壓變化較大 ,為滿足對直流母線電壓水平的要求(220V ±5) ,一般在合閘母線與控制母線之間設(shè)置硅堆降壓裝置。目前 ,變電站的斷路器多采用彈簧和液壓機構(gòu) ,合閘電流較小 ,采用閥控式鉛酸免維護蓄電池(220V 系統(tǒng)電池多采用104 只) ,在充放電時電壓變化范圍小 ,可以不設(shè)硅堆降壓裝置 ,把合閘母線與控制母線合二為一。

2.4 直流配電開關(guān)的選擇

過去的直流配電系統(tǒng)一般都采用負荷開關(guān)加熔斷器的形式 ,存在著防護等級低 ,占用空間大 ,維護不便等問題?，F(xiàn)在 ,隨著國內(nèi)外直流專用斷路器的出現(xiàn) ,直流系統(tǒng)的配電可以集中布置 ,節(jié)省空間和屏位 ,而且也容易接線 ,如采用正面開啟式結(jié)構(gòu) ,更容易進行更換和維護。目前 ,國外生產(chǎn)的小型直流斷路器 ,直流分?jǐn)嗄芰蛇_ DC250V/10kA ,完全可以滿足控制負荷饋電用 ,大容量的直流斷路器 ,直流分?jǐn)嗄芰蛇_ DC250V/50kA , 可以滿足動力負荷饋電用。另外 ,這些直流斷路器可以方便地加裝輔助觸點和故障報警觸點。國內(nèi)個別廠家 ,將小型交流斷路器用在直流 220V 的線路中 ,由于其分?jǐn)嗄芰_不到要求 ,在過負荷或短路的情況下 ,造成開關(guān)燒毀或越級跳閘的情況時有發(fā)生 ,嚴(yán)重影響直流供電的可靠性。

3 蓄電池系統(tǒng)

3.1 蓄電池容量的選擇

選擇蓄電池容量的方法有電壓控制法和階梯負荷法 ,一般常用電壓控制法 ,按照滿足事故全停電狀態(tài)下的持續(xù)放電容量和事故全停電狀態(tài)下的沖擊電流值來選擇蓄電池容量。但是應(yīng)注意在有人值班變電站的設(shè)計規(guī)范規(guī)定全站事故所用電停電時間按 1h 計算 ,而無人值班變電站的設(shè)計規(guī)范規(guī)定全站事故所用電停電時間按 2h 計算 ,這是考慮事故停電后增加維修人員前往變電站的路途時間1 小時。

3.2 蓄電池系統(tǒng)的監(jiān)控

蓄電池是電源系統(tǒng)的重要組成部分 ,是重要場合供電的“最后一道防線”,因電池問題造成的事故或停機損失遠比電池本身價值要高昂得多 ,因此直流電源應(yīng)配有蓄電池實時監(jiān)控裝置 ,且監(jiān)控裝置能實現(xiàn)和變電站的綜合自動化設(shè)備連網(wǎng)。蓄電池監(jiān)控裝置應(yīng)具有電池組電壓監(jiān)測、單電池電壓監(jiān)測電池內(nèi)阻監(jiān)測、環(huán)境溫度監(jiān)測、充電電流和放電電流監(jiān)測 ,還同時實現(xiàn)浮充電壓報警、內(nèi)阻事件報警、過放電報警、充電/放電電流過大報警、電池開路報警、電池短路報警等。

4 直流絕緣監(jiān)測系統(tǒng)

變電站直流系統(tǒng)是一個十分龐大的多分支供電系統(tǒng) ,其常見的故障是一點接地故障。在一般情況下 ,一點接地并不影響直流系統(tǒng)的運行。但如不能迅速找到接地故障點并予以修復(fù) ,又發(fā)生另一點接地故障時 ,就可能造成繼電器或保護裝置的誤動作 ,釀成重大事故。過去 ,變電站直流系統(tǒng)一般選用電磁型繼電器構(gòu)成的絕緣監(jiān)測裝置 ,它是利用電橋平衡的原理 ,主要存在以下問題∶當(dāng)直流系統(tǒng)正負極絕緣電阻同等下降時 ,電橋未失去平衡 , 絕緣監(jiān)測裝置不能發(fā)出報警信號; 絕緣監(jiān)測裝置發(fā)出報警信號后 ,運行人員需要通過拉路的方法確定接地支路 ,費時費力且存在安全隱患。

如今 ,直流系統(tǒng)配置微機型直流絕緣監(jiān)測裝置。直流監(jiān)測系統(tǒng)采用平衡橋及不平衡橋相結(jié)合的原理 ,檢測母線對地絕緣狀態(tài)。不向直流系統(tǒng)輸入信號 ,不受直流饋線對地電容影響。支路檢測使用差值計算 ,準(zhǔn)確計算出正、負母線接地阻抗及各支路正、負端接地阻抗 ,當(dāng)檢測到接地阻抗值小于設(shè)定報警阻抗值時 ,設(shè)備給出報警信號及其阻抗值 ,直到報警信號消除為止。該系統(tǒng)具有三種檢測方式:自動巡檢、平衡巡檢、不平衡巡檢。用戶可根據(jù)實際需要設(shè)定設(shè)備的工作狀態(tài)。平衡檢測是利用平衡電橋及各支路的傳感器檢測母線及支路的接地情況;不平衡檢測是利用不平衡電橋檢測;而自動檢測主要是利用平衡電橋進行檢測 ,當(dāng)有接地發(fā)生時 ,平衡電橋被破壞 ,系統(tǒng)將自動啟動不平衡檢測 ,以準(zhǔn)確檢測出接地支路及其接地阻抗值。其基本功能應(yīng)能完成在線監(jiān)測直流系統(tǒng)的母線電壓和對地絕緣電阻 ,顯示母線電壓值和正負母線對地絕緣電阻值。當(dāng)母線電壓過高過低或?qū)Φ亟^緣電阻過低時發(fā)出相應(yīng)的告警信號 ,告警門限參數(shù)可手工設(shè)置。另外 ,監(jiān)測裝置具有支路巡檢功能 ,可以在線檢測各饋線支路的絕緣電阻 ,通過 RS485 或RS422串口 ,監(jiān)測裝置可以將直流系統(tǒng)正負母線及各支路對地的絕緣電阻值上送至系統(tǒng)監(jiān)控單元。

第5篇：蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞:電源; 優(yōu)化配置

前言

多年以來，人們在直流電源可靠性方面做了大量的理論研究和實踐工作，廢除了一些落后設(shè)備和元器件，改善了系統(tǒng)接線，提高了自動化水平，擁有了先進的技術(shù)指標(biāo)，以及長壽命和少維護的原則，可靠性已大大提高。目前，高頻開關(guān)電源、電池在線監(jiān)測、絕緣在線監(jiān)測在發(fā)電廠、變電站中獲得了廣泛應(yīng)用。但是在蓄電池選擇、充放電設(shè)備選擇、監(jiān)控裝置設(shè)置、系統(tǒng)接線和操作保護設(shè)備選擇等方面仍然存在一些影響直流電源可靠性的問題。除了設(shè)備技術(shù)質(zhì)量方面的問題之外，本文將從設(shè)計選型方面對直流電源可靠性方面提出一些問題和解決辦法。

直流操作電源系統(tǒng)是發(fā)電廠、變電站中不可缺少的二次設(shè)備之一,它的可靠性直接影響發(fā)電廠和變電站設(shè)備的安全可靠運行。為了使設(shè)備正常運行和進行事故處理，可靠的直流電源是必不可缺少的，它給在正常運行中的電力設(shè)備提供控制、保護、信號電源，使高壓斷路器可以正常操作，尤其是當(dāng)電力系統(tǒng)事故交流電源停電時，更需要一套安全可靠的直流電源，它除了給上述負荷供電外，還要給直流電動機、事故照明及UPS等負荷供電，才能保證電力系統(tǒng)的事故處理和恢復(fù)供電。

1雙充電機雙電池直流系統(tǒng)簡介

雙充電機雙電池直流系統(tǒng)原理圖如圖1 所示。

圖1 雙充電機雙電池直流系統(tǒng)原理圖

此直流系統(tǒng)是采用雙充電機雙電池構(gòu)成的22 系統(tǒng) ,因為采用的是雙機備份 ,所以一般用在重要不能長時間停電的發(fā)電廠、變電站中。此系統(tǒng)由兩套充電機、兩組蓄電池、兩套電池巡檢裝置、一套微機絕緣裝置、兩段母線及開關(guān)構(gòu)成。為防止兩組蓄電池并列運行 ,造成兩組蓄電池之間環(huán)流 ,安裝了四只隔離二極管(1D1、1D2、2D1、2D2) 。這里需要指出的是盡量不采用兩套微機絕緣裝置分掛兩段母線上 ,而采用兩段母線共用一套微機絕緣裝置 ,這是因為有些微機絕緣裝置工作原理是檢查接地時對地注入信號 ,當(dāng)任何一套充電設(shè)備故障時 ,合上Q5 母連開關(guān) ,兩段母線合為一段 ,當(dāng)有接地故障時 ,兩套絕緣裝置都對接地點注入信號 ,將互相干擾 ,嚴(yán)重影響接地點的正確查找。

1.1充電系統(tǒng)

1.1.1微機控制的可控硅整流器

工作參數(shù)。

1.1.2高頻開關(guān)電源模塊(充電模塊)與監(jiān)控裝置

充電模塊具有體積小 ,重量輕 ,容量大等特點 ,采用 N + 1 備份 ,經(jīng)濟性好 ,可靠性高等特點。充電模塊工作原理如圖2 所示。

圖2 充電模塊原理圖

三相交流電源經(jīng)過 EMI濾波器輸入到整流電路 ,將交流整流為脈動的直流輸出 ,通過無功率因素校正(PFC)電路 ,將脈動的直流轉(zhuǎn)換為平直的直流電源 ,DC／AC高頻逆變器將直流轉(zhuǎn)換為高頻交流電源 ,通過高頻整流電路將高頻的 AC轉(zhuǎn)換為高頻脈動的直流 ,此直流通過高頻濾波輸出。其中DC／AC高頻變換電路在脈寬調(diào)制(PWM)電路的控制下通過調(diào)整變換電路的脈沖寬度 ,以實現(xiàn)電壓調(diào)整(包括穩(wěn)壓和電壓整定) 。整個充電模塊在微機系統(tǒng)的監(jiān)控下工作 ,包括模塊的保護、電壓調(diào)整等 ,同時微機實現(xiàn)將充電模塊的運行數(shù)據(jù)上報到監(jiān)控模塊和接受監(jiān)控模塊的控制命令。充電模塊的主要功能是實現(xiàn) AC／DC 變換。充電模塊可以在自動(監(jiān)控模塊控制)和手動(人為控制)兩種工作方式下工作。高頻開關(guān)電源模塊的通用技術(shù)指標(biāo)如表 1～3 所示

表1 充電模塊輸入特性表

表2 充電模塊輸出特性表

表3 充電模塊保護特性表

監(jiān)控裝置配有標(biāo)準(zhǔn) RS- 485或 RS- 232接口 ,微機監(jiān)控接口能和發(fā)電廠、變電站綜合自動化連接 ,使直流電源的運行狀況及時方便的傳輸?shù)郊刂行?,具有遙測、遙信、遙控和遙調(diào)功能。具體指標(biāo)如表4 所示。

表4 監(jiān)控功能說明

2直流電源的配置

2.1 整流器交流輸入回路的數(shù)量

2.2 高頻開關(guān)整流模塊和充電設(shè)備數(shù)量的選擇原則

對于相控整流電源 ,一般要求有兩套獨立的整流系統(tǒng) ,一套工作 ,一套備用 ,并能自動切換。對于高頻開關(guān)電源 ,采用 N + 1 模塊冗余設(shè)置方式 ,這是因為一個模塊故障不影響整組充電設(shè)備的正常工作 ,這與單機工作的相控充電設(shè)備有著質(zhì)的不同。同時 ,高頻開關(guān)整流模塊可帶電插拔 ,使得故障更換沒有時間限制。

根據(jù)《火力發(fā)電廠、變電站直流系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)范》(DL／T5044 - 95) ,充電設(shè)備的額定電流應(yīng)為:

Is=0.1C10 + If

式中:Is―充電設(shè)備的額定電流

If ―直流系統(tǒng)經(jīng)常負荷電流

C10 ―蓄電池10 小時放電電流

2.3 直流母線硅堆降壓回路的設(shè)置

過去變電站的斷路器多為電磁機構(gòu) ,合閘電流較大 ,另外 ,蓄電池(220V 系統(tǒng)電池多采用 108 只)在充放電過程中的電壓變化較大 ,為滿足對直流母線電壓水平的要求(220V ±5) ,一般在合閘母線與控制母線之間設(shè)置硅堆降壓裝置。目前 ,變電站的斷路器多采用彈簧和液壓機構(gòu) ,合閘電流較小 ,采用閥控式鉛酸免維護蓄電池(220V 系統(tǒng)電池多采用104 只) ,在充放電時電壓變化范圍小 ,可以不設(shè)硅堆降壓裝置 ,把合閘母線與控制母線合二為一。

3 蓄電池系統(tǒng)

3.1 蓄電池容量的選擇

3.2 蓄電池系統(tǒng)的監(jiān)控

4 直流絕緣監(jiān)測系統(tǒng)

變電站直流系統(tǒng)是一個十分龐大的多分支供電系統(tǒng) ,其常見的故障是一點接地故障。在一般情況下 ,一點接地并不影響直流系統(tǒng)的運行。但如不能迅速找到接地故障點并予以修復(fù) ,又發(fā)生另一點接地故障時 ,就可能造成繼電器或保護裝置的誤動作 ,釀成重大事故。過去 ,變電站直流系統(tǒng)一般選用電磁型繼電器構(gòu)成的絕緣監(jiān)測裝置 ,它是利用電橋平衡的原理 ,主要存在以下問題∶當(dāng)直流系統(tǒng)正負極絕緣電阻同等下降時 ,電橋未失去平衡 , 絕緣監(jiān)測裝置不能發(fā)出報警信號; 絕緣監(jiān)測裝置發(fā)出報警信號后 ,運行人員需要通過拉路的方法確定接地支路 ,費時費力且存在安全隱患。

5 事故照明系統(tǒng)

在發(fā)電廠、變電站站內(nèi)發(fā)生事故 ,站用交流全部失電時 ,需要一套事故照明系統(tǒng)給廠房、變電站照明系統(tǒng)提供直流不間斷供電 ,以利于站內(nèi)維修人員及時處理故障。事故照明系統(tǒng)原理圖如圖 3 所示。事故照明系統(tǒng)選用時 ,一般要根據(jù)廠房、變電站照明網(wǎng)絡(luò)供電 , 廠房、變電站中正常照明網(wǎng)絡(luò)電壓應(yīng)為 AC380/AC220V ,事故照明電源可由直流電源屏提供 ,其電源電壓為DC220V 或DC110V。照明器端電壓的偏移 ,一般不應(yīng)高于額定電壓的 105 %; 對視覺要求較高的室內(nèi)照明為額定電壓的 97. 5 %,如中控制室、生產(chǎn)辦公樓等; 一般室內(nèi)、室外工作場所的照明為額定電壓的 95 %; 事故照明、道路照明、安全照明及電壓為 12～36V 的照明為額定電壓的90 %。廠房、變電站中正常照明供電由一臺或二臺廠/站用電提供 ,先引到交流電源屏再由該屏分配若干回路 ,引至照明配電箱。交流電源屏兼顧其他電氣二次設(shè)備微機、通訊等供電。事故照明系統(tǒng)應(yīng)由直流電源屏直流系統(tǒng)供電。事故照明與正常照明可同時運行 ,正常時由所用電源供電 ,事故時應(yīng)能自動切換到直流母線供電。廠房、變電站的事故照明根據(jù)具體情況也可以采用多盞應(yīng)急燈照明。廠房、變電站照明線路負荷計算 , 應(yīng)根據(jù)照明線路所帶負荷具體情況及分支、干線特性進行計算 ,具體公式如下:

照明分支線路負荷計算:

圖3 事故照明原理圖

6 通信用直流電源

變電站實行無人值班后,變電站的所有信息需要通過通信遠動設(shè)備可靠迅速地傳輸?shù)郊卣净蛘{(diào)度端,因此通信遠動設(shè)備運行的可靠性顯得尤為重要,而通信遠動設(shè)備供電電源是否能穩(wěn)定運行是通信遠動設(shè)備可靠運行的重要環(huán)節(jié)。

一種方法是通信遠動設(shè)備的電源是獨立的一套電源系統(tǒng),由 - 48V 充電機、蓄電池組和配電屏組成,有專用的通信電源室,由變電站運行人員負責(zé)管理或通過通信端口與上位機相連實現(xiàn)無人值守。這種方法需要單配一組蓄電池。

另一種方法是 ,利用變電站現(xiàn)有的220V直流系統(tǒng),在直流電源裝置上安裝兩臺 - 220V/- 48V10A直流變換器。這樣處理通信遠動設(shè)備的電源問題,具有以下優(yōu)點:

1)減少了一套通信遠動專用的直流電源系統(tǒng) ,同時也省去了相應(yīng)的廠房等設(shè)施 ,節(jié)省了投資和維護費用。

2)兩臺- 220V/- 48V直流變換器并聯(lián)運行,互為備用, 直流變換器含有微機接口,和變電站綜合自動化通信網(wǎng)相連,具有實時監(jiān)測功能 ,這也為通信用直流電源提供了可靠保證。

3)控制和保護用直流電源與通信遠動用直流電源合二為一,控制和保護用直流電源配備的大容量的蓄電池也為通信用直流電源提供了大容量的后備電源。

4)控制和保護用直流電源是變電站非常重要的設(shè)備,操作隊人員巡視時重視 ,安全運行可靠性高 ,這也為通信遠動用直流電源提供了可靠保證。

7結(jié)論

直流電源是電力系統(tǒng)重要設(shè)備,作為發(fā)電廠、變電站自動控制、保護、開關(guān)分合、事故照明等的重要電源 ,其性能和質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定運行和設(shè)備安全。特別是在變電站實行無人值班后,要求直流電源的可靠性及自動化程度更高、功能更完善。所以在電力系統(tǒng)中正確配置直流系統(tǒng)對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行和設(shè)備安全是至關(guān)重要的。

參考文獻:

1 關(guān)根志,賀景亮. 電氣設(shè)備的絕緣在線監(jiān)測與狀態(tài)維修

2 姜麗君. 集成電路物移相觸發(fā)器《電力電子技術(shù)》

第6篇：蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：煤礦 供電系統(tǒng) 10kV高壓開關(guān)柜 10kV無功補償

1 礦井供電電網(wǎng)介紹

本礦分別是I回路引自馬村110kV變電站，供電距離：3.56km；II回路引自東周35kV變電站，供電距離：3.9km；導(dǎo)線型號為JKLGYJ/Q-240mm2。當(dāng)任一回路電源停止運行時，另一回仍能保證全礦負荷用電。兩回電源線路均采用混凝土單桿架設(shè)，一回工作一回備用，當(dāng)任一回路電源停止運行時，另一回仍能保證全礦井負荷用電。礦井的兩回電源線路上都不得分接任何負荷，兩回架空線路未共桿架設(shè)。除此以外本礦還自備電源，自備電源為：1200GF柴油發(fā)電機組，并且對備用電源進行日常管理和維護，每10天對柴油發(fā)電機組進行一次啟動和運行試驗。從而保證了礦井供電電源線路發(fā)生故障或其它原因斷電，備用電源能夠及時的投入使用，使礦井通風(fēng)機等在10min內(nèi)可靠的啟動并運行，縮短了停電時間，降低了事故的危害程度，控制事故波及的范圍。

2 礦井供電網(wǎng)絡(luò)布置

10kV計量2回路，10kV進行2回路，10kV PT 2回路，10kV站變2回路，10kV電容2回路，10kV出線14回路，分段隔離各一回，接線方式為單母分段接線；電纜進出線方式。另外在礦區(qū)內(nèi)部選型2臺箱式變電站進行全部負荷分配。1000kVA箱式變電站用來控制生產(chǎn)區(qū)域供電；315kVA箱式變電站用來控制生活區(qū)用電。

地面10kV變電所內(nèi)10kV及0.4kV母線均為單母線分段。向井下供電的高壓10kV系統(tǒng)采用中性點不直接接地系統(tǒng)；低壓380/220V系統(tǒng)采用中性點接地系統(tǒng)。所內(nèi)布置屋內(nèi)10kV高壓配電室，0.4kV低壓配電室和補償電容器室、控制室、值班室，兩臺地面主變壓器選用SCB10-315kVA 10/0.4kV和SCB10-1000kVA 10/0.4kV干式變壓器各兩臺。變壓器負荷率為81.04%，保證率為100%。

所用電源為交流電源：380/220V，電源取自0.4kV低壓開關(guān)柜，作為變電站內(nèi)的動力、照明及操作電源。根據(jù)運行方式，全礦井無功補償采用變電所10kV側(cè)采用MNG型動態(tài)自動無功補償裝置，補償容量1800kVar。10kV架空輸電線路終端桿上設(shè)避雷器，防止雷電引入變電所內(nèi)。10kV母線上裝設(shè)閥型避雷器，防止內(nèi)過電壓。10kV架空輸電線路兩端裝設(shè)管型避雷器，防止雷電引入變電所內(nèi)。10kV變電所架設(shè)避雷針，防直擊雷。本礦用電計量裝于10kV進線側(cè)，10kV進線一回工作，一回帶電備用；變電所采用直流操作的方式，操作電源取自免維護鉛酸蓄電池。變電所設(shè)計采用微機保護和微機監(jiān)控設(shè)備，完成對主變電所主設(shè)備的控制、保護、測量、信號等功能。

3 開閉所供電設(shè)備及有關(guān)保護裝置功能

3.1 10kV開關(guān)柜 采用KYN28A-12（Z），具有完善的防誤機械聯(lián)鎖裝置：能夠有效的防止電氣誤操作事故的發(fā)生。開關(guān)柜電纜室門與接地開關(guān)實現(xiàn)機械聯(lián)鎖，保證接地開關(guān)合上后方可開門。

3.2 綜合保護 隨著電力系統(tǒng)的自動化建設(shè)和改造不斷的發(fā)展，電網(wǎng)企業(yè)大多已經(jīng)實現(xiàn)了對遠程變電站的遙測、遙信、遙控、遙調(diào)，即“四遙”功能。我礦為了提高勞動生產(chǎn)率，增加企業(yè)經(jīng)濟效益，對電力生產(chǎn)實現(xiàn)無人值守模式和遠程遙控操作。設(shè)計了集搖視系統(tǒng)、安全保衛(wèi)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和動力監(jiān)測系統(tǒng)五大功能，一旦變電站內(nèi)部發(fā)生安全或者設(shè)備數(shù)據(jù)的報警，系統(tǒng)科通過綜合智能控制系統(tǒng)集中管理，做到了集中監(jiān)控、存儲和管理，更便于應(yīng)急指揮，實現(xiàn)了對變電站區(qū)域內(nèi)場景情況的監(jiān)視、設(shè)備的外觀狀態(tài)及隔離開關(guān)的分合狀態(tài)以及主控室、高壓室、蓄電池室、電纜層、通訊機房等情況的監(jiān)測。安全防護系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)等科進行周界、室內(nèi)、門禁的報警及安全布控。

報警功能：當(dāng)發(fā)生報警事故時，能夠自動切換至相應(yīng)攝像機，并自動進行存盤錄像，同時傳播報警信息和相關(guān)圖像。

周界報警系統(tǒng)：安全可靠，對人體無直接傷害，故障率低、誤報率低。能夠不受氣候、地形、樹木、小動物等影響，無盲區(qū)、無死角。

消防報警系統(tǒng)：具有強大的分析、判斷能力，通過探測器運行程序，能夠自動完成外界環(huán)境參數(shù)變化的補償及火警、故障的判斷，大大的提高了整個系統(tǒng)探測火災(zāi)的實時性、準(zhǔn)確性。

3.3 直流電源系統(tǒng) 原系統(tǒng)存在的問題高配電室直流操作電源系統(tǒng)通常包括兩路380VAC供電電源、低壓交流配電屏、直流整流控制屏。蓄電池組和操作信號屏、原系統(tǒng)存在如下問題：①系統(tǒng)設(shè)計不規(guī)范。系統(tǒng)僅有一路來自相鄰低配電室提供的380VAC電源，當(dāng)?shù)团潆娛野l(fā)生電器故障或設(shè)備需要檢修時，直接影響到系統(tǒng)正常供電。②電器設(shè)備老化。低壓交流配電屏內(nèi)電源小母排氧化嚴(yán)重，鉛酸蓄電池柜體經(jīng)長期腐蝕已變形。③電器設(shè)備技術(shù)落后，設(shè)備維護成本高。低壓交流配電屏采用開關(guān)受電，缺少電控操作。整流控制插件板備件短缺，故障修復(fù)比較困難。鉛酸蓄電池組，單個蓄電池容量小，總體數(shù)量要求多。在蓄電池充放電過程中，電解液不同程度泄漏。鉛酸蓄電池每半年需要補充電解液，使用壽命不超過二年。

為了實現(xiàn)對二次回路的信號設(shè)備、保護、自動裝置、事故照明等提供直流電源，由電池屏和直流充電屏（直流屏）組成，蓄電池采用12V閥控式鉛酸免維護理士電池，是直流電源系統(tǒng)的備用電源，交流配電設(shè)備的操作電影。微機監(jiān)控單元采用大屏幕液晶漢字顯示，通過監(jiān)控單元進行整流模塊參數(shù)設(shè)置，實現(xiàn)了對各回路及充電模塊狀況在線顯示。具有直流系統(tǒng)絕緣在線監(jiān)測、自動降壓、防雷等功能。

3.4 微機五防 《電業(yè)安全工作規(guī)程》規(guī)定：“為防止誤操作，高壓電氣設(shè)備都應(yīng)加裝防誤操作的閉鎖裝置”?，F(xiàn)在，防誤裝置已成為防止誤操作、確保變電站的安全運行和保證電氣設(shè)備、人身安全的有效而可行的手段。

傳統(tǒng)的電氣防誤操作技術(shù)是現(xiàn)場的一種電氣聯(lián)鎖裝置，它是通過相關(guān)設(shè)備的輔助接點連接來實現(xiàn)閉鎖。它只能防止開關(guān)、隔離開關(guān)、地刀的錯誤操作，但是對誤入帶點間隔、接地線的掛接（拆除）起不到作用，根本無法實現(xiàn)完整的“五防”功能，針對這些漏洞我礦開閉所裝設(shè)了微機“五防”系統(tǒng)，防誤閉鎖裝置是由計算機、電腦鑰匙、電編碼鎖、機械編碼鎖及其附件組成。依靠閉鎖邏輯和現(xiàn)場鑰匙實現(xiàn)對斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、地線、遮攔或開關(guān)柜的閉鎖，其裝置具有強制運行人員按照給定的安全操作程序?qū)﹄姎庠O(shè)備進行操作，避免電氣五操作，實現(xiàn)五防（①防止誤分、誤合開關(guān)。②防止帶負荷拉、合刀閘。③防止帶電掛接地線或合接地刀。④防止帶接地線或接地刀閘合開關(guān)或合分刀閘。⑤防止誤入帶電間隔）要求。

3.5 無功補償系統(tǒng) 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，煤礦設(shè)備也在朝大功率、變頻化方向發(fā)展。我礦地面主通風(fēng)機、主斜井提升機、空壓機等都是變頻驅(qū)動，但是大功率的整流器件的使用給電網(wǎng)帶來影響，為了杜絕諧波對電網(wǎng)造成影響，我礦10kV母線上共裝設(shè)補償裝置2套，每套補償容量均為2400kVar，將低網(wǎng)損，高效節(jié)能，提高了負荷功率因數(shù)；抑制系統(tǒng)諧波，穩(wěn)定電壓；減少無功電流，節(jié)省變壓器的增容費用，對用電質(zhì)量和用電設(shè)備的安全等方面起到了重要的作用。

4 結(jié)語

煤礦供電是保證礦井運轉(zhuǎn)的前提條件，是非常重要的，對設(shè)備合理的選型，正確安裝并使用它們不僅可以避免或減少事故的發(fā)生，而且會給企業(yè)帶來效益。對于設(shè)備的選型應(yīng)根據(jù)各個煤礦的實際需求進行，不能一概而論。只有將各類設(shè)備的保護配備齊全，才能保證礦井供電系統(tǒng)的正常運行。

參考文獻：

[1]周作學(xué).10kV供電系統(tǒng)在煤礦深井生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].價值工程，2011（09）.

第7篇：蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：智能變電所系統(tǒng)功能整合

中圖分類號：TM411文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：

1前言

智能化變電所經(jīng)過近幾年的發(fā)展，特別是經(jīng)過兩批試點變電所的建設(shè)，其優(yōu)勢和缺點漸漸表現(xiàn)出來，系統(tǒng)功能整合為智能變電所一大特點，其站控層功能有進一步整合的空間，間隔層及過程層設(shè)備的整合也能更進一步，本文重點闡述了六個整合方案，并通過比較，針對該110千伏變電所選出最合適的方案。

方案一整合：一體化合并單元與智能終端的整合

方案二整合：將保護信息子站整合進監(jiān)控軟件；

方案三整合：采用故障錄波及網(wǎng)絡(luò)分析儀一體化裝置；

方案四整合：將變壓器油色譜監(jiān)測系統(tǒng)與智能輔助系統(tǒng)整合；

方案五整合：使監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)“一鍵式”順序操作；

方案六整合：交直流一體化電源系統(tǒng)的整合。

2合并單元和智能終端整合

2.1現(xiàn)狀及整合的必要性

目前在建的許多智能化變電所均采用了合并單元和智能終端就地下放的安裝模式。在110千伏及以下電壓等級的變電所中，110千伏線路間隔采用單套配置原則，即有l(wèi)套保護、合并單元和智能終端；主變保護各側(cè)合并單元均按照2套配置，智能終端按照單套配置。

由于智能組件柜采用就地安裝原則，保護測控、計量、智能終端及光纖盒均就地安裝，并對溫濕度控制提出要求，智能組件柜的體積就比常規(guī)站要大得多。

如果把合并單元和智能終端作為一體化設(shè)備，則可以很好地解決智能控制柜的安裝問題，又可以節(jié)省大量的建設(shè)資金，不失為一種較好的應(yīng)用模式。

2.2合并單元

合并單元用于二次設(shè)備之間的信息交換，主要用于連接數(shù)字化輸出的電子式互感器與保護、測控及表計。隨著智能化變電所的全面建設(shè)，合并單元的含義也有所擴展。部分變電所仍采用常規(guī)互感器，不接收數(shù)字量而是直接采集常規(guī)模擬量的合并單元。再如一個線路間隔的合并單元既采集常規(guī)的三相電流電壓信號，同時又接收電子式互感器的母線電壓信號。

2.3智能終端

智能終端作為過程層中的重要設(shè)備，實現(xiàn)了對斷路器間隔的完全控制（包括斷路器、接地刀閘和隔離刀閘）。由于IEC 61850-8-1標(biāo)準(zhǔn)中的GOOSE也是通過組網(wǎng)方式來進行傳輸，不可避免地對交換機也產(chǎn)生了較大的依賴，雖然可以通過雙網(wǎng)的模式降低交換機帶來的風(fēng)險程度，但不能從根本上解決問題。

智能終端的GOOSE應(yīng)用較傳統(tǒng)操作箱在安全性方面得到較大幅度提高。一方面，由于采用光纖進行信號傳輸，所以抗電磁干擾性能有較大提升；另一方面，由于采用了數(shù)字信號通信的邏輯連接方式，可以實現(xiàn)在線物理連接斷鏈檢測，實現(xiàn)了在線智能告警。

2.4合并單元和智能終端一體化的可行性分析

2.4.1負載率分析

合并單元作為數(shù)據(jù)同步的關(guān)鍵性設(shè)備，需要同步三相保護、測量電流和三相電壓，可能還需要同步外接零序電流和間隙零序電流等，加上雙A/D采樣后需要同步的信號多的時候可能達到20路左右，發(fā)送速率一般為4 kHz，信號間的同步通常使用插值方式來進行。而智能終端由于實時性要求沒有合并單元那么高，處理報文的中斷時間設(shè)為833μs即可。

由此可見，合并單元單獨IEC61850-9-2的發(fā)送對DSP資源的占用不是很多；智能終端單獨GOOSE接收和發(fā)送對DSP資源的占用也不是很多，所以完全可以將IEC 61850-9-2和GOOSE報文的處理放在一個DSP上完成。設(shè)計時只需要保證IEC 61850-9-2運行優(yōu)先級比GOOSE優(yōu)先級高，保證IEC 61850-9-2的實時性即可。

2.4.2 一體化后的單元體積

目前國內(nèi)的二次設(shè)備生產(chǎn)廠家合并單元體積大小不一，有標(biāo)準(zhǔn)整層4U的，有標(biāo)準(zhǔn)整層1U的，也有寬度為半層4U的,總體來說裝置空間空余比較多，可用空間還比較大。從上面的分析可知由于合并單元對空間的需求較小，為合并單元和智能終端的合并在裝置空間上提供了可行性。

2.4.3 配置方案

綜上所述，使用智能終端和合并單元一體化裝置在技術(shù)上是可行的，符合國家建設(shè)智能電網(wǎng)的初衷，并且現(xiàn)在已有成熟的產(chǎn)品裝置（如南瑞繼保公司生產(chǎn)的PCS-222）。

3保護信息子站與監(jiān)控軟件整合方案研究

從最近投運的智能變電所來看，對于110千伏變電所，其監(jiān)控主站與繼電保護子站共同從測控保護一體化裝置內(nèi)采集信息，測控報文、保護信息，都從一體化裝置內(nèi)部采集，雖然報文的格式不同，但兩者以相同的DL/T860規(guī)約在站控層網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部傳輸。因此一體化信息平臺能夠集成監(jiān)控主站及繼保子站的功能，將兩者融合在同一平臺內(nèi)。

兩者融合也不會對現(xiàn)行的運行、維護、分工造成挑戰(zhàn)，原監(jiān)控主站和保子站歸保護班負責(zé)，合并后的一體化信息平臺仍然劃歸保護班負責(zé)。

隨著智能變電所狀態(tài)檢修的逐步推進，智能變電所繼電保護狀態(tài)檢修，將實現(xiàn)全站電壓等級繼電保護裝置的狀態(tài)監(jiān)測。站控層增加狀態(tài)監(jiān)測服務(wù)器，用來接收存儲保護裝置上送的狀態(tài)信息，并且支持將就地監(jiān)測信息遠傳，支持遠程訪問服務(wù)器數(shù)據(jù)。

4 故障錄波與網(wǎng)絡(luò)記錄分析儀的整合方案研究

4.1 網(wǎng)絡(luò)記錄分析儀配置現(xiàn)狀

與常規(guī)變電所綜合自動化系統(tǒng)相比，智能化變電所的自動化系統(tǒng)存在大量的網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài)好壞將直接影響變電所的運行安全，而IEC 61850的通訊透明性，要求必須借助更加專業(yè)的設(shè)備來實現(xiàn)對通訊系統(tǒng)的全面分析和評估，實時掌握和分析、評估系統(tǒng)的通訊全貌，能夠記錄站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)所有報文，監(jiān)視站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)，并提供一套事后網(wǎng)絡(luò)報文分析專家系統(tǒng)。實現(xiàn)對全站通信報文的捕捉、存儲、診斷、統(tǒng)計和分析。因此智能化變電所大多配置1臺網(wǎng)絡(luò)報文分析儀。

4.2 故障錄波配置現(xiàn)狀

智能化變電所的保護如果動作，為了分析采樣值及跳閘信號的正確性，需要詳細分析保護發(fā)生時刻的信息，因此，智能化變電所需要配置故障錄波系統(tǒng)。特有的連續(xù)錄波可高速存儲至少15天的數(shù)據(jù)：除了提供傳統(tǒng)的故障錄波之外，專門開發(fā)了連續(xù)錄波功能。此部分功能一般配置在智能變電所的高級功能運用中。

對應(yīng)于該變電所，它采用“三層一網(wǎng)”的結(jié)構(gòu)，最大限度的實現(xiàn)“兩型一化”的精神。在這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，單獨設(shè)立網(wǎng)絡(luò)報文分析儀及故障錄波功能是沒有必要的。

4.3 故障錄波與網(wǎng)絡(luò)記錄分析儀的整合

二者整合的方案有兩種：

方案一：應(yīng)使就地的合并單元、智能終端一體化裝置具備SV報文、GOOSE報文記錄功能。合并單元、智能終端一體化裝置能有效的記錄發(fā)出的SV報文、GOOSE報文和有效的記錄收到的SV報文、GOOSE報文，能將報文存儲在裝置內(nèi)至少1天，并能提供查看方法。

方案二：應(yīng)使間隔層測控保護一體化裝置配置故障錄波插件，具備SV報文、GOOSE報文記錄功能。測控保護一體化裝置的故障錄波插件能有效的記錄收到的SV報文、GOOSE報文和有效的記錄發(fā)出的GOOSE報文，能將報文存儲在裝置內(nèi)至少1天，并能提供查看方法。

此種配置可以監(jiān)控過程層、間隔層的各種報文及故障錄波報文，無法監(jiān)控站控層網(wǎng)絡(luò)報文。但對于一個110千伏終端變電所而言，已經(jīng)解決了間隔層保護動作的追憶，能夠滿足使用要求了。

在該變電所中兩種功能的整合采用方案二。

5 狀態(tài)監(jiān)控功能的整合

智能變電所的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測可隨時了解一次設(shè)備的運行狀況、評估設(shè)備健康程度和使用壽命，有利于變電所的安全運行和全壽命周期管理。

狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)采用分層分布式機構(gòu)，由傳感器、狀態(tài)檢測IED、后臺系統(tǒng)構(gòu)成，由狀態(tài)檢測IED進行就地診斷；后臺主機與智能輔助系統(tǒng)主機共用，實現(xiàn)軟件相互兼容。

狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器與狀態(tài)監(jiān)測IED間采用RS485總線或CAN總線方式傳輸模擬量數(shù)據(jù)；狀態(tài)監(jiān)測IED之間或狀態(tài)監(jiān)測IED與后臺系統(tǒng)間采用DL/T 860標(biāo)準(zhǔn)通信，通信網(wǎng)絡(luò)采用l00M及以上高速以太網(wǎng)。不配置獨立的在線監(jiān)測后臺主機，在線監(jiān)測后臺與一體化平臺集成，并預(yù)留至省網(wǎng)輸變電設(shè)備在線監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)遠傳通信接口。

變壓器的狀態(tài)監(jiān)控由油色譜監(jiān)測單元、智能IED及狀態(tài)分析軟件三部分組成。變壓器油色譜監(jiān)測單元安裝在變壓器底部放油閥、采用油泵強制循環(huán)保證油樣無死區(qū)；變壓器監(jiān)測IED安裝在變壓器附近的智能組件柜內(nèi)，實現(xiàn)變壓器的在線監(jiān)測、狀態(tài)評估、就地預(yù)警；狀態(tài)監(jiān)測后臺實現(xiàn)全站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸、匯總和診斷分析。

狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)通過接收數(shù)據(jù)，在確保變壓器安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行和保證供電量的基礎(chǔ)上充分利用現(xiàn)有設(shè)備和原有資金條件下，通過電網(wǎng)實際運行數(shù)據(jù)，對電網(wǎng)所允許的各種運行方式進行計算，與實際運行方式進行比較，得出降低電網(wǎng)有功損耗的策略，如滿足損耗減少的裕度和投切次數(shù)的要求，則給出變壓器最佳經(jīng)濟運行方式，并指出調(diào)整后可降低的有功、無功損耗。變壓器經(jīng)濟運行是電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行的重要環(huán)節(jié)，也是降低電力系統(tǒng)網(wǎng)損的重要措施。變壓器在變換電壓及傳遞功率的過程中，自身將會產(chǎn)生有功功率損耗和無功功率損耗。變壓器的有功功率和無功功率損耗與變壓器的技術(shù)特性有關(guān)，同時隨著負載的變化而產(chǎn)生非線性的變化。因此，根據(jù)變壓器的有關(guān)技術(shù)參數(shù)，通過合理地選擇運行方式，加強變壓器的運行管理，充分利用現(xiàn)有的設(shè)備條件，以達到節(jié)約電能的目的。該系統(tǒng)將實現(xiàn)在線靈敏度分析功能，在線計算無功補償設(shè)備、有載分接開關(guān)對全網(wǎng)各節(jié)點電壓的靈敏度，也可以計算以上設(shè)備調(diào)節(jié)對全網(wǎng)網(wǎng)損的靈敏度。在安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的條件下，通過調(diào)整負載，提高負荷率，提高功率因數(shù)，使變壓器在經(jīng)濟運行區(qū)的優(yōu)選運行段內(nèi)工作。

在經(jīng)濟條件允許下，采取調(diào)換、更新或改造變壓器等辦法，以達到變壓器經(jīng)濟運行效果?？煽繉崿F(xiàn)變壓器和線路運行方式的在線優(yōu)化分析和自動控制。

6“一鍵式”順序控制功能

變電所順序控制是指變電所內(nèi)智能設(shè)備依據(jù)變電所操作票的執(zhí)行順序和執(zhí)行結(jié)果校核要求，有站內(nèi)智能設(shè)備代替操作人員，自動完成操作票的執(zhí)行過程。實際操作時只需要變電所內(nèi)運行人員或調(diào)度運行人員根據(jù)操作要求選擇一條順序操作命令，操作票的執(zhí)行和操作過程的校驗由變電所內(nèi)智能電子設(shè)備自動完成。在智能化變電所內(nèi)實施順序操作，能夠使智能化變電所真正實現(xiàn)無人值班，達到變電所“減員增效”的目的；同時通過順控操作，減少或無需人工操作，最大限度地減少操作失誤，縮短操作時間，提高變電所的智能化程度和安全運行水平。因此，《無人值守變電所和監(jiān)控中心技術(shù)導(dǎo)則》已把順控功能作為自動化系統(tǒng)應(yīng)具備的一項基本功能。

智能化變電所的幾個特點：一次設(shè)備智能化和二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化；互操作性和開放性；分層分布式系統(tǒng)；一次設(shè)備和二次設(shè)備可靠性的提高。這幾個特點，都很好的滿足程控操作對變電所的一次和二次的要求。

一次斷路器、隔離開關(guān)、保護軟壓板等順控控制由主站工作站及后臺監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)一鍵式控制，系統(tǒng)判斷操作正確后自動完成相關(guān)運行方式變化要求的設(shè)備控制，順序控制過程中系統(tǒng)給出相關(guān)的動作記錄及動作結(jié)果，如果識別一次設(shè)備不正確時應(yīng)及時停止操作并告警。

7 交直流一體化電源系統(tǒng)的整合

將該變電所直流系統(tǒng)、交流系統(tǒng)（380/220V低壓開關(guān)柜）、逆變電源系統(tǒng)、通信電源系統(tǒng)四項分系統(tǒng)整合為交直流一體化電源系統(tǒng)。結(jié)合本站布置緊湊的情況，直流系統(tǒng)額定輸出電壓為DC220V，通信電源模塊額定輸出電壓為DC48V。整合操作與通信直流電源系統(tǒng)，蓄電池合并，采用DC/DC高頻開關(guān)電源變換裝置提供通信電源。取消傳統(tǒng)UPS和通信電源的蓄電池組和充電單元，減少維護工作量。

交直流一體化電源系統(tǒng)將直流控制電源、電力專用UPS電源、電力專用逆變電源（INV）等統(tǒng)一設(shè)計組合為一體，通過統(tǒng)一的智能網(wǎng)絡(luò)平臺，實現(xiàn)變電所交流控制電源的集中供電和統(tǒng)一的監(jiān)控管理，進而實現(xiàn)在線的狀態(tài)檢測。共享監(jiān)控單元，采用IEC61850統(tǒng)一與站控層交換信息，實現(xiàn)對交直流控制電源全參數(shù)透明化管理。

其具體實時方案為：

（1）使用UPS直接掛于直流母線代替。

（2）取消通信蓄電池組及充電設(shè)備，使用DC/DC變換器直接掛于直流母線代替。

（3）系統(tǒng)聯(lián)動：根據(jù)交流進線運行方式，自動調(diào)整直流運行，達到最佳方式運行。

（4）統(tǒng)一進行波形優(yōu)化處理：針對逆變電源反灌電流影響充電模塊均流進行抑制等。

（5）統(tǒng)一進行防雷配置。在交流母線、直流母線上防雷器采用C級、D 級兩級保護機制，有效地保護內(nèi)部電路不致因為輸入回路遭受感應(yīng)雷擊和線路上過電壓而受到損害，提高系統(tǒng)的可靠性。

（6）專家智能管理系統(tǒng)：固定數(shù)據(jù)庫+實時數(shù)據(jù)庫+專家智能管理。

（7）加強二次配電智能管理。將二次配電雙路進線設(shè)置自動切換功

能，使其具備智能調(diào)度功能。

（8）所用電源設(shè)置ATS進線開關(guān)，通過智能電源監(jiān)控模塊實現(xiàn)占用電源的自投功能。

（9）所有出線開關(guān)智能模塊化，將所有的直流負荷、交流負荷分等級、分時間供電。根據(jù)通信設(shè)備、照明設(shè)備、保護的用電時間，有選擇的由總控單元控制開關(guān)的啟停，減少電池的容量。

將開關(guān)、傳感器、智能電路集成在一個機箱模塊內(nèi)。主要包括：交流進線模塊、交流饋線模塊、充電模塊、降壓模塊、逆變電源模塊、直流饋線模塊、蓄電池監(jiān)測模塊；實現(xiàn)站用電源開關(guān)智能模塊化后，能夠達到模塊外無二次接線、對外只有通信聯(lián)線，檢修維護標(biāo)準(zhǔn)化。將直流饋線絕緣監(jiān)測功能放于直流饋線模塊中實現(xiàn)，蓄電池巡檢分屏實現(xiàn)。這樣便可消滅柜間聯(lián)絡(luò)電纜。

采用交直流一體化電源系統(tǒng)的優(yōu)越性表現(xiàn)：

一是減少蓄電池組類型配置：將操作電源電池組、UPS電池組、通信電池組合并成為1組電池；二是一體化設(shè)計：外觀一致、減少重復(fù)配置、減少組屏數(shù)、節(jié)約占地空間；三是網(wǎng)絡(luò)化：各子系統(tǒng)智能設(shè)備通過通信網(wǎng)絡(luò)接入一體化監(jiān)控器，一體化監(jiān)控器1個通信口接入綜自/調(diào)度系統(tǒng)；四是智能化：在一體化監(jiān)控器或遠方管理系統(tǒng)可實時查看站用電源各子系統(tǒng)電量、開關(guān)量、事件信息，可修改系統(tǒng)參數(shù)、運行方式、遙控開關(guān)、對時，實現(xiàn)站用電源“四遙”；五是兼容性強：由監(jiān)控中心單元兼容各部分監(jiān)控單元，一個接口，一種規(guī)約接入綜自系統(tǒng)；六是更可靠：資源共享后組屏更從容，一體化蓄電池維護更有保證，一體化設(shè)計，分布式實現(xiàn)，更注重故障隔離；七是更方便：圖形界面顯示，操作方便簡單。一個位置可以瀏覽全部電源系統(tǒng)的運行狀況，多套系統(tǒng)一體化維護更加方便。

8 結(jié)語

通過對該變電所各種二次功能的整合，使其具備了智能變電所所具有的先進、可靠、低碳、環(huán)保功能，體現(xiàn)了智能變電所的特點。

參考文獻：

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第8篇：蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：SCADA 通信站 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng) 研究與應(yīng)用

1 通信站環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)工程

通信站環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要包括機房環(huán)境及動力設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)兩部分。電力通信網(wǎng)目前通信站一般都位于變電所內(nèi)，除了地調(diào)中心通信機房有人值班外，其他通信站均為無人值守通信站。實施這些通信站的通信電源乃至整個機房環(huán)境監(jiān)控是很有必要的。

1.1 通信機房動力環(huán)境監(jiān)測量范圍

1.1.1 機房溫/濕度。

1.1.2 智能動力設(shè)備(配電屏、整流設(shè)備、蓄電池組)要求采集如下信息：①交流配電：三相交流輸入電壓、故障告警；交流輸入故障(過壓、欠壓、缺相)。②直流配電：直流母線總電壓；直流輸出過壓／欠壓；壓限告警。③整流單元：輸出總電壓、總電流；整流模塊故障總告警。④蓄電池組：電池組總電壓。⑤載波設(shè)備總告警。⑥通信機房消防報警由變電站統(tǒng)一考慮。

1.1.3 無通信機房的110kV變電站，動力監(jiān)測基本要求：①交流配電：三相交流輸入電壓、故障告警；交流輸入故障(過壓、欠壓、缺相)。②直流配電：直流母線總電壓；直流輸出過壓／欠壓；壓限告警。③整流單元：輸出總電壓、總電流；整流模塊故障總告警。④蓄電池組：電池組總電壓。⑤載波設(shè)備總告警。

1.2 變電站端監(jiān)測顯示要求 上述通信機房動力環(huán)境監(jiān)測信號（遙信、遙測和開關(guān)量等）在變電站要求畫面顯示，告警畫面變色閃動、聲音告警。聲音告警確認后可人工屏蔽。

1.3 地調(diào)端監(jiān)測顯示要求 各供電局所轄的變電站的無人值班通信機房動力環(huán)境監(jiān)測信號要求送到本局調(diào)度自動化系統(tǒng)，開通供電局地調(diào)端通信中心機房登錄Web服務(wù)器的權(quán)限，以瀏覽方式監(jiān)視通信機房動力環(huán)境狀態(tài)，其畫面要求具備聲、光告警。

1.4 省網(wǎng)通信調(diào)度監(jiān)測顯示要求 220kV及以上變電站通信機房動力環(huán)境監(jiān)測信號要求送到中調(diào)調(diào)度自動化系統(tǒng)，通信調(diào)度員通過登錄中調(diào)DMIS的Web服務(wù)器，瀏覽各通信機房動力環(huán)境狀態(tài)和告警信息。

1.5 通信機房閉路監(jiān)視 要求在通信機房安裝攝像頭，實現(xiàn)對整個機房的閉路監(jiān)視。并將監(jiān)視信號接入變電站閉路監(jiān)視系統(tǒng)。同時可對異常/事故前狀態(tài)及異常/事故時的狀態(tài)進行錄像。并將監(jiān)視信號接入地調(diào)監(jiān)控中心監(jiān)視系統(tǒng)，由地調(diào)監(jiān)控中心監(jiān)視。

2 通信機房動力環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)實施

該系統(tǒng)按功能共分三個子系統(tǒng)：前端信號采集系統(tǒng)、監(jiān)控子站和監(jiān)控服務(wù)器系統(tǒng)。

2.1 前端信號采集系統(tǒng) 前端信號采集系統(tǒng)系統(tǒng)主要硬件是紅外一體化攝像機、溫濕度傳感器、交流電壓變送器、直流電壓變送器組成。

2.2 監(jiān)控子站 在通信機房的19”機柜里安裝一臺硬盤錄像機，用于把通信機房內(nèi)攝像頭的模擬信號處理為數(shù)字信號通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成E1信號接口，通過河池通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。

2.3 監(jiān)控服務(wù)器系統(tǒng)（通過SCADA系統(tǒng)完成）

2.3.1 主站端硬件系統(tǒng)：利用調(diào)度中心現(xiàn)有的SCADA數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、音箱、以太網(wǎng)光纖收發(fā)器。

2.3.2 主站端軟件系統(tǒng)：利用調(diào)度中心現(xiàn)有監(jiān)控軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、操作系統(tǒng)軟件、殺毒軟件。界面的開發(fā)任務(wù)由SCADA系統(tǒng)廠家完成。

3 設(shè)備主要功能和技術(shù)參數(shù)

3.1 主站端

3.1.1 主站端硬件系統(tǒng)：利用調(diào)度中心現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、音箱、以太網(wǎng)光纖收發(fā)器。

3.1.2 主站端軟件系統(tǒng)：利用調(diào)度中心現(xiàn)有監(jiān)控軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、操作系統(tǒng)軟件、殺毒軟件。界面的開發(fā)任務(wù)由SCADA系統(tǒng)廠家完成。

3.1.3 主站端功能介紹：①以形象直觀的圖形界面方式實時顯示本LSC所轄范圍內(nèi)各基站監(jiān)控對象的分布狀況、工作狀態(tài)和運行參數(shù)。②提供整個監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成模擬瀏覽圖，能夠快速進入所選擇的基站，瀏覽基站監(jiān)控信息。③監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的顯示可按端局和按設(shè)備類別支持多種列表顯示方式。④自診斷功能，對監(jiān)控系統(tǒng)本身設(shè)備的故障及時監(jiān)測并能發(fā)出告警。⑤信息打印功能具有：a出現(xiàn)告警立即打?。籦根據(jù)管理需要定時打?。籧屏幕拷貝打印。⑥實時接收各通站動力設(shè)備和機房環(huán)境的告警信息，具有以下告警功能：a分級告警功能顯示；b緊急告警；c重要告警；d一般告警；e告警提示；f告警確認；g告警分類顯示；h告警查詢。⑦具有統(tǒng)計功能，能生成以下各種統(tǒng)計報表及曲線圖：a日、月、年告警統(tǒng)計表；b日、月、年監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表；c每天的設(shè)備運行參數(shù)或曲線；d監(jiān)控中心中的告警數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)等能保存一年以上。⑧安全管理功能：a用戶和用戶組管理功能，這些功能包括增加、刪除、查詢和修改等，此功能只能由授權(quán)的用戶實施。b用戶的權(quán)限配置和管理功能，對用戶的權(quán)限級別可以進行配置。c系統(tǒng)操作權(quán)限的劃分和配置功能。當(dāng)操作人員取得相應(yīng)權(quán)限時，可進行相應(yīng)操作。對用戶實施的操作進行鑒權(quán)的功能，保證具有權(quán)限的用戶才能實施相應(yīng)的操作。同時系統(tǒng)應(yīng)有設(shè)備操作記錄，設(shè)備操作記錄包括操作人員工號、作設(shè)備名稱、操作內(nèi)容、操作時間等。⑨相關(guān)的控制機制，對于監(jiān)控對象的接入以及監(jiān)控設(shè)備的接入進行安全管理。⑩系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)功能。　報表管理功能：a用戶利用監(jiān)控系統(tǒng)提供的工具軟件，生成并打印出各種統(tǒng)計資料、交接班日志、派修工單、機歷卡及曲線圖等。b提供歷史告警紀(jì)錄日、月、年及自定義時段的報表和相關(guān)統(tǒng)計報表。c提供按照告警級別、告警類型、設(shè)備類型等條件統(tǒng)計的歷史告警次數(shù)或告警歷時統(tǒng)計報表。d提供任意遙測量或遙測量組合自定義時段的歷史數(shù)據(jù)曲線分析數(shù)據(jù)。e提供運行狀態(tài)量曲線分析數(shù)據(jù)。f提供系統(tǒng)操作紀(jì)錄輸出報表。g提供登退錄系統(tǒng)輸出報表。h提供系統(tǒng)交接班日志管理輸出報表；i提供自定義打印輸出報表功能。 顯示功能：系統(tǒng)可實時顯示和刷新監(jiān)控范圍內(nèi)所有局站、設(shè)備以及全部監(jiān)控點的運行參數(shù)、所處狀態(tài)、配置屬性。

提供可在線定制的組態(tài)頁面顯示綜合性的局站或設(shè)備群組的監(jiān)控信息。同時提供詳細資料頁面顯示任意設(shè)備的監(jiān)控信息。

對監(jiān)控對象進行分層次、分類型的顯示與管理。監(jiān)控對象狀態(tài)（告警、故障權(quán)限等）顯示醒目清晰， 可在指定的現(xiàn)場運行流程圖上通過逐層擴展，最后將故障定位在監(jiān)控對象上。

界面能夠按照需要及時詳細的提示和統(tǒng)計系統(tǒng)發(fā)生的任何告警和事件。

3.2 分站端

3.2.1 分站端硬件系統(tǒng)：監(jiān)控主機、溫濕度傳感器、直流電壓變送器、交流電壓變送器。

3.2.2 分站端功能介紹：①周期性地采集各監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理和發(fā)送。②隨時接收并快速響應(yīng)來自監(jiān)控主站的數(shù)據(jù)查詢和控制命令，并將控制命令下發(fā)給監(jiān)控模塊。③收集故障告警信息，告警優(yōu)先主動上報。④能進行基本的數(shù)據(jù)處理、存儲，具備接入計算機進行現(xiàn)場維護操作的功能。⑤具有保存告警信息及監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計值至少2天的能力。⑥具有本地控制優(yōu)先的功能，可屏蔽監(jiān)控中心發(fā)出的遙控命令并以適當(dāng)方式通知監(jiān)控中心此時所處的控制狀態(tài)。⑦具有告警過濾和屏蔽功能。

第9篇：蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】本安型;礦燈;保護器;PTC;過流保護

1.前言

礦井一旦發(fā)生瓦斯爆炸，就會造成一系列及其嚴(yán)重的危害，其危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1）爆炸產(chǎn)生高溫。

爆炸時產(chǎn)生的熱量，使周圍氣體溫度迅速升高，爆炸瞬間的溫度為1850℃-2650℃。這樣的高溫，會造成人員傷亡，并可能引起火災(zāi)，燒毀設(shè)備、設(shè)施，損壞巷道;

2）爆炸產(chǎn)生高壓氣體和強大沖擊波。

由于爆炸時氣體溫度驟然升高，引起爆源附近氣體體積急速膨脹，氣體壓力突然增大，形成強大的高壓沖擊波。強大的沖擊波可使井下人員遭受傷亡，嚴(yán)重摧毀巷道支架、井下設(shè)施和設(shè)備，造成巷道頂板冒落。

3）爆炸產(chǎn)生大量的有毒、有害氣體。

瓦斯爆炸要消耗大量氧氣，同時伴生大量的有害氣體，其中主要是一氧化碳和二氧化碳。若有煤塵參與爆炸，產(chǎn)生的一氧化碳氣體會更多，造成的人員傷亡更嚴(yán)重。統(tǒng)計資料表明，瓦斯、煤塵爆炸事故中死亡的人數(shù)，90%左右都是因為一氧化碳中毒、窒息死亡。

瓦斯（甲烷CH4）報警礦燈是在礦燈上增加了瓦斯報警裝置。當(dāng)瓦斯超限時，聲、光形式報警，以警告使用者瓦斯超限。它具有結(jié)構(gòu)簡單、報警醒目、重量輕、使用方便等特點，其中主燈閃爍式瓦斯報警礦燈還具有當(dāng)瓦斯超限時強制工人停止作業(yè)的功能，特別適宜于井下分散作業(yè)人員攜帶使用。

目前國內(nèi)瓦斯礦燈無法將瓦斯采集數(shù)據(jù)實時傳送到地面服務(wù)器，且屬于礦用特殊型產(chǎn)品，防爆型式：EXSI，安全系數(shù)低，容易發(fā)生蓄電池、礦燈頭碰撞摔破、電纜破皮扯斷等現(xiàn)象而產(chǎn)生電火花，繼而引發(fā)瓦斯爆炸事故，這也是礦燈引發(fā)礦難事故的根源[1，2]因此，研制一款與人員定位相結(jié)合的本安型瓦斯礦燈具有重大的安全意義。

2.現(xiàn)有的瓦斯礦燈對鋰電池保護設(shè)計

本安型瓦斯礦燈的安全性能，直接取決于對礦燈鋰電池的保護處理。目前，礦井常用的礦燈屬于特殊型，其鋰離子電池保護電路一般采用PTC和保護器，如圖1所示。

圖1 殊型礦燈電池保護電路

其中PTC是鋰離子蓄電池出廠時自帶，動作電流一般在4A以上，甚至有些達到10A，主要用于電池生產(chǎn)、運輸過程中短路保護，但是保護動作值過大，不能完全起到保護作用。保護器具有過充保護、過流保護、過放保護、短路保護等功能。

過流保護是通過時間來限定釋放能量。在鋰電池電量充足時，可以快速的切斷輸出，然而在蓄電池低電量時，很難在短時間內(nèi)切斷輸出，可靠性有限[3，4]。

3.ia級本安型瓦斯礦燈本安保護設(shè)計

本設(shè)計中，保留安標(biāo)產(chǎn)品保護器，同時增加過流保護、PTC串限流電阻兩重保護，達到ia級三重化保護，符合GB3836-2010的規(guī)定。

如圖2所示，選擇具有安標(biāo)證號的保護器作為第一重保護。第二重過流保護電路，采用了精工電子的S8261鋰電池保護電路，內(nèi)置高精度電壓檢測電路，具有過充電、過放電和過電流的保護功能。這里主要采用S8261電路的過流保護功能，過電流1檢測電壓為0.05～0.3V。在通常狀態(tài)的電池放電狀態(tài)下，由于放電電流在額定值以上，VM端子的電壓在過電流檢測電壓以上且這個狀態(tài)持續(xù)在過電流檢測延遲時間以上的場合，關(guān)閉放電控制FET停止放電，這個狀態(tài)叫做過電流狀態(tài)。當(dāng)檢測VM端子電位為過電流1檢測電壓以下時即恢復(fù)到通常狀態(tài)。S8261保護IC的過充電檢測電壓為3.9～4.4V，過充電滯后電壓為0.1～0.4V，過放電檢測電壓為2.0～3.0V，過放電滯后電壓為0～0.7V，過電流1檢測電壓為0.05～0.3V，過電流2檢測電壓為0.5V。在第二級保護電路中，同時保留過充電、過放電保護，提高對電池的保護。

圖2 本安原理圖

圖2中，第三重保護采取PTC串限流電阻的方式，限流電阻作為可靠元器件，可以抑制電流突變。PTC俗稱“自恢復(fù)保險絲”，傳統(tǒng)的保險絲在線路熔斷后無法自行恢復(fù)，而PTC在故障撤除后即可恢復(fù)到預(yù)保護狀態(tài)，當(dāng)故障再次出現(xiàn)時，又可以起到過流保護。本設(shè)計中選用0.5Ω、5W的正偏值限流電阻，1.25A，0.2Ω的PTC，開路最大輸出功率：

W

小于GB3836-2010規(guī)定的33W，限流電阻的功率符合GB3836-2010的要求，即：15×（ln×1.7）2×限流電阻最大電阻值。

三重化保護中，任意一重或兩重保護失效，剩下的兩重或一重保護，都能可靠的保證電源安全。三重化保護的本安參數(shù)設(shè)定為UO：4.2V、IO：2A，可順利通過防爆火花實驗。

在結(jié)構(gòu)上采用內(nèi)外雙層外殼，將電池和保護板嵌入內(nèi)殼中，并采用回天312澆封后，裝入外殼內(nèi)，起到保護隔離作用，確保礦燈可靠安全[5，6]。

4.本安型瓦斯礦燈瓦斯報警設(shè)計

采用催化燃燒原理，可燃性氣體在有充足的氧氣的前提下，在一定溫度的催化劑表面就能產(chǎn)生無焰燃燒，其產(chǎn)生的熱量使之轉(zhuǎn)換為電信號而指示出來。如可燃性氣體濃度在其爆炸下限的范圍內(nèi)，則催化燃燒的熱量與可燃燒氣體的濃度呈線性關(guān)系。

選用瓦斯報警礦燈模組MZ005，此模組采用高穩(wěn)定性催化燃燒式氣敏元件、高性能微電腦處理器，配合紅外遙控調(diào)校方式，使模組擁有高可靠性和極簡單的調(diào)試，并且此模組擁有傳感器故障報警功能和零點標(biāo)定限制功能，避免了由于傳感器斷絲引起的模組持續(xù)報警或不會報警等故障。當(dāng)空氣中的甲烷含量大于報警設(shè)定值時它會控制礦燈閃爍報警，同時將電信號通過井下人員定位系統(tǒng)實時上傳到地面，及時提醒工作面人員采取加強通風(fēng)或撤離措施。當(dāng)甲烷濃度下降到正常值時，它又能控制礦燈恢復(fù)正常照明功能，從而保證人身和財產(chǎn)安全，避免不必要的損失。

瓦斯報警礦燈模組MZ005與人員定位板之間通過串口通信，采用標(biāo)準(zhǔn)、開放的modbus協(xié)議，原理圖如圖3所示。

圖3 瓦斯報警礦燈原理圖

瓦斯模塊的額定電壓（V）：3.1-5.0，額定控制電流（mA）：≤110，報警點（vol）：1.0%（出廠標(biāo)定），報警誤差：≤0.1%（CH4含量（0.5-1.0%），零點穩(wěn)定性：±0.1%CH4（每周最大零漂）。

當(dāng)空氣中的甲烷含量大于預(yù)警值時，模組將電信號直接通過串口發(fā)給人員定位板，同時礦燈閃爍報警，人員定位板將報警信號實時上傳到地面，及時提醒工作面人員采取加強通風(fēng)或撤離措施。當(dāng)濃度降低低于報警值時，報警礦燈回復(fù)正常狀態(tài)[7，8]。

5.結(jié)語

本文設(shè)計一種基于井下人員定位的本安型瓦斯礦燈，采用三重化保護，結(jié)構(gòu)上內(nèi)外殼澆封隔離，同時與人員定位相結(jié)合，彌補瓦斯監(jiān)測的不足，將瓦斯數(shù)據(jù)與人員定位數(shù)據(jù)相結(jié)合，實時上傳到地面服務(wù)器，及時提醒工作面人員采取加強通風(fēng)或撤離措施，消除礦工在瓦斯超限情況下仍違規(guī)作業(yè)的問題，確保安全生產(chǎn)。

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