CN208125898U - 变电站直流屏用蓄电池状态监测*** - Google Patents
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Abstract
变电站直流屏用蓄电池状态监测***。涉及蓄电池检测技术领域，特别设计变电站直流屏用蓄电池状态监测***。能准确监测蓄电池状态，误判率低。包括传若干感器组件、若干传感器节点、无线收发器和上位机，若干所述传感器组件一一对应连接传感器节点，若干所述传感器节点连接所述无线发射器，所述无线发射器将所述传感器节点接收的信息传输到所述上位机，所述上位机上分别连接有实时数据库和商用数据库，若干所述传感器节点和所述无线收发器之间设有一个控制器，若干所述传感器节点与所述控制器连接，所述控制器连接所述无线收发器；监测和评估电池状态时更加客观，能够降低电池状态的误判率，使得电池状态在监测过程中更加准确。
Description
技术领域
本实用新型涉及蓄电池检测技术领域，特别设计变电站直流屏用蓄电池状态监测***。
背景技术
变电站直流***是变电站安全、稳定运行的必要条件，直流屏用的蓄电池组通常采用热备用状态，由充电机对其进行浮充电，在交流电全失的事故情况下，由蓄电池组承担直流***的负荷。蓄电池组需要常规的均充或浮充电管理外，还要巡检蓄电池组的日常工作状态，在国内对蓄电池组的维护及性能评价，大都停留在传统的检测方法上。主要有每年一次通过放电试验，判断蓄电池容量；输出大电流的特性测试；单只蓄电池的端电压测量等。这些方法无法对处于工作状态的蓄电池进行状态监测，无法及时发现有故障的蓄电池，运行初期此问题不是很明显，随着若干年的运行，此问题将更突出。鉴于上述原因，变电站多采用有线方式对蓄电池组的运行状态进行实时监测，主要巡检蓄电池的端电压，不能完全反应蓄电池的运行状态。因此，对蓄电池组进行实时有效的运行状态、故障在线分析与诊断显得十分重要。我国最近几年蓄电池组监测技术的快速发展，较多的有线监测蓄电池的电压、电流和内阻等的设备投入运行，但是电缆线较多不利于安装和维护。
针对这一问题，国家知识产权局2012.8.15公开的一项实用新型专利申请（CN202383266，变电站直流屏的无线传感器网络监测装置）其中公开了各直流屏的蓄电池传感器节点的控制芯片的输入端分别连接该直流屏的蓄电池的温度信号采样模块、直流屏的蓄电池电流采样模块、直流屏的蓄电池的电压采样模块，在控制芯片的输入端连接时钟模块，控制芯片连接天线；各直流屏的蓄电池传感器节点的天线通过路由节点与无线网络协调器连接，无线网络协调器与监控中心信号连接。但是在实际使用中发现该监测装置监测到的蓄电池状态不准确，进行检修后发现一些仍然能够使用的蓄电池在监控时被判断为不能使用，从而造成极大的浪费。
实用新型内容
本实用新型针对以上问题，提供了一种能准确监测蓄电池状态，误判率低的变电站直流屏用蓄电池状态监测***。
本实用新型的技术方案是：包括传若干感器组件、若干传感器节点、无线收发器和上位机，若干所述传感器组件一一对应连接传感器节点，若干所述传感器节点连接所述无线收发器，所述无线收发器将所述传感器节点接收的信息传输到所述上位机，所述上位机上分别连接有实时数据库和商用数据库，若干所述传感器节点和所述无线收发器之间设有一个控制器，若干所述传感器节点与所述控制器连接，所述控制器连接所述无线收发器；
所述控制器包括中央处理器、脉冲发生器、计数器和计时器；
所述传感器节点与所述中央处理器连接，且向所述中央处理器传输信号；
所述无线收发器连接所述中央处理器，所述中央处理器通过所述无线收发器向上位机传输信号；
所述中央处理器连接所述脉冲发生器，且向所述脉冲发生器发出指令，所述脉冲发生器连接所述计数器，且向所述计数器发出计数脉冲，所述计数器连接所述中央处理器，且将计数信息发送给中央处理器；
所述中央处理器连接所述计时器，所述中央处理器与所述计时器信息交互；
所述蓄电池状态监测***还包括温度传感器一，所述温度传感器一设于由若干蓄电池串接而成的蓄电池组内，所述温度传感器一通过对应的传感器节点与所述控制器连接。
所述传感器组件包括温度传感器二、电压传感器和电流传感器，每个所述蓄电池上均设有一个温度传感器二、一个电压传感器和一个电流传感器。
所述无线收发器包括以JN5139控制芯片为核心的无线射频芯片模块、LPC2210微控制模块、以太网控制模块和以太网接口模块；
所述控制器通过以太网接口模块连接无线收发器，通过无线收发器向上位机传输信号。
所述温度传感器一和温度传感器二均为SHT11温湿度传感器。
所述电流传感器为TBC10SY霍尔直流电流传感器，所述电压传感器为CHV-100霍尔电压传感器。
本实用新型通过控制器控制传感器组件的采样时间及采样频次，使得采样过程中的工作环境温度等条件一致，从而使得检测的结果更加客观，使得上位机在评估蓄电池状态时能够更加精准，降低误判率，延长蓄电池的使用寿命，从而降低成本。实时数据库中存储的是该蓄电池监测时的全部历史信息，主要用于给工程师判断整个***故障或蓄电池故障的数据依据，商用数据库主要面向客户端访问，当客户需要查询某电池的状态信息时则可根据电池编号查询到该蓄电池的最新状态，从而方便客户能依照电池状态及时进行维护和更换。
利用单独设置的温度传感器一监测蓄电池的工作环境温度（当若干蓄电池构成蓄电池组时，就是监测蓄电池组的温度）通过监测这一温度数据，在进行采样时能够得到蓄电池工作时的环境温度，使得工程师在评估电池状态及使用寿命时能够考虑环境温度因素，使得在监测和评估电池状态时更加客观，能够降低电池状态的误判率，使得电池状态在监测过程中更加准确。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图，
图2是本实用新型控制器结构示意框图，
图3是本实用新型蓄电池组结构示意图；
图中1是蓄电池组，11是蓄电池，111是温度传感器二，112是电压传感器，113是电流传感器，12是温度传感器一。
具体实施方式
本实用新型如图1所示，包括传若干感器组件、若干传感器节点、无线收发器和上位机，若干所述传感器组件一一对应连接传感器节点，若干所述传感器节点连接所述无线收发器，所述无线收发器将所述传感器节点接收的信息传输到所述上位机，所述上位机上分别连接有实时数据库和商用数据库，若干所述传感器节点和所述无线收发器之间设有一个控制器，若干所述传感器节点与所述控制器连接，所述控制器连接所述无线收发器；通过控制器控制传感器组件的采样时间及采样频次，使得采样过程中的工作环境温度等条件一致，从而使得检测的结果更加客观，使得上位机在评估蓄电池状态时能够更加精准，降低误判率，延长蓄电池的使用寿命，从而降低成本。实时数据库中存储的是该蓄电池监测时的全部历史信息，主要用于给工程师判断整个***故障或蓄电池故障的数据依据，商用数据库主要面向客户端访问，当客户需要查询某电池的状态信息时则可根据电池编号查询到该蓄电池的最新状态，从而方便客户能依照电池状态及时进行维护和更换。
所述控制器包括中央处理器、脉冲发生器、计数器和计时器；所述传感器节点与所述中央处理器连接，且向所述中央处理器传输信号；所述无线收发器连接所述中央处理器，所述中央处理器通过所述无线收发器向上位机传输信号；所述中央处理器连接所述脉冲发生器，且向所述脉冲发生器发出指令，所述脉冲发生器连接所述计数器，且向所述计数器发出计数脉冲，所述计数器连接所述中央处理器，且将计数信息发送给中央处理器；所述中央处理器连接所述计时器，所述中央处理器与所述计时器信息交互；在使用时中央处理器根据上位机的指令进行一次采样，即中央处理器发出采样命令，传感器组件进行采样，经由传感器节点将信息传输给中央处理器，在传感器组件进行采样的同时计时器工作，记录采样时间，将一段时间内（例如10S内）蓄电池电压、蓄电池温度和蓄电池的电流信息传输给中央处理器，当中央处理器接收到这个信息时就给脉冲发生器一个指令，使得脉冲发生器给计数器一个脉冲信号，计数器完成一次计数并将计数的信息发送给中央处理器。这样就能使得中央处理器可以在上位机发出采样指令后，能够在一定时间内多次获取相应的信息。例如，当上位机给出一个采样指令后，中央处理器接收到10S内的电压变化值、10S内的电流变化值和10S内的蓄电池温度变化值，这样视为获得一组信息，在计数器的作用下，处理器可以获得若干组信息，也就是说计数器完成一次计数，中央处理器就获得相应的一组信息，当中央处理器获取到若干组信息（根据计数器数目和在中央处理器中的预设值比较，达到预设值就停止采样，也就视为完成一次上位机发出的采样指令）通过若干组信息的比对平均后形成一组客观的电池组状态信息通过无线收发器传输到上位机供工程师进行分析，从而得到蓄电池的状态，这样得到的蓄电池的状态由于经过若干次采样分析，得出的状态信息相较于现有技术更加客观精确，避免现有技术中对蓄电池状态监测不够精确的缺陷。且采用中央处理器处理状态信息，滤除多余信息，提高上位机运算处理的速度，减轻上位机的负担，使得整个***运算处理的速度加快。
所述蓄电池状态监测***还包括温度传感器一12，所述温度传感器一12设于由若干蓄电池11串接而成的蓄电池组1内，所述温度传感器一12通过对应的传感器节点与所述控制器连接。利用单独设置的温度传感器一监测蓄电池的工作环境温度（当若干蓄电池构成蓄电池组时，就是监测蓄电池组的温度）通过监测这一温度数据，在进行采样时能够得到蓄电池工作时的环境温度，使得工程师在评估电池状态及使用寿命时能够考虑环境温度因素，使得在监测和评估电池状态时更加客观，能够降低电池状态的误判率，使得电池状态在监测过程中更加准确。
所述传感器组件包括温度传感器二111、电压传感器112和电流传感器113，每个所述蓄电池11上均设有一个温度传感器二111、一个电压传感器112和一个电流传感器113。温度传感器二用于监测蓄电池组中每个蓄电池的温度，防止蓄电池在工作时过热，电流传感器和电压传感器用于监测蓄电池在充放电过程中的电流电压状况，这样就能够得出当蓄电池电量饱和时蓄电池的实际电压和标称电压的差值，以及在蓄电池稳定放电时的电流值和电压值，从而能够得到实际检测值与标称值之间的比较，帮助工程师判定电池状况，降低误判率，整个***对蓄电池状态的监控更加精准。
所述无线收发器包括以JN5139控制芯片为核心的无线射频芯片模块、LPC2210微控制模块、以太网控制模块和以太网接口模块；所述控制器通过以太网接口模块连接无线收发器，通过无线收发器向上位机传输信号。通过以太网接口模块（RJ45接口）传输数据传输速率高且技术成熟丢包概率低，传输数据更加稳定迅速。
所述温度传感器一和温度传感器二均为SHT11温湿度传感器。所述电流传感器为TBC10SY霍尔直流电流传感器，所述电压传感器为CHV-100霍尔电压传感器。均为常用传感器，技术成熟、性能稳定且使用寿命长。
Claims (6)
1.变电站直流屏用蓄电池状态监测***，包括传若干感器组件、若干传感器节点、无线收发器和上位机，若干所述传感器组件一一对应连接传感器节点，若干所述传感器节点连接所述无线收发器，所述无线收发器将所述传感器节点接收的信息传输到所述上位机，所述上位机上分别连接有实时数据库和商用数据库，其特征在于，若干所述传感器节点和所述无线收发器之间设有一个控制器，若干所述传感器节点与所述控制器连接，所述控制器连接所述无线收发器；
所述控制器包括中央处理器、脉冲发生器、计数器和计时器；
所述传感器节点与所述中央处理器连接，且向所述中央处理器传输信号；
所述无线收发器连接所述中央处理器，所述中央处理器通过所述无线收发器向上位机传输信号；
所述中央处理器连接所述脉冲发生器，且向所述脉冲发生器发出指令，所述脉冲发生器连接所述计数器，且向所述计数器发出计数脉冲，所述计数器连接所述中央处理器，且将计数信息发送给中央处理器；
所述中央处理器连接所述计时器，所述中央处理器与所述计时器信息交互。
2.根据权利要求1所述的变电站直流屏用蓄电池状态监测***，其特征在于，所述蓄电池状态监测***还包括温度传感器一，所述温度传感器一设于由若干蓄电池串接而成的蓄电池组内，所述温度传感器一通过对应的传感器节点与所述控制器连接。
3.根据权利要求2所述的变电站直流屏用蓄电池状态监测***，其特征在于，所述传感器组件包括温度传感器二、电压传感器和电流传感器，每个所述蓄电池上均设有一个温度传感器二、一个电压传感器和一个电流传感器。
4.根据权利要求1所述的变电站直流屏用蓄电池状态监测***，其特征在于，所述无线收发器包括以JN5139控制芯片为核心的无线射频芯片模块、LPC2210微控制模块、以太网控制模块和以太网接口模块；
所述控制器通过以太网接口模块连接无线收发器，通过无线收发器向上位机传输信号。
5.根据权利要求3所述的变电站直流屏用蓄电池状态监测***，其特征在于，所述温度传感器一和温度传感器二均为SHT11温湿度传感器。
6.根据权利要求3所述的变电站直流屏用蓄电池状态监测***，其特征在于，所述电流传感器为TBC10SY霍尔直流电流传感器，所述电压传感器为CHV-100霍尔电压传感器。
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|---|---|---|---|---|
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