[发明专利]在线式直流电源纹波及蓄电池内阻监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线式直流电源纹波及蓄电池内阻监测系统，属于电力电子技术领域。

背景技术

当前变电站对直流电源纹波和蓄电池内阻的监测，仍采用离线式人工测量的老办法，即采用手持仪器对每台产品分别测量；一边测量一边记录其参数，非常耗时耗力，同时人工测量带来了诸多的安全隐患，操作不当构成对运行设备隐患，甚至对操作人员自己构成危害。不仅人为主观测量的方法对数据构成影响因素，还不能形成完整的数据链条。离线式人工测量得出的断点式数据记录，一方面：不能全面而准确地反映产品的持续健康状态；另一方面：人工测量造成的数据断层，也不能为检修和运维人员提供客观而完整的管理依据。

发明内容

本发明的目的是针对变电站这一空白领域，提供一种在线式直流电源纹波及蓄电池内阻监测系统，使用在线式的系统化集成模式取代人工的分散式测量。

按照本发明提供的技术方案，所述的在线式直流电源纹波及蓄电池内阻监测系统包括：在线式电池内阻测量子系统、直流母线电压纹波监测子系统、直流电源监控子系统均连接人机交互子系统，所述人机交互子系统通过IEC61850远程通讯子系统连接监控中心；

所述在线式电池内阻测量子系统使用在线式电池内阻检测仪实时监测电池内阻，通过内阻的变化，来判断电池是否完好，当电池的内阻值超过设定阈值时，系统将报警提示，并将报警信息即刻主动上传至监控中心；

所述直流母线电压纹波监测子系统使用纹波检测仪监视直流母线电压纹波，通过直流母线纹波的实时监控，来预测供电电源对电池的长期影响；

所述直流电源监控子系统负责监测直流电源系统正常工作参数，包括交流进线状态、交流配电状态、整流模块、馈线开关、绝缘状态；

所述IEC61850远程通讯子系统负责与远程监控中心通信，监测数据上传及控制数据下发，与标准后台无缝对接。

所述电池内阻检测仪使用改进的二次放电法测量电池内阻，将电池两端直接接线引入电池内阻检测仪，经防浪涌电压、瞬态抑制的保护电路保护后，电池内阻检测仪对单体电压进行高精度采样；同样经过放电保护电路采样保护后，电池内阻检测仪对放电电流进行高精度采样；根据采样得到的电池电压和放电电流计算电池内阻。

所述放电保护电路对放电过程进行保护，当放电电流过大，超出设计值时，放电保护电路自动断开放电回路，防止对电池进行大电流放电；当单次放电的持续时间超过阈值时，放电保护电路也将自动切断放电回路，防止长时间放电过度消耗电池容量。

所述电池内阻检测仪先将电池进行预放电过程，小电流放电，初步评估电池的健康程度，如果在预放电过程中电池电压下降严重，则证明电池内阻变大，已经不能正常的存储能量，如果在预放电过程中电池表现良好，则将进行持续电流放电过程，以更大电流的放电，进一步评估电池状态。

所述纹波检测仪的电路包括：隔直电容C1、C2，分压电阻R，A/D转换芯片以及微处理器，直流母线的正、负极端子分别通过隔直电容C1、C2连接分压电阻R的一端，分压电阻R另一端连接A/D转换芯片的输入端，A/D转换芯片的输出端连接微处理器，所述微处理器通过通讯网络连接后台监控器；母线电压通过隔直电容C1、C2引入测量系统，将母线电压的直流分量隔离，保留交流分量；电阻R起到分压、阻抗匹配的作用，将交流分量的电压信号稳定在A/D转换芯片的采样范围内；得到的交流分量进入高精度A/D转换芯片进行高速采样；采样后的纹波电压经过微处理器进行变换运算，分解成各频段的纹波值后，通过通讯网络上传到后台监控器，实时监控纹波值。

本发明的优点是：本发明在线式的系统化集成模式，解决多年来单一依靠人工测量的痛点。在线式监测系统，其周期性的连续性的数据跟踪记录分析和判断，符合用户检修运维的管理需求，为直流电源和电池提供了终生的体征信息档案表，甚至为用户的产品选择及制造商对产品的研发改进，都具有重大现实意义。体现了大数据鲜明特点，主动迎合未来全数字化智能变电站的发展趋势。

附图说明

图1是本发明的系统结构图。

图2是测量电池内阻的原理图。

图3是直流母线电压纹波监测电路图。

图4是纹波监测原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，所述在线式直流电源纹波及蓄电池内阻监测系统包括：在线式电池内阻测量子系统、直流母线电压纹波监测子系统、直流电源监控子系统、人机交互子系统、IEC61850远程通讯子系统。