江紹帶

（廣東電網(wǎng)有限責任公司清遠供電局，廣東 清遠 511510）

蓄電池巡檢儀、放電儀協(xié)議轉(zhuǎn)換研究

江紹帶

（廣東電網(wǎng)有限責任公司清遠供電局，廣東 清遠 511510）

摘 要：蓄電池是變電站內(nèi)直流系統(tǒng)的主要組成部分，是變電站內(nèi)繼保自動化等設(shè)備的后備電源。通過設(shè)計一個蓄電池單體電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，優(yōu)化了蓄電池組的核對性放電試驗接線，減少了試驗時間。使用結(jié)果表明該轉(zhuǎn)換裝置安全高效，改進了蓄電池組的核容試驗工作。

關(guān)鍵詞：蓄電池；放電儀；ARM

1 研究背景

變電站內(nèi)為控制、信號、繼電保護和自動裝置、事故照明、應急電源及斷路器分、合閘操作等提供直流電源的設(shè)備稱為直流系統(tǒng)，主要包括整流模塊系統(tǒng)、絕緣監(jiān)測單元、蓄電池組和電池巡檢單元等四部分。當外部交流電中斷時，直流系統(tǒng)完全依靠蓄電池組的輸出提供直流電源，起到變電站二次設(shè)備的后備電源的作用，因此，蓄電池良好的運行維護對確保變電站內(nèi)設(shè)備的穩(wěn)定運行、乃至電力系統(tǒng)的安全都具有十分重要的意義。目前變電站內(nèi)大多采用閥控蓄電池，正常運行時為保持其活性，由充電機對其進行浮充電和均充電。為確保蓄電池一直處于良好的運行狀態(tài)，新安裝的閥控蓄電池在驗收時應進行全容量核對性充放電，以后每2～3年應進行次全容量核對性充放電，運行了6年以后的閥控蓄電池，宜每年進行1次全容量核對性充放電。核對性放電可以用來檢驗運行中的蓄電池的實際容量是否符合要求，在進行核對性放電試驗時，放電儀需要采集每節(jié)電池的電壓，也即需要對每節(jié)電池進行接線，對于110V的直流系統(tǒng)，每組蓄電池的電池數(shù)量是52節(jié)，則需接電壓采集線53根（220V直流系統(tǒng)104節(jié)電池則需要105根），工作人員要打開電池蓋后伸手到蓄電池上才能接線，容易造成人身低壓觸電，并且接線所需時間較長，影響工作效率。本文結(jié)合工作中的實際，充分利用蓄電池電池巡檢單元的電壓采集功能，將其采集的電壓數(shù)據(jù)通過轉(zhuǎn)換輸入給放電儀，節(jié)省了放電儀的接線，以達到改進蓄電池放電核容試驗工作的目的。

2 設(shè)計原理

本文以ARM單片機為核心，設(shè)計一個具有多個串口、具有與巡檢儀和放電儀進行通信的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，將蓄電池巡檢儀采集的單體電壓數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換后輸入到放電儀裝置中，這樣放電儀在蓄電池的放電過程中具備了實時監(jiān)測蓄電池單體電壓的功能，省去了放電儀原來需要每節(jié)電池節(jié)都接采集線的繁瑣過程。主要功能模塊如圖1所示，其中核心板CPU為AT91SAM9260芯片，與普通51單片機相比具有開發(fā)方便、代碼高效的優(yōu)點，其主頻為200MHz，數(shù)據(jù)位32位，達到了一個微處理器的水平，目前ARM單片機廣泛應用在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)。顯示屏采用7寸大彩屏，顯示范圍廣，通過編程實現(xiàn)后人機界面友好。

ARM單片機自帶linux系統(tǒng)內(nèi)核，因此必須采用linux系統(tǒng)下的程序編譯器，本文通過在windows系統(tǒng)安裝虛擬機，調(diào)用虛擬機的linux系統(tǒng)編譯工具進行交互式程序開發(fā)。核心板的通信程序設(shè)計分兩部分，一是與電池巡檢儀通信的程序，二是與放電試驗儀通信的程序。其程序流程圖如圖2和圖3所示。

電池巡檢儀通信程序是一個無限循環(huán)程序，核心板通電啟動后程序就持續(xù)與巡檢儀進行通信，以獲取巡檢儀的單體電壓數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)正確后寫入內(nèi)存供放電儀通信程序調(diào)取，同時將數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上。

放電試驗儀通信程序也是一個無限循環(huán)程序，在核心板通電啟動后程序進行自檢，并等待數(shù)據(jù)讀取，如果數(shù)據(jù)讀取成功，則發(fā)送到放電儀，由放電裝置進行放電控制，若數(shù)據(jù)讀取不成功則程序返回并進行第二輪數(shù)據(jù)讀取。

放電試驗步驟較為簡單，接線完成后即可開始，因此放電開始則程序自動進行數(shù)據(jù)的讀取，無需人工干預，本文所提出的蓄電池單體電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序兼容目前變電站內(nèi)大部分廠家的蓄電池巡檢裝置，經(jīng)試驗可以滿足放電儀數(shù)據(jù)讀取的功能，結(jié)果達到了預期。

3 總結(jié)推廣

清遠供電局目前運行的110kV及以上電壓等級變電站超過40個，大部分變電站的蓄電池組運行時間達六年以上，按規(guī)定需要每年進行一次核容試驗。采用本文所設(shè)計的方法可以大大降低蓄電池單體電壓接線的接線時間，并降低人身低壓觸電的風險，同時設(shè)計簡單，性價比高，適合在各個單位推廣。

參考文獻

[1] Q/CSG1203003-2013.變電站直流電源系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 弓雷.ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)詳解[M].北京：清華大學出版社，2010.

[3] 廖日坤.ARM嵌入式應用開發(fā)技術(shù)白金手冊[M].北京：中國電力出版社，2005.

圖1 結(jié)構(gòu)模型圖

圖2電池巡檢儀通信程序

圖3放電試驗儀通信程序

中圖分類號：TM912

文獻標識碼：A