一种馈线终端蓄电池组在线维护装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种馈线终端蓄电池组在线维护装置及方法，该装置包括主控单元和负载电阻，主控单元包括电源组件、数字量输入组件、数字量输出组件、电池电压监测组件、负载控制组件、微控制单元组件和通讯组件。通过该装置能够对馈线终端蓄电池组进行带载测试、放电恢复能力及续航能力测试，并将维护过程中的数据和异常情况发送给馈线终端核心单元，以转发给主站系统进行监控。本发明专利技术结构简单且造价便宜，能非常方便地嵌入安装到馈线终端，有效地利用馈线终端的组件及通讯功能，实现了对馈线终端蓄电池组的综合维护及监测，并在维护蓄电池组的同时完成蓄电池组性能测试，提供了全面的蓄电池组在线维护方法，确保馈线终端后备电源系统的稳定运行。

An On-line Maintenance Device and Method for Battery Set of Feeder Terminal

The invention discloses an on-line maintenance device and method for battery pack of feeder terminal. The device comprises a main control unit and a load resistor. The main control unit includes a power supply component, a digital input component, a digital output component, a battery voltage monitoring component, a load control component, a micro control unit component and a communication component. Through this device, the battery pack of feeder terminal can be tested on load, discharge recovery and endurance, and the data and abnormal conditions in maintenance process can be sent to the core unit of feeder terminal to transmit to the main station system for monitoring. The invention has simple structure and low cost, can be easily embedded in the feeder terminal, effectively utilizes the components and communication functions of the feeder terminal, realizes the comprehensive maintenance and monitoring of the battery group of the feeder terminal, completes the performance test of the battery group while maintaining the battery group, provides a comprehensive on-line maintenance method of the battery group, and ensures the backup power of the feeder terminal. The stable operation of the source system.

【技术实现步骤摘要】
一种馈线终端蓄电池组在线维护装置及方法
本专利技术涉及配网自动化领域，具体涉及一种馈线终端蓄电池组在线维护装置及方法。
技术介绍
随着配网馈线自动化技术从传统的人工排查、隔离故障的方式逐渐发展到由馈线终端自动隔离故障区域、自动快速恢复供电的方式。在实际运行过程中，当线路发生故障，馈线终端执行馈线自动化流程中，在主电源失电的状态下往往需要进行多次控制柱上开关的分合闸动作，因此馈线自动化技术的发展使馈线终端需配备持续时间更长、输出能力更强、可靠性更好的蓄电池组后备电源系统。目前的馈线终端产品基本采用电源模块定时对蓄电池组进行活化放电的方式进行维护，并要求蓄电池组以3年为期进行定时更换。由于无法在线对蓄电池组进行维护，因此无法及时得到馈线终端蓄电池组的寿命信息。而蓄电池组的寿命下降会导致馈线终端执行馈线自动化流程中无法实现多次控制柱上开关的分合闸动作，从而造成馈线自动化功能的失效，引起不必要的配网线路的配电损失。
技术实现思路
专利技术目的：为克服上述问题，本专利技术提供一种馈线终端蓄电池组在线维护装置及方法，以实现对馈线终端蓄电池组在线维护与监测，提高馈线终端后备电源系统的可靠性。技术方案：本专利技术的馈线终端蓄电池组在线维护装置包括主控单元和负载电池，所述主控单元分别与所述负载电池、蓄电池组、电源模块和馈线终端核心单元相连；所述主控单元接收并存储来自所述电源模块的主电源失电信号，并在接收到馈线终端核心单元的活化启动信号后，基于存储的主电源失电信号判断是否满足对蓄电池组进行维护的条件；在确定满足对蓄电池组进行维护的条件后，主控单元输出活化启动命令给电源模块，并在接收到电源模块的活化状态置位信号后，控制蓄电池组通过负载电阻进行大电流放电，测量蓄电池组在大电流放电前的初始电压V1和放电后第一预定时刻的电压V2之差ΔV12以确定蓄电池组的内阻Rs，并判断ΔV12是否大于第一预设值VS1；若ΔV12大于VS1，主控单元控制蓄电池组停止大电流放电，并输出活化停止信号给电源模块，同时输出电池故障信号给馈线终端核心单元；若ΔV12不大于VS1，则主控单元采集蓄电池组在大电流放电后第二预定时刻的电压V3，判断V2与V3之差ΔV23是否大于第二电压预设值VS2，同时停止蓄电池组通过负载电阻进行大电流放电；若ΔV23大于VS2，则主控单元输出活化停止信号给电源模块，同时输出电池故障信号给馈线终端核心单元；若ΔV23不大于VS2，则采集蓄电池组在停止大电流放电后第三时刻的电压V4，计算V1与V4之差ΔV14；若ΔV14大于第三预设值VS3，则主控单元输出电池放电异常信号至馈线终端核心单元；若ΔV14不大于第三预设值VS3，则主控单元记录采集到V4时的时标T1，等待电源模块退出活化状态，并记录接收到电源模块的活化状态复位信号时的时标T2；计算T1和T2之差来表征蓄电池组的活化放电时间，用于指示蓄电池组的续航能力。进一步地，基于存储的主电源失电信号判断是否满足对蓄电池组进行维护的条件包括：基于存储的主电源失电信号判断当前是否处于主电有电状态且最近一次的主电停电时间小于最近一次的主电来电时间，若是，则认为电池电量满足维护的条件。进一步地，通过下式来确定蓄电池组的内阻Rs：Rs＝ΔV12*Rt/V2。进一步地，所述主控单元包括：微控制单元MCU组件以及与所述MCU组件连接的电源组件、数字量输入组件、数字量输出组件、电池电压监测组件、负载控制组件和通讯组件；电源组件从所述电源模块获取所述主控单元所需的工作电源；数字量输入组件分别连接至电源模块和馈线终端核心单元，用于接收电源模块的主电源失电信号和活化状态信号以及馈线终端核心单元的活化启动信号，并转换成MCU组件可识别的低电压数字量信号；数字量输出组件分别连接至电源模块和馈线终端核心单元，用于对MCU组件输出的低电压数字量信号进行转换，以输出电源模块可识别的活化启动控制信号和活化停止控制信号以及馈线终端核心单元可识别的电池故障信号和电池放电异常信号；电池电压监测组件实时监测蓄电池组的电压，并变送至MCU组件中模数转换器的量程范围之内；MCU组件接收、存储并处理经数字量输入组件转换的低电压数字量信号和电池电压监测组件变送的信号，基于处理结果输出负载电阻投切控制指令，向数字量输出组件输出低电压信号或向通讯组件实时传送数据和信息；负载控制组件响应于MCU组件的指令对负载电阻进行投切控制；通讯组件具有连接馈线终端核心单元的通讯口，用于将MCU组件计算或产生的电压差ΔV12、ΔV23和ΔV14、蓄电池组的内阻Rs、电池故障信号和电池放电异常信号实时传送给馈线终端核心单元。本专利技术的馈线终端蓄电池组在线维护方法包括以下步骤：S1：所述主控单元接收并存储来自所述电源模块的主电源失电信号，并在接收到馈线终端核心单元的活化启动信号后，基于存储的主电源失电信号判断是否满足对蓄电池组进行维护的条件；S2：在确定满足对蓄电池组进行维护的条件后，主控单元输出活化启动命令给电源模块，并在接收到电源模块的活化状态置位信号后，控制蓄电池组通过负载电阻进行大电流放电，测量蓄电池组在大电流放电前的初始电压V1和放电后第一预定时刻的电压V2之差ΔV12以确定蓄电池组的内阻Rs，并判断ΔV12是否大于第一预设值VS1；S3：若ΔV12大于VS1，主控单元控制蓄电池组停止大电流放电，并输出活化停止信号给电源模块，同时输出电池故障信号给馈线终端核心单元；若ΔV12不大于VS1，则主控单元采集蓄电池组在大电流放电后第二预定时刻的电压V3，判断V2与V3之差ΔV23是否大于第二电压预设值VS2，同时停止蓄电池组通过负载电阻进行大电流放电；S4：若ΔV23大于VS2，则主控单元输出活化停止信号给电源模块，同时输出电池故障信号给馈线终端核心单元；若ΔV23不大于VS2，则采集蓄电池组在停止大电流放电后第三时刻的电压V4，计算V1与V4之差ΔV14；S5：若ΔV14大于第三预设值VS3，则主控单元输出电池放电异常信号至馈线终端核心单元；若ΔV14不大于第三预设值VS3，则主控单元记录采集到V4时的时标T1，等待电源模块退出活化状态，并记录接收到电源模块的活化状态复位信号时的时标T2；计算T1和T2之差来表征蓄电池组的活化放电时间，用于指示蓄电池组的续航能力。进一步地，在步骤S1中，基于存储的主电源失电信号判断是否满足对蓄电池组进行维护的条件包括：基于存储的主电源失电信号判断当前是否处于主电有电状态且最近一次的主电停电时间小于最近一次的主电来电时间，若是，则认为电池电量满足维护的条件。进一步地，在步骤S3中，通过下式确定蓄电池组(4)的内阻Rs：RS＝ΔV12*Rt/V2。有益效果：本专利技术结构简单且造价便宜，能非常方便的嵌入安装到馈线终端，有效地利用馈线终端的组件及通讯功能；本专利技术实现了对馈线终端蓄电池组的综合维护及监测，在对蓄电池组维护的同时完成蓄电池组性能测试；本专利技术能对蓄电池组内阻、带载能力、蓄电池组续航能力进行测试，并能上传蓄电池组故障信号、蓄电池组放电异常信号以及预计蓄电池组维持馈线终端工作时间给主站系统，提供了全面的蓄电池组在线维护方法，确保馈线终端后备电源系统的稳定运行。附图说明图1为包括本专利技术馈线终端蓄电池组在线维护装置的系统图；图2为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种馈线终端蓄电池组在线维护装置，其特征在于，包括主控单元(5)和负载电池(13)，所述主控单元(5)分别与所述负载电池(13)、蓄电池组(4)、电源模块(3)和馈线终端核心单元(2)相连；所述主控单元(5)接收并存储来自所述电源模块(3)的主电源失电信号，并在接收到馈线终端核心单元(2)的活化启动信号后，基于存储的主电源失电信号判断是否满足对蓄电池组(4)进行维护的条件；在确定满足对蓄电池组进行维护的条件后，主控单元(5)输出活化启动命令给电源模块(3)，并在接收到电源模块(3)的活化状态置位信号后，控制蓄电池组(4)通过负载电阻(13)进行大电流放电，测量蓄电池组(4)在大电流放电前的初始电压V1和放电后第一预定时刻的电压V2之差ΔV12以确定蓄电池组(4)的内阻Rs，并判断ΔV12是否大于第一预设值VS1；若ΔV12大于VS1，主控单元(5)控制蓄电池组(4)停止大电流放电，并输出活化停止信号给电源模块(3)，同时输出电池故障信号给馈线终端核心单元(2)；若ΔV12不大于VS1，则主控单元(5)采集蓄电池组(4)在大电流放电后第二预定时刻的电压V3，判断V2与V3之差ΔV23是否大于第二电压预设值VS2，同时停止蓄电池组(4)通过负载电阻(13)进行大电流放电；若ΔV23大于VS2，则主控单元(5)输出活化停止信号给电源模块(3)，同时输出电池故障信号给馈线终端核心单元(2)；若ΔV23不大于VS2，则采集蓄电池组(4)在停止大电流放电后第三时刻的电压V4，计算V1与V4之差ΔV14；若ΔV14大于第三预设值VS3，则主控单元(5)输出电池放电异常信号至馈线终端核心单元(2)；若ΔV14不大于第三预设值VS3，则主控单元(5)记录采集到V4时的时标T1，等待电源模块(3)退出活化状态，并记录接收到电源模块(3)的活化状态复位信号时的时标T2；计算T1和T2之差来表征蓄电池组(4)的活化放电时间，用于指示蓄电池组(4)的续航能力。...

【技术特征摘要】
1.一种馈线终端蓄电池组在线维护装置，其特征在于，包括主控单元(5)和负载电池(13)，所述主控单元(5)分别与所述负载电池(13)、蓄电池组(4)、电源模块(3)和馈线终端核心单元(2)相连；所述主控单元(5)接收并存储来自所述电源模块(3)的主电源失电信号，并在接收到馈线终端核心单元(2)的活化启动信号后，基于存储的主电源失电信号判断是否满足对蓄电池组(4)进行维护的条件；在确定满足对蓄电池组进行维护的条件后，主控单元(5)输出活化启动命令给电源模块(3)，并在接收到电源模块(3)的活化状态置位信号后，控制蓄电池组(4)通过负载电阻(13)进行大电流放电，测量蓄电池组(4)在大电流放电前的初始电压V1和放电后第一预定时刻的电压V2之差ΔV12以确定蓄电池组(4)的内阻Rs，并判断ΔV12是否大于第一预设值VS1；若ΔV12大于VS1，主控单元(5)控制蓄电池组(4)停止大电流放电，并输出活化停止信号给电源模块(3)，同时输出电池故障信号给馈线终端核心单元(2)；若ΔV12不大于VS1，则主控单元(5)采集蓄电池组(4)在大电流放电后第二预定时刻的电压V3，判断V2与V3之差ΔV23是否大于第二电压预设值VS2，同时停止蓄电池组(4)通过负载电阻(13)进行大电流放电；若ΔV23大于VS2，则主控单元(5)输出活化停止信号给电源模块(3)，同时输出电池故障信号给馈线终端核心单元(2)；若ΔV23不大于VS2，则采集蓄电池组(4)在停止大电流放电后第三时刻的电压V4，计算V1与V4之差ΔV14；若ΔV14大于第三预设值VS3，则主控单元(5)输出电池放电异常信号至馈线终端核心单元(2)；若ΔV14不大于第三预设值VS3，则主控单元(5)记录采集到V4时的时标T1，等待电源模块(3)退出活化状态，并记录接收到电源模块(3)的活化状态复位信号时的时标T2；计算T1和T2之差来表征蓄电池组(4)的活化放电时间，用于指示蓄电池组(4)的续航能力。2.根据权利要求1所述的馈线终端蓄电池组在线维护装置，其特征在于，基于存储的主电源失电信号判断是否满足对蓄电池组(4)进行维护的条件包括：基于存储的主电源失电信号判断当前是否处于主电有电状态且最近一次的主电停电时间小于最近一次的主电来电时间，若是，则认为电池电量满足维护的条件。3.根据权利要求1所述的馈线终端蓄电池组在线维护装置，其特征在于，通过下式来确定蓄电池组(4)的内阻Rs：Rs＝ΔV12*Rt/V2。4.根据权利要求1所述的馈线终端蓄电池组在线维护装置，其特征在于，所述主控单元(5)包括：微控制单元MCU组件(6)以及与所述MCU组件(6)连接的电源组件(7)、数字量输入组件(8)、数字量输出组件(9)、电池电压监测组件(10)、负载控制组件(11)和通讯组件(12)；电源组件(7)从所述电源模块(3)获取所述主控单元(5)所需的工作电源；数字量输入组件(8)分别连接至电源模块(3)和馈线终端核心单元(2)，用于接收电源模块(3)的主电源失电信号和活化状态信号以及馈线终端核心单元(2)的活化启动信号，并转换成MCU组件(6)可识别的低电压数字量信号；数字量输出组件(9)分别连接至电源模块(3)和馈线终端核心单元(2)，用于对MCU组件(6)输出的低电压数字量信号进行转...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚舟华，王江宁，刘伟，罗海波，曾俊，张志华，顾磊，
申请(专利权)人：南京海兴电网技术有限公司，杭州海兴电力科技股份有限公司，宁波恒力达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32