基于电导技术的蓄电池维护和管理系统论文_张文娜

(呼和浩特供电局 内蒙古呼和浩特市 010051)

摘要:本文探讨了利用电导技术监测蓄电池运行状况的方法,通过测试蓄电池的电导数据,进而动态判断蓄电池健康状况。建立一套蓄电池资产管理系统,通过对电导仪获得的蓄电池测试数据进行存储、分析,实现蓄电池分级管理、蓄电池重要参数呈现、根据数据情况自动发送预警信息等功能。

关键词:电导技术;数据采集;资产管理系统

引言

蓄电池是电力通信系统后备电源,为二次系统负载提供保障,确保继电保护、通信设备的正常运行。蓄电池的稳定性和放电过程中给负载的实际容量对确保通信设备安全运行具有十分重要的意义。检测在网运行的蓄电池组,有利于对电池的健康状态进行评估。

电导测量值就是蓄电池导电能力,蓄电池的电导值与其容量有良好的趋势关系,能可靠地反应出蓄电池的健康状况。基于电导技术的蓄电池测试和维护是国际上蓄电池在线测试技术的主流技术,目前内蒙电力的维护方式是传统的电池电压测量法,该方法已经落后,跟不上新技术的发展趋势。

1国内外研究现状

蓄电池的测试技术经过以下发展阶段:早期蓄电池电压测量法、核对放电法、在线快速容量测试法(电池巡检法)、电导(内阻)测量法,其中,电压测量法基本淘汰;电池巡检法能够快速对电池容量进行估计,但其准确度达不到实际应用的标准;核对性放电法和电导(内阻)测量法是目前现阶段比较常用的电池测试和维护方法。

国际使用标准是电导技术,英国电信最先采用电导技术作为其蓄电池测试和维护唯一标准。法国、巴西、印度、美国等国家也将电导技术纳入其蓄电池测试和维护的技术标准中。电导技术早已经成为国际上电池测试和维护的主流标准之一。电导技术在中国的通信行业已经开始应用,中国联通、中国移动、中国电信三大运营商均将电导技术作为其蓄电池测试和维护的标准之一。中国移动已经将电导技术作为蓄电池的采购和维护标准。在采购、维护方面,均采用了相关的技术。

目前国外研究机构已基本确定蓄电池电导变化和容量变化之间的关系,其研究重点转向了在电导测试技术的基础上,获取蓄电池的实际容量。这部分工作目前还在继续研究阶段,并没有达到实用阶段。

2原理简述与理论依据

电导就是传导电流的能力,电池电导反映了电池单元可以进行化学反应的极板面积以及电解液的物理特征。电池的放电容量与电池电导之间的相关程度很高,相关系数达到0.8-0.98,通过测量蓄电池的电导可以来判断蓄电池的容量状况,这种电导技术测试电池的方法也被定为国际标准IEEE(1118-1996)。IEEE(1118-1996)第15页中规定:电池电导的测量是将已知频率和振幅的交流电压加到电池的两端,然后测量所产生的电流,交流电导值就是与交流电压同相的交流电流分量与交流电压的比值;明显的电导值变化(下降大于20%)就意味着电池性能的变化。

随着蓄电池老化,其极板发生硫化,或者极板表面的活性物质脱落,这些对蓄电池的供电能力都造成不良影响。电导能够用于发现电池格缺陷、短路、断路等等引发蓄电池故障的问题。

本课题实践依据有两个:第一、蓄电池的电导变化和其容量变化的相关性>0.97;第二、蓄电池的电导≤60%时,容量≤80%。这两项是理论研究工作和实验工作的重点。基于电导测试技术的蓄电池测试和维护的新方法、新流程以及蓄电池资产管理系统的开发,都是以此为基本的理论依据的。

3研究内容

电导技术的理论基础是蓄电池容量变化和电导变化之间存在相关性。根据这一理论,对现有机房蓄电池的数据进行样本采集,集成并开发蓄电池的资产管理系统,对在网蓄电池进行统一的全生命周期管理。

4实施方案

4.1数据采集与分析

使用密特牌BTX-5500电导测试仪器每隔一个季度对呼和浩特供电局信息通信处蓄电池的电导数据进行一次测试,并获得采样数据。

4.2基于电导技术的蓄电池测试和维护

根据电导测试技术在国内以及国际上的通用应用规则,采用测试电导的方式来取代蓄电池的放电(标准放电),当蓄电池的电导≥70%的时候,蓄电池组基本判定为健康,不需要进行特别的维护;当蓄电池的电导≤70%并≥60%的时候,蓄电池组开始加速劣化,维护中需要多关注;当蓄电池的电导≤60%的时候,蓄电池严重劣化,需要立即申请报废。对各站蓄电池组中单体电池做电导测试,对于容量不足的蓄电池组做核对容量充放电试验,确定该蓄电池组需要整组更换,还是个别单体蓄电池更换。

4.3蓄电池资产管理系统

建立一套全面的蓄电池资产管理系统,通过对日常维护时电导仪获得的蓄电池测试数据进行存储、分析和管理,实现蓄电池分级管理、蓄电池重要参数呈现、根据数据情况自动发送预警信息等功能。

分级管理:对蓄电池按照不同的级别进行统一管理。比如本单位的管理可以分为下列站点:东郊变、昭君变、乌素图变、燕山营变、可镇变、清水河变、大台变、海东变。不同的站点有不同的管理级别。如图1。

图1 分级管理界面示意图

数据呈现:以表格、曲线图、柱状图的方式呈现蓄电池的重要参数、测试数据,并生成相关的报告,主要测量信息包括蓄电池电导、电压、温度等。测试结果按发生时间记录在数据库中,为分析蓄电池寿命周期提供重要信息。

自动告警:根据数据情况自动发送预警信息、维护指导建议等到监控中心。并通过基站资源数据库、动力环境监控系统的关联,为维护人员提供准确的发电调度信息和维护指导信息。

5结论

本文实现了利用电导技术监测蓄电池运行状况,通过测试蓄电池的电导数据,动态判断蓄电池健康状况。建立了一套蓄电池资产管理系统,通过对日常维护时电导仪获得的蓄电池测试数据进行存储、分析和管理,实现分级管理、数据呈现、自动告警、报告功能等功能。

参考文献

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[4]陈红雨,熊正林,李中奇. 先进铅酸蓄电池制造工艺[M].北京:化学工业出版 社,2010,318-324.

论文作者:张文娜

论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期

论文发表时间:2019/7/9

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