（国网山西省电力公司检修分公司 山西省 030032）
摘要：随着电网规模的不断扩大，变电站的数量日渐庞大，变电站运维模式也已调整为无人值班，运维和检修人员数量明显减少，这对准确、及时掌握变电站内设备的运行状况提出了更高的要求，迫切需要引进智能硬件和移动互联技术，实现远程智能在线设备健康管理。
关键词：变电站；蓄电池；在线维护技术
1蓄电池电化学原理
蓄电池是将化学能转变成电能的电化学设备，蓄电池输出的能量依赖于电极上发化生的电化学反应，表现在电化学参数和质量传输条件上，其电极反应速率、电荷转移反应程度、扩散速率、质量传输条件、极限电流值、电极表面钝化形成、能量损失幅度是蓄电池能量状态特征的直接影响因素。发生在蓄电池电极/溶液交界面上异相反应的标准自由能，其变化所表象的是一种电荷层分布的双电层现象，这种现象反映到电学上，由蓄电池的电压、电流和阻抗表现出来。电极反应表面上简单，实际上整个反应过程相当复杂，而化学反应包含在整个电极反应过程中，所以在蓄电池电极上的反应以化学和电两方面的变化特征。铅酸蓄电池的放电容量随放电电流的变化过程，是基于蓄电池的电压、总电阻、电解质密度、壳体内的压力或温度在不同操作条件下随电池容量变化的一种关系，电流实际上是在氧化和还原过程中电荷交换速率的一种度量单位，其电极表面上物质传输效率对蓄电池性能有很大影响，所以蓄电池必需有足够的电解质来促进质量传递，在蓄电池中，酸液的循环可提高电池极板中活性物质的利用率。
2变电站蓄电池日常存在的问题
蓄电池在长期运行过程中会逐渐老化，由于化学作用自身被腐蚀，如硫化现象，会造成蓄电池组的容量不断降低，甚至效力也会完全失去，所以变电站内蓄电池在日常工作中需要进行必要的维护。总结运行中的经验，蓄电池组最常见的问题包括以下几点：第一，蓄电池失水而干枯。导致这种情况的主要原因是蓄电池的安全阀门老化、失去密封性，或是外壳材料的渗透率较高。第二，蓄电池容量快速降低。其原因也多种多样，如局部短路、电极腐蚀、极板硫化等情况。第三，蓄电池的电压发生异常。其原因主要有电池过度充放电、极板腐蚀、电解液浓度过高、极板硫化等。第四，蓄电池发生热失控。即蓄电池的温度不断升高，最后造成蓄电池发生损坏，这种情况主要是由过度充电、周围环境温度过高所致。
3蓄电池智能在线健康管理系统
3.1蓄电池在线健康管理系统功能单元设计
3.1.1智能监测终端
智能监测终端作为在线健康管理系统的关键单元，其主要功能是对电池组的单体电压、组电压、电流、电池温度等信息进行采集和计算，并通过总线将状态参数上传给服务器，最终在线管理系统软件对各参数进行综合分析计算和评判，并结合智能维护终端提供的电池组参数信息，综合计算出各电池及电池组的健康状况。
3.1.2智能维护终端
要满足无人值守模式下，系统安全，设备安全及同时有效地完成测试工作，智能在线维护装置必须具备以下功能和特点。第一，放电功能。第二，充电功能。第三，安全功能。第四，告警功能。第五，保护功能。第六，操作简单。
3.1.3在线健康管理系统
第一，严格规范管理员制度。系统接入省公司“智能运检管控平台（孤网运行）”，按平台管控要求，自动建立维护人员时间段的系统运行状态及数据，值班时遇到的报警等信息。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，值班人员在值班期间对系统的所有操作都自动记录在值班日志中。第二，平台远程监控。本管理系统平台依托互联网的VPN技术，把分布各地的设备资源整合在统一的平台上，构成集中式网络架构体系。系统提供各种功能模块，管理系统平台所有的设备与其他的管理服务器进行通信和同步，可以实现对远程设备运行进行的实时监控，主要包括了节点的运行工况、运行状态等功能模块。第三，历史数据存储。系统提供完备的历史数据存储，实现分布式、多样化的存储手段。依托完备的历史数据，提供各种方式的数据查询、辅助系统决策、人工智能等，包含了电压历史曲线、内阻历史曲线、供电时间、充电时间、健康分析、同比分析等多项历史数据分析报表。除了固定的分析报表外，系统支持用户自定义报表的强大功能。用户根据业务需要制定报表模版，导入系统，系统根据用户的模版自动生成报表文件，支持在线浏览及Excel方式导出。第四，健康分析。系统通过实时、全面、准确地采集厂站端的数据，动态分析蓄电池运行状况，辅助系统根据监测数据的变化，适时启动在线维护方案，根据厂站端智能维护终端按照设定程序的维护动作，蓄电池组的最新运行状态，实时准确地进入后台管理决策系统，实现在线计量、监测、分析等功能。系统提供了在线监测、在线维护、在线活化等多样的功能，并提供科学、有效地实时管控手段，是精细化、智能化、现代化的蓄电池健康管理不可或缺的重要保障。
3.2如何实现实时、快捷、安全、有效的维护
3.2.1实时运行监控
系统通过智能监测维护装置，对变电站蓄电池组运行的过程进行远程同步监控，实时查询电池组的电流、电压、温度、浮充、均充等状态，并结合电力运行的相关技术、智能化的运算，同步动态模拟展示蓄电池的运行工况。
3.2.2智能一键式启动与运维
运行维护是为了保证电站蓄电池组安全稳定运行、可靠供电、各类电力生产工作有序进行而采用的一种有效的管理手段。利用本系统的运行维护技术，并结合以下测试方法，可高效准确地分析剔除出劣化电池。
3.2.2.1快速测试
通过后台控制软件发送电池测试指令，数据监测终端及智能维护终端将实时采集各蓄电池单元的电流、电压等关键参数，并将数据传输到云服务器，云服务器远程批量处理各电池组状态信息，30min即可发现劣化电池，并分析剔除出来。
3.2.2.2均充充电测试
在对电池组充电过程中，通过独立的算法，分析验证出电池的劣化程度。
3.2.3蓄电池健康状态体检
系统通过实时、全面、准确地采集厂站端的数据，动态分析蓄电池运行状况，辅助系统根据监测数据的变化，适时启动在线维护方案，根据厂站端智能维护终端按照设定程序的维护动作，蓄电池组的最新运行状态、实时准确地进入后台管理决策系统，实现在线计量、监测、分析等功能。系统提供了在线监测、在线维护、在线活化等多样的功能，并提供科学、有效的实时管控手段，是精细化、智能化、现代化的蓄电池健康管理不可或缺的重要保障。
参考文献
[1]殷晓红,王中明,周维宇,王立杰,唐晓博,马晓翠.蓄电池智能在线维护监控管理系统在变电站中的应用[J].黑龙江电力,2015,v.37;No. 21306:547-550.
[2]成江.变电站蓄电池内阻实时监测方法的研究[D].山东大学, 2016.
[3]变电站直流电源蓄电池远程维护专家管理系统[J].创新科技, 2015,No.18810:3-4.
论文作者:周瑞丽,王叶,郑国玲
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/13
标签：蓄电池论文; 在线论文; 管理系统论文; 系统论文; 智能论文; 变电站论文; 电极论文; 《电力设备》2018年第20期论文;