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摘 要：本文介绍了一种新型变电站直流远程监控系统。该系统采用先进的硬件平台和软件处理技术，能够建立变电站直流电源系统的综合监控平台，为变电站直流系统的的智能化和无人化提供一种实现的技术方法。该系统以阀控式密封铅酸免维护蓄电池内阻在线监测技术为核心，实现对变电站直流部分包括充电机、绝缘监察、重要开关及蓄电池组的远程监控，为维护人员提供一种实现直流系统状态检修的技术方法。

关键词：变电站；直流远程；监控系统；应用

1 变电站直流系统运行现状

变电站正在朝智能化、无人化快速发展，但是直流系统运行维护的自动化水平却远远滞后于总体发展水平。对于无人值守变电站的运行设备，虽然集控中心可以通过远动通道获取无人站的运行信息，但是对于直流系统只监控少量的信息，特别是它不能发现直流系统早期的异常运行情况，直到长期的异常运行发展为故障时才会上报。

直流电源是电力系统变电站重要的控制、信号、动力电源，一旦直流电源出现问题，整个变电站都会失电甚至瘫痪。随着电网调度自动化系统的日趋完善，越来越多的变电站实现了无人值守，电网运行的许多重要数据都要求及时安全可靠的处理和存储，站内各种保护及自动装置的工作都需要可靠的直流电源。同时，直流电源还为断路器分合闸、通信、事故照明等提供动力。在系统发生故障，站用电中断的情况下，如果直流电源系统不能可靠提供工作电源，将会产生不可估量的损失。目前直流电源系统运行存在着很多的不安全隐患，主要表现在以下几个方面。

1.1 蓄电池老化。目前变电站广泛使用的是阀控式密封铅酸免维护蓄电池，阀控式密封铅酸免维护蓄电池对环境温度、充电电压要求较严格，据实际运行经验，使用8年以上基本就不能用了。

1.2 蓄电池维护困难。蓄电池的维护要求每年进行一次核对性放电试验， 由此可见直流系统中蓄电池维护的工作量是十分庞大的。

1.3 充电机问题。充电机存在的问题主要是模块损坏、监控器损坏以及稳压、稳流和纹波性能不合格。

这些情况严重威胁着公司有人站和无人站直流系统的安全稳定运行。在这种背景下，直流远程监控系统应运而生，它一方面把各变电站的直流信息上传到监控中心供其查询，另一方面监控中心也可以在远方对直流设备进行控制，实现直流设备的远程维护。这样不但可以及时发现和处理直流设备的不正常状态，还可以节省大量的人力物力，对于提高无人站直流系统运行可靠性，降低维护人员工作量具有重要意义。

本项目实现在线监测直流电源的各种参数，及时掌握直流系统的运行状况，使直流系统实现“可控”、“在控”，从而提高直流系统的可靠运行能力，提高维护效率，降低维护成本和劳动强度，使得对直流系统的维护从“定期检修”逐渐过渡到“状态检修”。

2 直流远程监控系统组成

2.1 系统组成：现场直流电源监控终端装置、TCP/IP网络数据传输、远程监控平台（数据接收、处理分析、故障报警、报表输出/打印）。

2.2 变电站直流电源监控终端：主要包括控制单元、内阻单元、电压采集单元、放电负载、开关量采集模块、开关控制模块、充电装置监控模块、绝缘监测模块等组成。在线自动监测单体电池电压、电池内阻、电流、环境温度、开关状态、充电机参数、绝缘状况，并具有多种放电保护功能、故障报警功能及数据存储功能，支持远程核对性放电过程。

2.3 TCP/IP网络数据传输系统：利用现有的变电站局域网光纤通讯网络，实现数据传输。

2.4 远程监控平台：实时接收各变电站直流监控装置的数据，并对数据加以分析处理，保存到数据库中。提供IE浏览功能，利用各种图表显示运行数据，提高实时性和准确性，以便及时维护和处理，保障直流系统的安全。另外，系统可选择短信转发平台，报警信息可以通过短信实时转移到值班人员手机。

3 蓄电池内阻在线测试的方法

3.1 交流法。交流法是使用交流注入的仪器，如测量阻抗或电导的仪表，在测量时对蓄电池施加一个交流的测试信号，然后再测出相应的电压和电流阻抗的读数，V/I会随频率而变化。采用交流方式的仪器存在着易受充电器纹波电流和其它噪声源干扰的问题。在电力变电站直流系统中，由于蓄电池组两端直接带负载，对电源质量特别是纹波要求很高，而交流法是需要对被测电池注入纹波电流，因此交流法测量内阻的方式不适合在电力变电站使用。

3.2 直流整组放电法。直流法是直流瞬间放电测量内阻方法，是由蓄电池组瞬间向一个负载放电，通过负载接通时的瞬间电压降与断开负载时的瞬间电压恢复便可推导出相应的内阻。直流放电法又分为整组放电和分组放电法。一般的监测系统都采用整组放电法来测试，即通过对蓄电池的整组放电同时测得每个电池的压降来计算出其内阻。此法的最大缺点是：不能自动测量；安全性差及测量不准确；测量内阻时必须人到现场操作。

3.3 直流分组放电法。该技术采用了分时分组的在线测试技术，即在瞬间直流电流放电法测量内阻基础上，为了消除充电机对测量结果的影响，系统将整组蓄电池等分为若干段，采用分时分段测量，实现了自动远程在线测量，确保了测量结果的一致性和重复精度。由于蓄电池内阻是一个变化的量，不同的测量方法其结果相差较大，没有对比的意义。本系统采用纵向数据比较的方法，通过对同一电池、不同时间、采用同一方法测量的浮充电状态下的内阻值进行比较，能可靠地判断蓄电池的性能变化趋势。

其工作原理是：将一组电池组分成多个循环组，每次测量内阻时先对第一个循环进行放电，结束后再对第二个循环进行放电，直至最后一个循环。在放电的同时，系统高速采集每节电池的放电曲线，取得压降后测出每节电池的内阻。放电负载采用了恒流负载，确保电压变化时每次放电的电流不变。系统可以被设成间隔一定时间自动测量一次内阻，无需人工干预。放电负载采用了恒流负载，确保电压变化时每次放电的电流不变。在放电的同时，系统高速采集每节电池的放电曲线，取得压降后测出每节电池的内阻。内阻测试原理如图所示。

4 结束语

通过直流电源远程监控系统的项目实施，将变电站的蓄电池组在线运行监测、远程充放电、充电装置、绝缘监察、开关状态、充电机特性等进行集中网络化管理，运行维护人员可以通过本系统及时掌握各变电站直流电源系统的实时运行状况及其性能变化趋势，使直流电源系统得到及时的维护和处理。既减轻了运行维护人员的劳动强度、工时费用，又提高了对直流电源系统性能判断的准确性，确保了系统的安全性和可靠性。

参考文献

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[2]傅强，葛丽娟.阀控式密封铅酸蓄电池的智能管理[J].内蒙古石油化工，29：203-04.

[3]杨冰波.免维护蓄电池在运行中的维护方法[J].山西电力，2006，10（134）：69-70.

作者简介：卢艳龙（1974，2-），性别：男，籍贯：山东莒南县，学历：专科，专业：工业自动化仪表。

身份证号码：230108197402240412

教育经历：1990/9-1994/7：哈尔滨机械工程学校（全日制），电力系统自动化，1996/9--2000/7：哈尔滨工业大学（函授）工业自动化仪表，专科，语言能力：英语（良好）。