1通信機房動力環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

隨著電力通信機房的數(shù)量與日俱增,通信檢修人員的運維壓力越來越大,安全可靠的運行環(huán)境尤為重要。機房動力環(huán)境監(jiān)控能實現(xiàn)對機房動力環(huán)境的實時監(jiān)控,包括交直流電源、蓄電池內(nèi)阻等,提高蓄電池的運維管理水平。

機房動力環(huán)境監(jiān)控包括硬件及軟件部分,硬件連接著電力生產(chǎn)環(huán)境的各個要素,對運行狀態(tài)進行實時監(jiān)視,一旦有部件發(fā)生故障,機房環(huán)境監(jiān)控的軟件部分將自動報警,實行無人值守。我們實行對機房動力環(huán)境軟硬件設(shè)備的日常檢查,確保設(shè)備可用,反饋信息清晰準確。

如圖1所示,在主站機房安裝一套前置機,系統(tǒng)軟件要求為安裝操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和應用軟件,此服務器是整個監(jiān)測系統(tǒng)的核心。在各變電站的通信機房分別配置一套終端服務器,各個變電站的通信機房設(shè)備監(jiān)測單元、數(shù)據(jù)采集器、規(guī)約轉(zhuǎn)換單元、蓄電池采集單元等接入終端服務器,并通過綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送至中心服務器。當監(jiān)測的性能參數(shù)越限時,即觸發(fā)告警并發(fā)送告警短信通知運行人員。系統(tǒng)具有實時性與開放的兼容性,并網(wǎng)的變電站通信室的建設(shè)只需安裝相應動環(huán)裝置并接入系統(tǒng),就能實現(xiàn)對新站點的監(jiān)測。

機房設(shè)備單元采集輸入電壓,整流器輸出電壓、負載電流,整流器交流信號和直流信號通過電壓傳感器變成0~5V的直流信號,信號傳送至機房設(shè)備單元處理。整流器輸入電壓信號采集點安裝在整流器上,采集市電輸入正常情況而整流器開關(guān)誤動作引起的告警:整流器輸出電壓采集點安裝在直流母線上。

因為各種智能接口的規(guī)約不同,數(shù)據(jù)線必須加裝規(guī)約轉(zhuǎn)換器才能獲得實時的數(shù)據(jù)信息。蓄電池采集器完成對不同只數(shù)和不同電壓的多組蓄電池的監(jiān)測管理,具有Rs-232連機接口和Rs-485遠程(集中)管理接口。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在河源供電局主站機房安裝一套動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)前置服務器,各管轄的變電站安裝溫度傳感器、交直流信號采集器、電池在線監(jiān)測裝置、水浸傳感器等。各站點動力環(huán)境監(jiān)控設(shè)備通過綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送至服務器,在河源站搭建基于TCP/IP網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一監(jiān)測平臺。

2鉛酸蓄電池內(nèi)阻測量

研究表明,蓄電池在浮充電壓下,電壓很難反映蓄電池的容量狀態(tài),電池內(nèi)阻是反映電池性能的重要參數(shù),電阻測試是一種迅速而又可靠的內(nèi)阻測試方法,《發(fā)電站用閥調(diào)節(jié)鉛酸(VRLA)蓄電池組的保養(yǎng)、試驗和更新的推薦規(guī)程》(IEEE1188一1996)標準規(guī)定至少每季度實行一次單體電池內(nèi)阻測試。通常情況下,內(nèi)阻小的電池放電能力強,而內(nèi)阻大的電池放電能力弱。

由于蓄電池的內(nèi)阻很小,對蓄電池進行測試時必須采用足夠的電流放電,以確保蓄電池的電壓響應均來自于蓄電池的真正能量層,而不是來自于因蓄電池浮充過壓和電化學反應的反電動勢形成的表面能量層。

電池處于不同的電量或者不同的使用壽命狀態(tài)下,它的內(nèi)阻值都是不一樣的。當然,不同的測量方法,內(nèi)阻值也不同,各種方法有著各自的評價標準和精確度。采用交流放電法對12V蓄電池進行了多次測量,不適用于2V的通信蓄電池。提出基于IEC標準的直流二次放電法的內(nèi)阻測試方案,開發(fā)了一套適用于多型號、大容量閥控鉛酸蓄電池的內(nèi)阻測試裝置。

采用1~2A的低測試電流通常無法從蓄電池吸引足夠能量以穿透蓄電池能量層,從而會得出誤導性的數(shù)據(jù)。采用一個持續(xù)幾秒鐘的40A或更高的測試電流進行單電流脈沖放電,則可以順利穿透能量層,得到穩(wěn)定的內(nèi)阻數(shù)據(jù),該方法的缺點是制造和安裝成本高,同時必須把承載著較大電流的連接電纜連接到監(jiān)控柜上,不夠安全。

綜合考慮了以上方法的優(yōu)缺點,本文擬采用蓄電池放電產(chǎn)生一個中等大小的電流脈沖測試信號(小于12A):開發(fā)某種算法與測試電流相配合以保證蓄電池電壓的響應來源于蓄電池本身的能量層。模塊通過短時間(5s)、小電流放電(方波)來測量內(nèi)阻,這種小電流放電會引起很小的電壓波動,能夠監(jiān)測到電壓的波動,并放大處理,進而通過計算得出內(nèi)阻值,提高測量精確度。

3短信告警模塊

動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的告警需要傳送到值班人員手機,這就需要在動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)上安裝短信告警模塊。傳感器數(shù)據(jù)初始化,判斷短信隊列是否為空,如果短信隊列為空,就重新開始。假如隊列不為空,就判斷GsM是否有信號,如果有信號,即進行告警信息的發(fā)送,如果沒信號,則中斷發(fā)送。短信發(fā)送失敗后,重新發(fā)送此信息,重發(fā)短信不會將短信放回短信隊列中,而是立即按照設(shè)定的重發(fā)次數(shù)發(fā)送短信,發(fā)送結(jié)果為最后一次重試的結(jié)果。流程如圖2所示。

4結(jié)語

本文提出了一種能實時監(jiān)測蓄電池內(nèi)阻的通信機房動力環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng),以保障通信網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行,消除存在的一些安全隱患,使通信電源系統(tǒng)更好地服務于電網(wǎng)的安全生產(chǎn),提高了河源供電局通信電源可靠性和設(shè)備健康水平。