蓄电池在线监测系统【汇编4篇】

【引言】阿拉题库漂亮网友为您分享整理的“蓄电池在线监测系统【汇编4篇】”范文资料，以供参考学习，希望这篇文档资料对您有所帮助，喜欢就下载分享给朋友吧！

蓄电池在线监测系统【第一篇】

关键词：直流系统 充电 蓄电池组

中图分类号：G6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（a）-00-02

微机自控高频开关电源直流系统由高频开关电源（包括充电模块、监控模块）、直流馈电单元（包括配电监控、绝缘监测）、阀控蓄电池组（包括蓄电池检测仪）等组成。目前，变电站多采用GZDW系列设备。

1 设备概述

高频开关电源的特点是体积小、重量轻、效率高、输出纹波极低、动态响应快、控制精度高、模块可叠加输出。模块化的充电设备采用N+1备份方式，模块间自动无主均流，系统电流由N+1个模块平均分配。充电机中任何一个模块故障，系统发出故障信号，不影响系统的运行状态与运行方式。由于采用微机自控，显示出较高智能化。模块具有平滑调节输出电源和电流的功能，通过扩展通讯口，接入智能电池检测仪和绝缘监测等装置。随着系统综合自动化程度提高，该电源系统遥测、遥信量已都接入集控端，实现远程监控。

为了提高可靠性，大部分变电站都采用双充双蓄形式，对蓄电池自动管理及保护，实时自动监测蓄电池的端电压、充电放电电流，并对蓄电池的均浮充电进行智能控制。如果电池过、欠压或充电过流，都会实现声光告警。

2 工作原理

（1）电压模块采用三相三线制380V AC输入，具有软启动功能。在交流输入端，采用先进的尖峰抑制器件及EMI滤波电路，由全桥整流电路将三相交流电整流为直流电，再经无源PFC调整后大大提高了功率因数。由DC/DC高频变换电路把所得的直流电压变成稳定可控的直流输出。脉宽调制电路PWM及软开关谐振回路，根据电网和负载的变化，自动调节高频开关的脉冲度和移相角，使输出电压电流在任何允许的情况下都能保持稳定[1]。微机直流系统绝缘监测用两个变化的分压器取出正对地电压和负对地电压，送A/D转换器，经CPU处理，数字显示电压值和母线对地绝缘电阻值，监测无死区，当电压过高、过低或电阻过低时发出相应报警信号。

（2）直流馈电单元配置1～6路合闸回路和1～8路控制回路，分别连到合闸和控制母线上。输出空气开关联带告警开关接点，与空气开关联动，空气开关发生跳闸动作，同时发出开关状态变化告警信号。采用电压采样板测量电池组、控制母排和合闸母排的高压直流电压。电压采样板将高压变化为隔离的低压信号，并且保证在其测量范围内的良好线性度[2]。在合闸母线和控制母线之间串接降压硅链单元，合闸母线通过降压硅链与控制模块组成控制母线供电。降压硅链由多只大功率硅整流二极管串接而成，利用PN结基本恒定的正向压降来产生调整电压，通过改变串入线路的PN结数量来获得一定的压降，达到电压调节的目的。

3 运行与维护

微机自控高频开关电源直流系统

运行注意事项如下：

微机自控高频开关电源投入运行，装置配电监控CPU由测量功能进行模拟量及状态量的采集，通信功能接受监控模块的命令，将测量数据及处理结果送给监控模块。比较采集值与系统设置限值驱动故障灯和蜂鸣器进行报警。

微机型直流系统绝缘监测装置，在线监测直流系统两段母线的绝缘状况和支路开关状况[3]。正常时，监测母线、母线对地电压及正负母线对地电阻，自动巡检各支路及接地电阻。显示接地支路号、接地极性、支路接地电阻和接地日期时间。

蓄电池巡检装置在线监测每节蓄电池的端电压及特征点温度。

阀控蓄电池组在正常运行中以浮充电方式运行，若设定浮充计时720 h，即三个月系统自动对蓄电池组进行均衡充电。

微机自控高频开关电源直流系统应进行普通巡视检查和定期量化巡视检查维护。

检查交流输入状态、直流输出和充电模块、监控模块等部件，以及查阅监控模块的告警信息，包括当前告警信息和历史告警信息。

屏前屏内设备进行清洁维护，防止尘埃腐蚀元件和影响散热效率。

蓄电池组单体电池每月应测量各个电池电压，检查各连接头是否接触良好，有无漏液锈蚀现象。

新安装或大修后的阀控蓄电池组，应进行全核对性放电试验，以后每隔2～3年进行一次核对性试验，运行6年以后每年作一次核对性放电试验。

4 直流系统故障分析

故障经过

2011年1月2日13时57分，后台监控机弹出“公用测控（6N）_#2蓄电池组单体电压＼温度告警”信息，复归后弹出“公用测控（6N）_#2蓄电池组装置异常”信息。

故障后的检查

故障发生后，我们迅速组织人员对直流系统进行检查。

后台监控机检查情况

检查#2蓄电池组参数（见表1），符合要求。

现场检查情况

检查蓄电池巡检装置告警记录时发现有“#29蓄电池电压异常”信息。经过现场测试，#29蓄电池电压为 V，符合浮充电压要求。其他蓄电池电压也符合要求（见表2）。

注：“交流2”表示交流电源从第二路交流空开输入，其后面三项依次为UAB、UBC、UCA电压值。“充电机”表示充电机输出的电压和电流。“动力母线”表示动力母线电压。“控制母线”表示控制母线电压，其后面第一项是其电压值，第二项是负母对地电压值。“接地电阻”表示正、负母线对地电阻值。“电池组”表示电池组的电压和电流。

由于故障出现后又在短时间内消失，后台监控机和现场检查都正常，初步判断为保护误发信或接线松动。2 h后，后台监控机又再弹出“公用测控（6N）_#2蓄电池组单体电压＼温度告警”和“公用测控（6N）_#2蓄电池组装置异常”信息。从而基本确定故障为接线松动。根据巡检装置告警记录“#29蓄电池电压异常”信息，在得到调度以及上级部门领导同意的情况下，暂时退出第二组充电机系统并转检修状态。拆除#29蓄电池与#27、#28蓄电池的连接线并重新连接。投入运行后至今正常。

5 结语

直流系统为操作电源、信号电源、继电保护、自动装置、事故照明电源以及通信系统提供专门的直流电源。在全站停电及母线短路的情况下，能保证迅速切除故障，确保安全运行。因此，变电站的运行人员应对之给予重视，保证直流系统的安全、可靠的运行。

参考文献

[1] 李均甫。浅谈变电站直流系统运行维护的几个问题[J].继电器，2004，32（17）：75-77.

蓄电池在线监测系统【第二篇】

关键词　蓄电池；检测应用；内阻；智能系统

中图分类号TM91 文献标识码A 文章编号　1674-6708（2013）82-0174-02

蓄电池的应用范围非常广泛，是电力、通信、交通、医疗等领域不可或缺的供电设备，蓄电池质量的优劣直接影响电源的供给能力以及断电补偿情况，蓄电池的检测对于蓄电池质量、寿命等方面进行分析，对蓄电池性能的提升以及可靠性的加强具有重要意义。

1　蓄电池检测装置的运行原理

对于蓄电池检测的主要方面是对于内阻容量的检测，蓄电池内阻构造比较复杂，检测过程需要结合多方面数据进行分析。一般蓄电池采用阀式控制开关，蓄电池在充电过程中，蓄电池会产生容抗、感抗、欧姆电阻等，但在蓄电池电流输出时，电池内部的容抗、感抗会降低，欧姆电阻恒定不变，蓄电池检测的过程就是在蓄电池进行电源补给的过程中对蓄电池内部的容抗、感抗、以及欧姆电阻的变化情况的测量。目前通常采用“蓄电池交流阻抗法”对蓄电池进行检测，这种方法通过对蓄电池内部进行电流输出，检测电流在电压端的变阻情况，来实现蓄电池内阻情况的检测。这种方法不需要蓄电池进行电流输出，被检测蓄电池的使用状态不需要考虑，即使蓄电池没有电流储存也一样可以检测，并且对蓄电池的使用性能不会造成影响。

但这种蓄电池检测系统存在一定的缺陷，由于对蓄电池电流输入需要恒定电压，对于恒定电压输出系统的依赖性较大；通过交流电压对蓄电池内阻进行电流导入，由于交流电压不稳定，检测出来的数据是一个变量，精确度欠佳；检测电流在蓄电池内部被充电网络进行分流，通过蓄电池内阻的电流与输入电流不相等，对内阻电流的计算难度较大。

2　新型蓄电池智能检测系统的应用

蓄电池根据输出电压进行分级，检测输出电压可以分为2V和12V，低电压测试线路通过电容输入线路达到电压提升，与单片机工作电压保持一致，12V电压通过电阻端与单片机连接，测试单元收集到的电压信息各不相同，上位机系统可以根据每个测试单元发回的电压数据对隔离线和输出总线的电压进行计算。

单片机是蓄电池智能检测系统的核心部件，在蓄电池检测控制系统中具有广泛的应用，由于单片机具有智能信号接收处理的功能，对分部测试单元发回的数据进行有效分析，从而对蓄电池内部电压的检测功能更为有效。目前采用的蓄电池智能检测装置采用人机交互操作系统，人机交互操作系统可以从屏幕上直观显示出蓄电池电路分布图，运行过程中，单片机根据通过电流发回的数据对蓄电池内部输入网络进行扫描，对扫描结果进行数字模拟，在屏幕上直接显示出来，而检测人员可以根据蓄电池内部电路分布和电流数据对蓄电池的内阻进行直接计算，对蓄电池检测的准确性做到有效提升。由于蓄电池内阻值的取值不是一个常量数字，在屏幕上显示的只是内阻值在检测中的一个变化量，准确的蓄电池内阻值的确定还需要通过多个变量数据进行分析。

3　新型蓄电池智能检测装置的可行性分析

新型蓄电池智能检测装置极大地提升了蓄电池检测的准确性，简便了蓄电池检测的方法，与传统蓄电池线路巡检相比，新型蓄电池智能检测装置体积更小，检测装置本身自带恒定电流输出装置，可以直接连接待检测蓄电池，连线方法简单，线路分布明确；蓄电池测试单元的应用能够分摊电压数据，对蓄电池电压的取值范围的测量更加准确；传统线路巡检装置通过继电器对电流进行切换，而新型蓄电池智能检测装置内部测试单元的数据采集使用全程监控记录，对数据变化具有更强的灵敏性。

新型蓄电池智能检测装置通过电流输入，对电压的变化进行记录，从而达到测试蓄电池内阻的功能，智能蓄电池检测系统可以通过电流传输信号，不需要其他辅助设备，检测过程独立完成，具有更高的实用性和可靠性，蓄电池内部测试可以直接从LED屏幕显示，对数据的接收更为直观，增强了蓄电池检测的准确性和安全性。

参考文献

[1]王留芳，崔光照，等。智能语音技术在蓄电池充电系统中的应用[J].微计算机信息，2005，4：154-155．

蓄电池在线监测系统【第三篇】

关键词：UPS蓄电池；在线监控系统；SQLite数据库

中图分类号：TP311 文献标识码：A

收录时间：2014年5月12日

一、引言

随着信息化社会的发展，能够提供持续、稳定、不间断的电源供应的UPS已广泛地应用于各个业务环节，UPS可以在市电突然中断时还能持续一定时间给各设备供电，使用户不致因停电而影响工作或丢失数据，其重要性随着信息应用重要性的日益提高而更加突显出来。

作为UPS系统重要组成部分的单体蓄电池组，其性能决定了UPS性能，要了解电池性能状况需实时跟踪蓄电池的变化特性，蓄电池监控设备是用来通过采集并分析电池特性数据，实现对电池进行有效的管理，其中电池特性数据的管理方式是决定系统性能的重要因素。传统的UPS蓄电池在线监控设备中对采集的数据沿用的是早期数据管理，直接将数据存放在文件系统。由于简单的文件系统存在一些缺点，比如数据与程序独立性差；数据共享性差，冗余大；产品后续功能扩展差等问题导致系统性能低下。因此，蓄电池监控系统的数据管理水平的提高是系统设计的一个重要目标。

基于此，本文提出一种有效解决方案：在蓄电池监控系统主机中嵌入SQLite数据库管理系统，主机实时采集的蓄电池各项特性参数管理工作交于SQLite数据库完成，程序和数据间相互独立，数据库管理系统提供应用程序和数据间的接口管理。本文第2节对相关知识进行介绍；第3节介绍设计方案的开发平台，系统架构及实现方法；第4节给出方案结果验证；第5节对方案进行总结。

二、相关知识

SQLite是一种开放源码的超轻量级嵌入式数据库引擎，SQLite很小巧编译后的的动态链接库只占用几百K的空间，管理的数据量可达2TB，提供B-Tree存储数据模式，数据以ASCII码形式存储，支持SQL快速查询，具有小、快、稳定、免费特点。

SQLite支持跨平台，操作简单，提供Windows/Linux/Unix等各种操作系统接口，同时能够跟很多程序语言相结合，比如Tcl、PHP、Java等。同Mysql、PostgreSQL世界著名的开源数据库管理系统相比，它的处理速度甚至比他们还快。

三、方案设计

（一）方案平台。产品硬件开发平台使用了内核为32位工业级品质的CPU ARM9系列AT91SAM9260，200MHZ主频，32MB系统内存，32MB FLASH存储器。基于这个硬件平台预装了微软的Windows 操作系统，Windows CE操作系统是当前市场上最流行的实时多任务操作系统之一，微软针对CE的应用开发提供了相应的SDK开发包，包括各种接口驱动程序API，以及推出一系列完善的开发工具，用户可在此基础上方便、快速的开发出各种工控产品。

（二）蓄电池在线监控系统架构。系统由在线监测主机、单体电池传感器模块（以下简称传感器模块）、信号转接器组成。蓄电池在线监控系统原理示意图如图1所示，其中传感器模块是一种电子数字传感器，直接连接到单体电池组上，用于测量连接的单体电池组电压，温度及阻抗。模块之间通过标准通信线与在线监测主机以RS485或RS232通信方式进行数据交换。监控主机端通过液晶显示屏来监测参数和设定报警阀值及通信参数。同时主机通过TCP/IP网络或者RS485接口，将采集的数据和告警事件信息实时上传给后台管理系统。（图1）

（三）软件设计流程。系统整个实现流程为：在线监测主机通过RS485或RS232端口定期向传感器模块发送测量单节电池的电压、电流、内阻和温度等电池参数的命令，然后等待接收传感器发回采集的特性数据，这些接收的特性数据一方面用于刷新监控主机的实时数据界面；另一方面被交给SQLite数据库管理系统，保存到嵌入在本机设备中的数据库，系统组成如图2所示。（图2）

此外，用户通过主机界面接口从SQLite数据库中提取电池的历史特征参数，显示到主机的历史数据界面进行查询，主机端具有的智能分析功能可以根据设定的报警阀值自动判断电池的性能，发出告警信息。主机端采集的数据同时发给后台管理系统，通过后台管理界面进行远程集中监控系统，完成电池特性数据查询，性能分析等处理工作。

（四）SQLite嵌入数据库实现。SQLite 提供了丰富的API接口函数，但简单的程序仍然使用三个函数就可以完成： sqlite3_open（）， sqlite3_exec（），和sqlite3_close（），其中int sqlite3_open（）是打开指定的数据库，如果数据库不存在，sqlite会自动建立它。如果它存在，就尝试把它当数据库文件来打开；int sqlite3_close（）是关闭数据库，一个数据库开启后，结尾时不要忘了用这个函数关闭数据库；sqlite3_exec（）是使用回调来执行select操作。下面简单介绍蓄电池监控系统中嵌入SQLite数据库过程。

第一步：将编译好的，，添加到项目工程文件夹中。

第二步：应用程序中加入头文件：

#include ""

#pragma comment（lib，""）

第三步：程序中调用API函数，实现数据库的创建，打开，查询，关闭等操作。

第四步：编译运行项目，系统文件中将生成保存电池的特性参数的数据库文件*.db3。

四、结果分析验证

使用SQLite数据库图形化管理工具将数据库文件导入到图形界面中，用户可以查询实时监测的电池各项特性参数，视图效果如图3和图4。（图3、图4）

图3是蓄电池电压-温度数据表，记录了电池所在组号、节号，及被蓄电池传感器模块采集的电压、温度、内阻值和该数据采集的时间点。图4是蓄电池告警事件数据表，保存的是被系统监测到的告警事件及事件发生的时间点信息。

依据上述结果图表中得出结论：系统监测到的参数都交由SQLite数据库管理，解决了程序独立性差的问题；数据库中的所有数据都是唯一有效地数据，不存在多余或重复的数据；依据两个基本表的关联操作能导出局部关系视图，方便产品的功能扩展。

五、总结

本文提出UPS蓄电池在线监测系统中嵌入SQLite数据库管理系统的方案，详细介绍了系统架构原理和实现流程，依据实验数据说明了将SQLite数据库管理系统嵌入蓄电池在线监测系统中，能有效地提高电池特性参数管理的可靠性。

主要参考文献：

[1]王力坚。UPS蓄电池监控[J].应用实践，2010.

蓄电池在线监测系统【第四篇】

关键词 传感器 蓄电池在线监测 运行方式

1 概述

蓄电池作为备用电源在供电系统中往往起着极其重要的作用，在交流电失电或其它事故状态下蓄电池组一旦出现问题，供电系统将面临瘫痪，造成设备停运及其它重大运行事故。近年随着阀控式密封铅酸蓄电池（以下简称阀控蓄电池）的广泛使用，加之使用环境及条件欠佳，因蓄电池提前失效而引发的事故时有发生。如何快捷有效地检测出早期失效电池并预测蓄电池性能变化趋势已成为电池运行管理的新课题。随着技术的发展，蓄电池在线监测这一新检测技术开始逐步得到运用。

arm9-lem传感器是专门为应用于蓄电池在线监测而做的蓄电池传感器。该传感器每只模块监测一块蓄电池，模块采用四线制设计，通过与蓄电池的正负极相连实现供电和测量，然后通过rj11接口（电话线接口）实现至多254个模块的相连，经由开放的串口协议通讯实现对整个蓄电池组的监测。该传感器可以直接测量单体蓄电池的阻抗、电压和表面温度（模块贴在电池表面）等。

2 蓄电池在线监测硬件平台的构成

蓄电池在线监测系统一方面需要完成在工业现场如变电站，数据中心等场合蓄电池参数的人机交互，方便用户在现场时观测蓄电池组整体电压，电流以及各单体电池的阻抗，电压和温度；另一方面需要提供网络接口，使用户在远端如中央控制室能够及时了解现场的情况；最后需增加gsm接口，一旦发生故障，可以用发短信或者打电话的方式通知到值班人员。因此有必要设计一台现场监测主机完成以上功能，与arm9-lem传感器sentinel模块相配实现整个蓄电池在线监测系统的构建。

（1）鉴于sentinel模块的独特设计，可以直接对蓄电池阻抗进行测试，因此系统毋须安装单独的放电模块。

（2）由于sentinel模块需要通过地址来识别，该地址是8位的，以上连接最多实现254块蓄电池的连接，对现场监控提出的要求至少有带有人机交互功能，网络功能，gsm发射功能，sbus总线通讯的功能以及a/d转换接口。

3 基于arm9的蓄电池在线监测主机

主机实质上是一个带有人机交互界面的嵌入式系统。拟采用arm9+操作系统的方式，选择atmel公司的at91sam9261作为系统的主控cpu。

核心板部分设计

核心板的设计框图如图1：

说明：

（1）由于at91sam9261采用dataflash的启动的方式只能工作在温度高于0℃低于70℃的范围，一旦温度低于0℃将无法启动。为了解决这个问题，只能使arm采用外部启动即nor flash启动的方式，因此需要选择启动模式为外部启动（bms=0），以达到工业现场的温度要求。

（2）norflash存储器芯片选择amd公司的am29lv160db，其容量为4m*16bit，用于存储boot程序，小型操作系统及小型应用程序。设计时采用字对齐方式，即芯片的a0地址线对应arm芯片的a1地址线。

扩展板部分设计

扩展板的设计框图如图2：

（1） spi flash芯片用于存储蓄电池传感器采得的数据。此处将芯片的写保护脚使用arm的一个i/o口管理起来，以防上电或者掉电时修改片内的数据。

（2）gsm模块采用西门子公司的tc35i模块，与扩展接口（连向arm新片）之间通过串口进行通讯，另外使用arm的一个i/o口控制igt管脚进行模块的激活。为了保证模块与sim卡之间通讯正常，他们之间的走线距离要尽量短。

（3）网卡接口芯片采用dm9000，数据包通过它传送至以太网直至上位机软件。同时使用网络协议可以实现远程固件升级，保证主机运行最新的应用软件。

（4）由于at91sam9261提供液晶数据接口，因此可以直接与lcd实现连接。

（5）触摸屏接口芯片采用专用芯片ads7843完成。

4 整机联调

在变电站对该系统进行了实验，使用2组蓄电池，每组分别有54节2v 300ah的蓄电池：

编写测试程序在系统内运行，每隔半小时对各蓄电池模块进行一次取数，然后将信息通过调试串口打印出来。下面为某次取数得到的结果：

# 1 battery ： uohm

# 2 battery ： uohm

>

# 3 battery ： uohm

# 4 battery ： uohm

# 5 battery ： uohm

以上每个电池的参数分别为电压、温度、阻抗。在未来的实际应用中，通过对这些参数的综合分析，可以得知每只蓄电池的健康状况；同时本实验也验证了该平台可以应用于蓄电池在线监测。

5 展望

基于arm9-lem传感器的蓄电池在线监测硬件平台不仅可以用于对蓄电池失效模型和监测算法甚至电池活化技术的研究，配套监测软件可以应用于各种需要监测蓄电池的实际场合，如电力、通信、石油、化工、铁路、煤炭等行业的直流电源系统以及ups系统的蓄电池在线监测，为蓄电池提供更安全的保护。

参考文献：