专利名称：一种直流系统蓄电池性能的在线监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直流系统蓄电池性能的在线监测装置，尤其属于专为变电站直流系统中的蓄电池设计，实时监测单体/整组蓄电池电压、电流、环境温度等蓄电池运行参数的装置。
背景技术：
直流系统蓄电池是电力系统中继电保护装置、信号装置、照明装置等重负载的供电电源，其供电的可靠性直接影响变电站的安全运行，正常运行时由充电机浮充充电，当系统停电时，由蓄电池组提供后备电源。为保护直流操作电源提供供电的可靠性，必须对蓄电池组运行参数进行全面的在线监测。目前，电力系统中蓄电池的常用检测方法就是平时测量单体电池的端电压及每年进行的容量核对性放电，平时浮充状态下的电池端电压测量本身并不能真实反映电池的性能状态，即使性能变差的电池在浮充状态下也能测得合格的端电压，而一旦供电系统停电、蓄电池放电时，就可能无法保证事故状态下的放电要求，从而使事故范围扩大。由于蓄电池的容量与电池内阻存在很强的关联，一般而言，电池的容量越大，内阻就越小，因而可以通过对蓄电池内阻的测量，对蓄电池容量进行在线的评估。蓄电池组是直流系统最后一道保障，随着现代电力系统和通讯系统容量的日益增大，在这些领域它们的可靠性就越发重要；但在实际使用中，只有很少用户能定期检查蓄电池并作定期的容量测试，很多情况下是在市电停电后才发现蓄电池放电容量达不到设计要求，有的电池组容量甚至达不到额定容量的50%却还在继续“工作”
实用新型内容
本实用新型直流系统蓄电池在线监测系统专为变电站直流系统中的蓄电池设计，实时监测单体/整组蓄电池电压、电流、环境温度等蓄电池运行参数。它紧密结合先进的电源变换技术、计算机技术、精密测量技术和阀控铅酸蓄电池特性，实现了电池工作状态和健康状况的精确检测和综合分析，突破性地解决了蓄电池失效早期发现和容量在线监测的难题。本实用新型的的蓄电池在线监测系统中，通过实时测量蓄电池的单体电池电压、温度、内阻及充放电电流，实现对蓄电池组运行参数的实时监测、并可通过通信网络将蓄电池的全部信息通过通信网络将蓄电池组全部信息远传至监控中心机房，实现变电站直流系统操作电源系统的无人值守。本实用新型是采用如下技术方案实现的。一种直流系统蓄电池性能的在线监测装置，本实用新型包括差动放大电路、滤波网络、充放电电流取样电路、电压和电流取样电路、多路转换开关、A/D装换器、单片机、LCD显示器、键盘，其连接结构为，差动放大电路分别与蓄电池的正负极连接；差动放大电路另通过滤波网络与多路转换开关连接；多路转换开关分别与充放电电流取样、电压和电流取样电路、A/D装换器连接；A/D装换器与单片机连接；单片机分别与键盘、LCD显示器连接。[0008]本实用新型的有益效果为，直流系统蓄电池在线监测系统采用独特的直流内阻测试法，使产品能在高噪声环境中表现优良的测试性能，这种方法可以有效的克服直流系统的纹波干扰，其测试精度和可重复度较市场上同类产品更优，能够准确、高效地完成了蓄电池劣化状态的监控；蓄电池在线时可以精确地测量蓄电池内阻，测量结果不受充电器纹波和其它噪声的影响。本实用新型的优点还在于，I)现场数据处理、管理或分析，无需复杂的后台分析软件即可构成功能完善的蓄 电池在线诊断系统；2)实时监测蓄电池的四个关键参数；浮充电压、温度、内阻、链接电阻并提供查询列表；3) 200条事件记录，24小时单体电池浮充电压历史曲线追溯，单体电池64点内阻变化趋势图标查询；4)瞬间大电流放电测试，实现内阻的快速巡检，4节/5秒；5)提供透明报文上传协议，方便用户建立远程监控系统，实现远程操控和数据传输;6)只需简单的操作便能得到诊断结果；需要检修。活化、报废的电池序号以及需要修复的链接线标号；7)极高的性价比，相当于为每节电池在线装配价格数万元的高端测试设备。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步解释。
图I为本实用新型的结构框图；图2为蓄电池放电测试电路；图3为蓄电池放电过程电压、电流波形；图4监测控制单元单片机图；图5 A/D转换器工作原理图；图6差放电路原理图；图7滤波网络智能控制设计框图。
具体实施方式
如图I所示，一种直流系统蓄电池性能的在线监测装置，本实用新型包括差动放大电路、滤波网络、充放电电流取样电路、电压和电流取样电路、多路转换开关、A/D装换器、单片机、LCD显示器、键盘，其连接结构为，差动放大电路分别与蓄电池的正负极连接；差动放大电路另通过滤波网络与多路转换开关连接；多路转换开关分别与充放电电流取样、电压和电流取样电路、A/D装换器连接；A/D装换器与单片机连接；单片机分别与键盘、LCD显示器连接。本实用新型直流系统蓄电池在线监测系统采用独特的直流内阻测试法。采用该方法时，蓄电池需瞬时放电，然后测量蓄电池端电压在放电过程中的瞬时变化和放电电流值，据此导出阻抗值。蓄电池进行几秒钟放电时端电压会发生变化，负载加上时产生的电压变化与负载撤除时产生的电压变化在数值上基本相同。蓄电池内阻测试一般检测负载撤除前后的蓄电池端电压变化和放电电流，由此求出蓄电池内部阻抗，基本测试电路及电压、电流波形如图2，图3所示。在恒定电流为70A的条件下，电压Ul、U2、U3、U4的变化情况。当放电开关闭合时，电池组的端电压由于内阻的影响，会出现短时的电压降落(由Ul降低为U2)，同时电流逐渐变化为稳态值。当放电开关断开时，由于内阻压降的消失，蓄电池的端电压由U3上升为U4。由下列公式，可以计算出蓄电池的内阻
权利要求1.一种直流系统蓄电池性能的在线监测装置，其特征在于，包括差动放大电路、滤波网络、充放电电流取样电路、电压和电流取样电路、多路转换开关、A/D装换器、单片机、LCD显示器、键盘，其连接结构为，差动放大电路分别与蓄电池的正负极连接；差动放大电路另通过滤波网络与多路转换开关连接；多路转换开关分别与充放电电流取样电路、电压和电流取样电路、A/D装换器连接；A/D装换器与单片机连接；单片机分别与键盘、LCD显示器连接。
专利摘要一种直流系统蓄电池性能的在线监测装置，本实用新型包括差动放大电路、滤波网络、充放电电流取样电路、电压和电流取样电路、多路转换开关、A/D装换器、单片机、LCD显示器、键盘。本实用新型的有益效果为，直流系统蓄电池在线监测系统采用独特的直流内阻测试法，使产品能在高噪声环境中表现优良的测试性能，这种方法可以有效的克服直流系统的纹波干扰，其测试精度和可重复度较市场上同类产品更优，能够准确、高效地完成了蓄电池劣化状态的监控；蓄电池在线时可以精确地测量蓄电池内阻，测量结果不受充电器纹波和其它噪声的影响。
文档编号G01R31/36GK202383263SQ20112052076
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者刘兴明, 宋斌, 寸凯, 张继军, 王晖, 王能, 陈颖平, 陶晔 申请人:云南电网公司临沧供电局