摘 要:該文講述了一種雷擊故障監(jiān)測(cè)終端電源備用電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)原理。主要是現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)內(nèi)部處理自動(dòng)識(shí)別當(dāng)前電池狀態(tài),當(dāng)電池電壓過(guò)低時(shí)自動(dòng)進(jìn)行充電工作,從而避免因監(jiān)測(cè)裝置電池電量不足帶來(lái)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的問(wèn)題。電池最大可用電量可以通過(guò)電池監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)部數(shù)據(jù)處理單元“自學(xué)習(xí)”過(guò)程計(jì)算得到,利用監(jiān)測(cè)裝置對(duì)電池最大可用電量進(jìn)行監(jiān)測(cè),從而避免電池由滿到空突然掉電的現(xiàn)象。該方法已在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用,效果顯著,能夠精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)終端電源備用電池的狀態(tài)。
關(guān)鍵詞:雷擊故障 電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 檢測(cè)準(zhǔn)確度 自學(xué)習(xí)
中圖分類號(hào):TM855 TP277文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2013)05(b)-0102-02
隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展,供電可靠性和安全性的要求也越來(lái)越高,運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,輸電線路的故障80%是由于雷擊引起,因此,加強(qiáng)雷擊的監(jiān)測(cè)和防護(hù)就成為電力工作的重點(diǎn)。雷擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就是一種可以較為準(zhǔn)確的對(duì)雷擊進(jìn)行定位和識(shí)別的監(jiān)測(cè)裝置,為保證雷擊監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,需要提高雷擊監(jiān)測(cè)裝置工作的可靠性,故而需要提高監(jiān)測(cè)終端備用電池的供電可靠性,從而避免由于監(jiān)測(cè)裝置工作電壓不穩(wěn)定而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象的發(fā)生。為此,監(jiān)測(cè)終端的備用電池的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)具有很大的研究?jī)r(jià)值。
1 基本原理
電池最大可用電量可以通過(guò)電池監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)部數(shù)據(jù)處理單元“自學(xué)習(xí)”過(guò)程計(jì)算得到,具體可通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)該功能。
電池電量監(jiān)測(cè)單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。
其中,RBI:備用寄存器信號(hào)輸入。VCC:電源輸入。VSS:地。HDQ:?jiǎn)尉€HDQ 串行接口。BAT:電池電壓檢測(cè)信號(hào)輸入。SRN:電池充電、放電電流檢測(cè)輸入(負(fù))。SRP:電池充電、放電電流檢測(cè)輸入(正)。GPIO:通用輸入/ 輸出。
電池電量監(jiān)測(cè)單元可以對(duì)由單個(gè)鋰離子電池等構(gòu)成的電源系統(tǒng)進(jìn)行高精度的監(jiān)測(cè)和報(bào)警。其通過(guò)檢測(cè)串聯(lián)在電池負(fù)極的小阻值電阻RS上的壓降,判斷當(dāng)前電池為充放狀態(tài)還是放電狀態(tài)。通過(guò)內(nèi)部“自學(xué)習(xí)”過(guò)程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)電池電量,電量的自動(dòng)測(cè)量通過(guò)進(jìn)行計(jì)算。電池每經(jīng)過(guò)一次完整的充放電過(guò)程,就會(huì)進(jìn)入一輪新的“自學(xué)習(xí)”,經(jīng)過(guò)本次“自學(xué)習(xí)”可以更新電池從滿到空的總電量,并寫(xiě)入LMD寄存器當(dāng)中。通過(guò)檢測(cè)NAC寄存器中當(dāng)前可用電量的數(shù)值來(lái)計(jì)算出電池可用電量相對(duì)狀態(tài)并寫(xiě)入LMD寄存器當(dāng)中。通過(guò)檢測(cè)NAC寄存器中當(dāng)前可用電量的數(shù)值來(lái)計(jì)算出電池可用電量相對(duì)狀態(tài)并寫(xiě)入寄存器RSOC,即
電池電量監(jiān)測(cè)單元通過(guò)一個(gè)5kbits/s的雙向串行接口HDQ總線與數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸如圖2所示。
其中,HDQ為一個(gè)漏極開(kāi)路輸出引腳,使用時(shí)需在HDQ上外接一只上拉電阻R。
雙向串行接口HDQ總線與數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸主要采用異步傳輸方式,每8位一組,低位在前高位在后,由下降沿觸發(fā)。通過(guò)設(shè)置不同的低電平保持時(shí)間,來(lái)分別區(qū)分“0”和“1”,如圖3所示。
電池充電單元通過(guò)BAT引腳與雷擊故障監(jiān)測(cè)終端電源備用電池連接相連接如圖2所示,當(dāng)電池電量監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)得到電池進(jìn)入低壓工作狀態(tài)時(shí),即驅(qū)動(dòng)電池充電單元工作給電池供電。此時(shí)電池電量監(jiān)測(cè)單元開(kāi)始計(jì)算電池相關(guān)信息并存入內(nèi)部寄存器如圖4所示。
由于電池最終可用電量,電壓,溫度等基本信息并不只是受單一因素影響,所以電池電量監(jiān)測(cè)單元必須綜合所有主要影響因素進(jìn)行分析計(jì)算才能得出最終電池正確信息,其內(nèi)部工作流程如圖5所示。
電池標(biāo)稱可用電量(NAC)=電池充電電流-電池放電電流-溫度補(bǔ)償。最新測(cè)得電池放電量(LMD)=電池放電電流+溫度補(bǔ)償-電池充電電流。上述計(jì)算由電池電量監(jiān)測(cè)單元內(nèi)部“自學(xué)習(xí)”過(guò)程自動(dòng)完成,不需要進(jìn)一步計(jì)算,非常方便。
2 實(shí)測(cè)案例
某地區(qū)雷擊故障監(jiān)測(cè)裝置長(zhǎng)時(shí)間工作,電池老化程度不一,可以等效成工作電量不同,造成相同信號(hào)不同雷擊故障監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)結(jié)果存在差異,給數(shù)據(jù)分析造成隱性不準(zhǔn)確因素,所以可以安裝雷擊故障監(jiān)測(cè)終端電源備用電池的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),以便合理分析不同終端監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)。
如圖6,7兩組電池測(cè)試結(jié)果顯示,LMD明顯不一,電池放電持續(xù)時(shí)間以及電池掉電速率也存在很大差異,因此可以判斷圖6測(cè)試組電池較圖7測(cè)試組電池老化程度更加嚴(yán)重,應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換電池。圖8顯示電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)準(zhǔn)確捕捉電池低壓工作狀態(tài)同時(shí)進(jìn)行充電工作。
實(shí)測(cè)結(jié)果表明,引用本監(jiān)測(cè)原理的系統(tǒng)將對(duì)監(jiān)測(cè)終端電池電壓、電池溫度、電池可用電量等全面信息進(jìn)行監(jiān)測(cè),為排除因電池因素造成的終端損壞或者數(shù)據(jù)丟失發(fā)揮巨大的作用。
3 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)實(shí)測(cè)監(jiān)測(cè)終端的備用電池的電量狀態(tài),結(jié)果表明本文所述方法能很清晰的記錄備用電池的充放電的電量波形,從而避免了因電池因素造成的終端損壞或者數(shù)據(jù)丟失,為雷擊故障監(jiān)測(cè)終端正常使用,雷擊故障監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠提供保障。具有全面監(jiān)測(cè)電池當(dāng)前工作信息,準(zhǔn)確反映電池工作狀態(tài);自動(dòng)識(shí)別電池低壓狀態(tài)并進(jìn)行充電,不需要對(duì)戶外雷擊故障監(jiān)測(cè)終端定期更換備用電池;動(dòng)態(tài)設(shè)置不同生理電信號(hào);實(shí)現(xiàn)雷擊故障監(jiān)測(cè)終端電源備用電池監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化、智能化和信息化的優(yōu)點(diǎn)。
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