浅析变电站蓄电池集中监控系统

摘要：变电站是电力系统中重要的基础性设施，做好变电站的管理工作，对于电力系统的稳定运行有着十分重要的意义。蓄电池是保证直流不全停的最后防线，在变电站中的地位是极为重要的。文章结合当前变电站蓄电池管理中存在的问题，对其集中监控系统的设计和实现进行了分析。

关键词：变电站；蓄电池；集中监控系统；电力系统；基础性设施

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）29-0116-02

在电网工程中，变电站的作用和意义都是不可替代的，做好变电站的运行管理工作，确保变电站的正常运行，是电力工作人员需要重点关注的问题。一般来说，为了保证交流失电或者需要大电流供电的需求，在变电站中会备有相应的蓄电池，在平时处于浮充电备用状态，一旦需要，可以立即切入，向事故负荷、自动装置、保护装置等提供电力支持。可以说，蓄电池是保证直流不

全停的最后防线，在变电站中的地位是极为重要的。

1 变电站蓄电池概述

从目前的发展情况看，在变电站中，使用的蓄电池多为阀控式铅酸蓄电池，也称为免维护电池。这种蓄电池具有体积小、重量轻、成本低、自放电小、使用寿命长、安全可靠、安装简便、无污染等优点，并且可以实现无人值守和微机集中监控的管理方式。一般来说，这种蓄电池并不需要经常进行维护，但是并不是完全不需要維护，需要变电站工作人员的重视。

2 变电站蓄电池管理中存在的问题

一直以来，我国电力系统中对于变电站蓄电池的维护一直没有取得良好的效果，究其原因，主要是由于以下五个方面的因素造成的：

2.1 重视不足

变电站蓄电池自身的使用寿命较长，而且不需要经常添加酸液和水，运行相对稳定，加上商家提出的“免维护电池”理念，因此往往容易造成电力工作人员的忽视，认为蓄电池不需要进行维护和管理。

2.2 地理位置问题

一般情况下，为了减少对于人们生活的影响，减少占地，变电站多分布于相对偏僻的地区，且位置比较分散，长期处于无人值守状态，也使得蓄电池的维护变得十分困难。

2.3 电池构造

阀控式铅酸蓄电池自身的构造特性，使得电力工作人员很难从外表上对其放电能力进行分辨，加大了蓄电池维护管理的难度。

2.4 使用问题

蓄电池长期处于浮充电状态，很容易出现深度放电、充电不及时、充电不足等问题，导致蓄电池电极过早硫酸盐化、电池容量下降、使用寿命缩短等。

2.5 维护问题

传统对于蓄电池的检测往往都是依靠人工检测的方式，不仅操作困难，而且周期长、成本高，难以取得良好的效果，无法及时发现蓄电池中存在的故障，存在着很大的安全隐患。

因此，建设相应的变电站蓄电池集中监控系统，对蓄电池进行统一管理和维护，是十分必要的。

3 变电站蓄电池集中监控系统的设计与实现

3.1 系统结构

系统主要包括两个部分，即信息采集设备和各级服务器。其中信息采集设备也可以称为蓄电池监测设备，主要是通过安装在蓄电池室的相关设备，实现对于蓄电池的监控，并完成初步的信息采集和数据分析工作。同时，通过远程控制，可以对蓄电池进行充电、放电、活化等动作。各级服务器则是从不同的层次上，对信息采集设备进行管理。根据面向对象的差异，各级服务器的主要任务也有着一定的区别。这里主要针对第三等级，也就是市级集控中心的服务器进行分析。

3.2 通信设计

3.2.1 变电站与集控站之间，存在着相应的计算机网络环境，同时在变电站中存在使用前置计算机的站内设备或者后台计算机，则可以利用这些计算机的串行通信接口，连接蓄电池的监测设备，通过TCP/IP网络，将采集到的数据信息传送至服务器。鉴于前置计算机受自身条件的限制，没有多余的串口资源，可以在其PCI插槽中扩展1片PCI-RS-232转换卡，以满足通信需求。

3.2.2 变电站与集控站之间存在着相应的计算机网络环境，但是不存在前置计算机或后台计算机，可以在其中设置相应的串口服务器设备，从而实现对IP数据报文和RS-232制式信息的相互转换，实现网络通信功能。

3.2.3 对于不存在网络环境的变电站，可以充分利用站内的相关资源实现通信，这些资源包括2M信道的某个64K时隙、采用远动信道的空闲资源、载波机的复用接口。不仅如此，还可以配置专门的小型光端机，在检测设备和服务器之间直接搭建高速信息通道。以上提到的几种通信资源，实际上都可以抽象为准RS-232信道，其通信接口在大部分情况下是RS-232式的，可以直接使用，对于少部分RS-485制式或者其他制式通信接口，需要安装相应的接口适配器，以确保通信的正常进行。

3.2.4 在少数偏远地区的变电站中，既没有网络环境，也没有空余的远动信道资源，无法采用以上三种方式。针对这种情况，可以在蓄电池监测设备与服务器中，配置相应的无线通信模块，使用更加成熟的移动通信网络进行数据的传输工作。换言之，就是利用无线信道，来实现集中监控中心与变电站蓄电池监测设备之间的通信。

3.3 软件设计

对于变电站蓄电池集中监控系统而言，需要实现的功能是多种多样的，如网络化信息采集、智能数据分析、数据存储、人机交互等，尤其是网络化的信息采集，不仅需要考虑局域网内部以及不同局域网之间的通信，还应该考虑电力通信专网与互联网之间的信息接口问题。因此，系统软件不仅需要具备强大的数据处理功能，还必须具备良好的适用性，可以适应不同的网络配置，保证系统性能的充分发挥。在该系统中，软件程序可以分为服务器软件和前置机软件两个部分。对于服务器软件而言，为了确保其功能的有效发挥，方便对其进行改善和拓展，采用了模块化的设计。

需要注意的是，上级服务器在对下级服务器进行访问时，主要是通过TCP/IP的方式，但是并不意味着两者之间只有这一种通信方式。为了确保通信的有效性和稳定性，在不同的服务器之间，还存在相应的备用信息通道，如卫星通信、微波中继通信等，能够有效提高集中监控系统的灵活性。对于前置机软件的设计，主要是针对变电站中存在前置计算机的情况。在这种情况下，服务器可以通过TCP/IP网络对前置机进行访问，该前置计算机则通过RS-232接口，实现与蓄电池监测装置的连接。前置计算机的作用，主要是接收监测设备采集到的蓄电池信息，然后对信息进行解析和协议转换，上传到局域网中。

4 结语

总而言之，采用变电站蓄电池集中监控系统一方面可以实现对于变电站蓄电池的远程监控，使得维护人员可以在值班室内及时了解众多变电站蓄电池的实际运行情况，节约了人力资源；另一方面可以使得蓄电池的管理维护更具针对性和实效性，极大地提高了工作效率，应该得到重视和推广。

参考文献

[1] 潘华.丽水电网蓄电池在线监控系统的研究与设计

[D].浙江大学，2011.

[2] 鲍慧，齐焱焱，韩少勤.变电站蓄电池集中监控系统的研究[J].科技信息，2009，（32）.

[3] 黄崚，胡细兵.变电站室内运行环境集中监控系统研制[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2011，16（3）.

[4] 鲍慧，齐焱焱，李树军.电力通信网中蓄电池组集中监控系统设计与实现[J].电力自动化设备，2010，30（1）.

[5] 安宁.蓄电池在线监控管理系统在变电站的应用[J].供用电，2008，25（16）.

作者简介：吴璇（1980-），男，湖北荆门人，国网四川省电力公司工程师，研究方向：变电站集中监控。