探讨直流电源系统蓄电池巡检技术

何康杰

（南方电网深圳供电局有限公司 宝安供电局沙井供电分局，广东深圳 518000）

0.引言

蓄电池巡检工作具有一定的必要性，一方面，可以保障蓄电池运行的稳定性，对蓄电池故障进行全面的判断。另一方面，能够及时发现故障问题，避免故障造成严重的影响，使故障问题的应对更加的有效。巡检过程由蓄电池监控系统进行完成，具有持续监测的工作，对蓄电池状态进行实时判断，保障蓄电池的运行质量。

1.直流电源系统蓄电池巡检的重要性

蓄电池是电力系统的重要组成部分，如图1所示，有着可靠的工作性能，需要对其做好巡检工作，使其能够运行稳定。在市电电源中断后，蓄电池可以维持系统继续供电，保障系统的供电状态。蓄电池巡检的重要性主要体现如下：第一，蓄电池对环境温度具有较高的要求，需要采用恒温控制方式。通过巡检方式，可以及时对环境温度进行检测，使环境温度能够满足蓄电池的需要，能够有效延长蓄电池使用寿命。第二，蓄电池运行时会产生易燃易爆气体，将会对现场的安全性造成影响，因而需要对现场进行巡检，对气体进行迅速处理，进而提供有效的安全保障。第三，有助于蓄电池运行状态的监测，如电量、故障等，可以根据巡检结果产生报警，提高工作人员技术进行检修和维护，保障蓄电池具有良好的工作状态[1]。

图1 直流电源蓄电池

2.直流电源系统蓄电池巡检技术分析

2.1 蓄电池巡检方法

2.1.1 电压检测

电压是蓄电池的基本属性，需要做好电压的检测工作，确保蓄电池工作的稳定性。电压检测主要分为2个方面：（1）过压检测。防止蓄电池发生击穿现象，对蓄电池造成损伤。（2）欠压检测。避免蓄电池出现硫化现象，损坏电池。蓄电池使重要的供能状态，对电压具有较高的要求，检测时将电压表两端接于电源两端，这样便可以对蓄电池进行电压检测。以容量12V20AH的蓄电池为例，通常情况下，过压值为14.4V，欠压值为10.5V。当电压值超过14.4V时，则视为蓄电池为过压情况；当电压值低于10.5V时，则视为蓄电池欠压。蓄电池过压、欠压一般采用自动检测的方式，可由巡检监控系统自动进行检测。通过这种方式，能够提高电压检测的效率，对直流电源系统进行实时保护，使蓄电池电压具有稳定的状态。

2.1.2 充放电电流检测

蓄电池工作过程中存在着过负载、过电流等问题，需要从充电方面进行检验，应做好电流检测工作。蓄电池能够实现化学能与电能的反复转化，其中伴随着反复充放电的过程，随着使用时间的增加，蓄电池的性能将会逐渐下降，导致充放电电流出现不稳的现象。如图2所示，通过充放电检测，可以对蓄电池运行状态进行判断，防止蓄电池出现充放电过度的情况，进而解决蓄电池的隐患问题。充放电电流采用电流传感器进行检验，可以提高电流检测的精度，有助于在线检测工作的实现，使其能够融入到巡查监控系统中，保障蓄电池运行稳定。充放电检测时间一般为5min～10min，在充放电电流检测的同时，还需要对蓄电池剩余容量进行检验，确定蓄电池充放电状态是否正常，提高充放电检测的有效性。另外，通过电压、电流等数据可以得到充放电曲线，有助于蓄电池功能的全面判断，检验蓄电池的功能状态[2]。

图2 蓄电池充放电检测

2.1.3 温度检测

蓄电池具有较高的温控要求，一旦温度过高将会导致蓄电池直接烧毁，对蓄电池造成严重的危害。温度控制主要包含2个方面：一方面，环境温度。蓄电池工作过程中，需要与环境温度进行补偿，向环境中散发热量。一旦热量不能及时得到散发，将会导致蓄电池温度持续升高。另一方面，表面温度。蓄电池表面温度对蓄电池状态具有较大的影响，在工况变化的条件下，蓄电池内阻将会发生变化，使其需要额外进行功率的消耗，进而导致表面温度的增加。蓄电池采用温度传感器进行检测，并且需要与测温模块相结合，构建完善的测温条件，有助于温度实时检测的实现。通常情况下，当表面温升大于8℃时，蓄电池将会发生损坏，因而需要做好温度的控制工作，对其进行严格的温度检测，避免蓄电池由于温度过高而发生损坏。

2.2 蓄电池巡检设计

2.2.1 巡检目标

蓄电池巡检目标较多，需要逐一进行实现，提高巡检设计的完善性。蓄电池巡检监控系统是实现的重要方式，需要合理地进行设计，对蓄电池进行持续化地保护。蓄电池一般安装在配电柜的内部，并且应放置在保护装置的内部，降低外界环境对蓄电池的影响。蓄电池巡检目标包括电压、电流、温度等，应围绕巡检目标对巡检监控系统展开设计，提高巡检问题解决的针对性。为了对巡检目标进行检测，需要做好硬件的应用设计，主要围绕两方面进行展开：一方面，检测设计。对巡检目标进行检测，如测温模块、容量计算模块等，使巡检目标得到有效采集；另一方面，控制设计。对直流电源系统进行控制，保障蓄电池运行的稳定性，如联动风扇模块的使用，可以对蓄电池温度进行调节，进而提高蓄电池的工作状态。

2.2.2 巡检方案

为了保障蓄电池巡检过程的稳定性，需要合理对巡检方案进行设计，对直流电源系统进行全面检测。在巡检方案中，采用双平台监控方式，虽然会增加一定的检测成本，但却可以提高巡检结果的可靠性。同时，需要注意巡检方案的模块扩展，采用多路I/O的控制形式，提高对传感设备的管理效果。以温湿度巡检方案为例，如图3所示，以温湿度传感器作为检测设备，用于实现温湿度的检测。在控制模块的作用下，温湿度将会通过网关进行传递，分别传递给两个平台，即南方全域物联网和东莞物联网平台，使平台的控制效果更加得全面。而且，采用8路拓展模块与控制模块进行连接，可以实现门禁、水浸、烟禁等传感器的控制，进而对蓄电池环境的温湿度进行调节，为蓄电池提供良好的工作环境。

图3 蓄电池巡检方案

2.2.3 巡检设计

巡检监控系统设计较为复杂，需要应用到较多的软硬件设备，应严格地进行设计，保障系统工作的稳定性。系统结构主要包括主控单元CPU、显示屏、RS485通讯接口等。在主控单元CPU的作用下，可以保障系统能够快速地工作，提高监控效果的稳定性。通过显示屏可以对巡检结果进行显示，对蓄电池运行状态进行实时判断。在显示屏中，需要对蓄电池的电压、电流、容量等信息进行显示，使巡检效果更加的直观，使蓄电池具有良好的运行状态。RS485通信接口是实现总线控制的重要方式，使巡检监控系统具有较强的总控能力，对传感设备进行全面地控制，再结合巡检系统的控制模块，对蓄电池的工作状态进行调节，进而保障蓄电池运行的稳定性，同时提高系统的巡检性能[3]。

2.3 蓄电池巡检模块

蓄电池巡检模块需要具有较强的联动效果，对蓄电池状态具有良好的判断能力，对蓄电池工作状态进行自动调节，保障巡检工作的可靠性。巡检模块对电压、电流、温度应具有调控能力，为了实现该功能，需要做好软硬件的支持工作，保障模块设计的合理性。以测温模块为例，由温度传感器对蓄电池温度进行检测，再由控制模块采取相应的控制策略，最后对风扇模块进行调控，这样便可以对蓄电池的温度进行调控，使蓄电池具有正常的温度状态，使其具有良好的温度控制效果。通过这种联动调节的方式，能够促进降温功能的实现，提高控温效果的有效性，保障巡检模块的工作性能。为了提高巡检模块的控制效果，巡检模块需要与云平台建立连接，对蓄电池运行数据进行实时传递，提高对巡检模块的控制效果。

2.4 蓄电池巡检报警

蓄电池巡检监控系统应具有故障报警功能，能够对故障分析进行自动分析，使工作人员能够及时对故障进行处理。对该功能进行实现时，需要注重软硬件的结合，提高蓄电池数据处理的有效性。在硬件方面，需要实时对蓄电池运行状态进行采集，由控制模块将运行数据上传到软件系统中，将数据保存在数据库中，便于对数据进行对比，判断数据是否满足报警条件。同时，报警信息需要存储在报警表中，对报警信息进行记录，使报警信息可以在报警界面中进行显示，便于对报警记录进行查询。在巡检报警的作用下，能够对故障及时进行排查，降低故障对蓄电池的影响，防止故障问题进一步扩大，对蓄电池造成较为严重的危害。通过巡检报警可以对故障位置进行判断，便于对蓄电池故障信息进行分析，进而提高故障的解决效率。以充放电检测为例，需要每隔5min对蓄电池充放电电流进行检测，并且对电池的容量进行统计，将数据记录保存30d以上，进而对充放电的历史记录进行查询，提高充放电巡检分析的全面性。

2.5 蓄电池巡检故障

蓄电池故障原因较多，采取巡检工作较为重要。蓄电池故障主要故障如下：（1）极板腐蚀。蓄电池具有一定的使用寿命，随着时间的推移，极板将会逐渐发生腐蚀，因而在巡检过程中，需要对极板的腐蚀情况进行判断，避免对蓄电池的充放电能力造成影响，导致蓄电池无法正常使用。一旦极板出现损伤，则需要对极板进行更换，保障蓄电池能够稳定工作。（2）水的损失。蓄电池充放电过程中，将会伴随着气体的产生，造成水分出现损失，导致蓄电池的性能下降。而且，负极板会发生硫化现象，导致极板的活性下降，影响蓄电池的使用寿命。（3）蓄电池热失控。随着蓄电池使用过程的进行，内阻损耗会逐渐增加，产生额外的功率消耗，导致蓄电池的热量持续升高，影响蓄电池的稳定工作[4]。

2.6 蓄电池巡检维护

当蓄电池发生故障后，需要及时进行处理，对其展开维护工作，降低故障对蓄电池的影响。蓄电池主要维护工作如下：第一，需要对蓄电池室温进行控制，通过巡检监控系统对室温进行调节，使蓄电池温度能够恢复到正常状态，降低温度对蓄电池的损伤。第二，定期进行蓄电池充放电工作，对其运行状态进行判断，降低蓄电池发生故障的风险。第三，对蓄电池电压进行持续检测，确保无过压、欠压等情况出现，降低蓄电池发生损伤的概率。在确定蓄电池存在故障后，需要及时进行更换，一般采用通电更换的方式，提高操作的安全性。

3.结语

为了使蓄电池正常工作，需要合理对巡检监控系统进行设计，使巡检技术得到完善的应用，对蓄电池进行全面地监测，使蓄电池能稳定地运行。蓄电池故障原因较多，需要严格做好排查工作，积极对蓄电池采取维护措施，进而提高直流电源系统的安全性，对蓄电池工作状态进行有效地调控，提高蓄电池的使用寿命。