摘要：本文主要介绍了一种蓄电池室温度后台监控装置的研究与应用。现代变电站中，保护装置、自动化装置、事故照明等设施都是靠直流电源提供动力，正常情况下，蓄电池作为备用与充电机并列运行，蓄电池是变电站内最可靠的直流电源。蓄电池的运行受温度影响，温度过高将缩短蓄电池的使用寿命，温度超出一定范围也将降低蓄电池的额定容量，影响其正常使用，严重时甚至会发生故障。
关键词：变电站；蓄电池；温度；后台监控；告警
一、概述
随着我国人民生产生活的现代化程度日益提高，人们对电力的需求和依赖程度也在倍增，对供电可靠性的要求更加严格。变电站在电网中起着对电压和电流进行变换、集中与分配的重要作用，而变电站内的保护装置、自动化装置等重要设备都由直流电源提供动力，保证对变电站内直流负荷的可靠供电，对于变电站持续、稳定运行有着重要作用。本文将设计温度在线后台监控装置，实现对蓄电池室环境温度的实时监控。通过在蓄电池室内安装温度监控装置，实现温度在后台的实时监控，当温度达到告警值时，该装置发出告警信号至交换机，交换机将信号传至监控后台，监控人员收到信号后及时通知运行人员到站检查。如此可以确保变电站蓄电池室内设备处于合格的环境温度，降低由于空调异常、门窗损坏等原因，造成设备持续发热而引起事故的概率，同时提升设备的使用寿命。
二、温度后台监控装置原理
一些热电阻的阻值随温度变化而称线性变化，利用这种特性，隔离变送器是一种将热电阻信号按温度高低隔离转换成与温度成线性标准信号的混合集成电路，该电路在同一芯片上集成了一组多路高隔离的DC/DC电源，几个高性能的信号隔离器和热电阻线性化、长线补偿、干扰抑制电路，特别适用于热电阻信号隔离转换成标准信号，实现温度信号的变送与无失真远传。温度监控装置通过在蓄电池室内装设温度探头实时测量蓄电池室的室内环境温度，由温度变送器将温度值转换为标准直流信号，输送到变电站内的主变测控装置中，由主变测控装置进一步将该信号输送至变电站综合自动化后台监控系统，实现蓄电池室室内温度在后台的实时监控。
利用温控仪，可以将温度探头反馈的电信号转换为温度值，同时，可设定温度范围，温控仪会判定从温度探头传送过来的电信号转换出来的温度值，当超出设定的温度范围时，会发出相应告警信号，并以开关变位的形式传送到变电站内的主变测控装置，由主变测控装置进一步将其传送到变电站综合自动化后台监控系统，从而实现温度告警功能。
三、温度后台监控装置的进一步研究与应用
1.温度后台监控装置功能及结构
该装置主要实现以下两点功能：
一、温度后台实时监控
二、温度后台告警
其原理图如图1.0所示
图1.0 温度后台监控装置原理图
2.温度后台实时监控
本次温度后台监控装置的研究采用PT100铂热电阻作为温度探头。PT100是铂热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比。PT100的阻值与温度变化关系为：当PT100温度为0℃时它的阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。应用于医疗、电机、工业、温度计算、阻值计算等高精温度设备，应用范围非常之广泛。。其阻值与温度值变化关系图1.1所示。
利用PT100温度变送器可将温度信号转换为工业标准化输出信号（如4~20mA），多用于工业过程温度参数的测量和控制。带传感器的变送器通常由两部分组成：传感器和信号转换器。PT100温度变送器的传感部分为PT100热电阻，故也称之为热电阻温度变送器；信号转换部分主要由采集模块、信号处理和转换单元组成，也可以增加显示单元成为现场显示型PT100热电阻温度变送器。
图1.1 PT100阻值与温度值变化关系图
以某110kV变电站为例，该站主变测控装置采用国电南瑞科技公司NSD500V系列测控装置。NSD500V测控装置的NSD500V-AIM模件用于采集站内的直流模拟信号，例如主变温度、室温、直流母线电压等经过变送器后输出的4-20mA的信号。NSD500V-AIM模件通过采用继电器隔离等抗干扰措施，以提高采集信号的可靠性。NSD500V-AIM的原理图如图1.2。
图1.2NSD500V-AIM的原理图 图1.3NSD500V-AIM的原理图
本次研究中，温度监控装置通过在变电站蓄电池室内装设PT100探头实时测量蓄电池室的室内环境温度，由温度变送器将温度值转换为4-20mA直流信号，变电站主变测控装置的NSD500V-AIM模件采集到该直流信号，将其传送到变电站综合自动化后台监控系统，从而实现温度在后台的实时监控。
3.温度后台告警
本次研究中，利用温控仪将PT100探头反馈的电信号转换为温度值，同时在温控仪中设定温度范围（蓄电池室温度应在0~30°C），温控对温度探头传送过来的电信号转换出来的温度值进行判定，当超出设定的温度范围时，会发出相应告警信号，并产生相应的开关变位。
以某110kV变电站为例，该站的主变测控装置中的NSD500V-DIM模件可采集站内的开关量信号，例如开关、刀闸的位置接点信号、保护及各种告警信号等。其接线示意图图1.3。
NSD500V-DIM模件采集到温控仪所发出的开关变位信息，进一步将其传送到变电站综合自动化后台监控系统，从而实现温度告警功能。
四、结束语
作为变电站中一种重要的电源设备，蓄电池对变电站持续、稳定运行有着不可替代的作用。通过后台实时监测蓄电池室的温度，当蓄电池室由于空调故障或其他原因造成温度异常升高时，监控后台发出告警信号，监控人员收到信号后可以及时通知运行人员到站检查，及时排除故障，避免变电站处于无备用直流电源运行的风险中。提高了变电站内设备持续、稳定运行的可靠性。
参考文献：
[1]陈蕾.变电运行与管理技术.中国电力出版社，2017
[2]陈安伟.智能变电站继电保护技术问答.中国电力出版社，2015
论文作者:李增昌
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
标签：温度论文; 蓄电池论文; 信号论文; 装置论文; 变电站论文; 后台论文; 阻值论文; 《电力设备》2018年第33期论文;