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          分散式直流屏蓄電池監控系統

          2021-05-25

          直流屏是廣泛應用于發電廠、變電站和廠礦企業的重要設備,為信號設備、繼電保護、自動裝置、事故照明、斷路器分合閘操作提供電源,并能在外部電源中斷的情況下,由直流屏給重要設備提供電源。直流屏的可靠性、安全性直接影響到供電系統、廠礦企業的安全運行和可靠運行。直流屏的心臟是電池,對電池進行科學的監控是直流屏維護的核心工作。本文提出一種對單體的監控方法,它一改單體電池的傳統監控方法。1整體設計直流屏的電池組由多只電池串聯而成,我們對每一個電池設里一個監控單元。該監控單元能夠實現實時檢測某一只蓄電池的端電壓、蓄電池的溫度、充放電過程中電壓和電流的變化,并根據這些數據進行分析,對某一個蓄電池的內阻和容量進行測量,也根據這些數據對電池的充電方式進行切換。這樣,一套直流屏將設置幾十到一二百個監控單元,具體數量跟系統電壓和電池電壓有關。簡單起見,這些監控單元采用共同的單12V電源供電,并用雙絞線采用RS一485總線方式將這些監控單元和直流屏綜合管理單元連接起來,整個系統采用分散結構,其系統圖如圖1??貑卧稬月位控單科~L月盆往單元目響握控單元目.’…L攤瞼控單元姍合,理單圈1系統監控圈2監控單元監控單元除了完成某一個特定電池的電壓、溫度等參數監測外,還要通過系統中共用的RS一485現場總線通信網向管理單元發送相關數據。監控單元主要由CPU及周邊電路、電池電壓測量電路、溫度檢測電路、通信電路等組成。為了降低成本,監控單元不設人機對話功能,僅設一LEO指示燈表示其運行正常和通信正常,人機對話功能設在管理單元上。監控單元的結構如圖2。電汀及周路電通信電路電壓側.地址設定沮度洲.圈2監控單元結構圈2.1CpU及周邊電路每個監控單元僅監測一路電壓和一路溫度,監測的物理量相對較少,另外,單片機電路本身也需要少量口線,因此我們需要選擇一種廉價的、資源較少且滿足該監控單元使用的單片機。AT89C2051是DI戶20封裝、15根口線、低電源電壓、高性能CMOSS位微處理器,滿足本監控單元使用。其主要特性如下[2]:(1)與MCS一51系列產品兼容;(2)片內含有ZkB的F以S日程序存儲器,擦寫周期為1000次;(3)具有15根可編程口線;(4)含有2個16位定時器T0和T1;(5)具有全雙工串行UAR丁通信口。為使單片機可靠工作,電路設置看門狗電路??撮T狗電路采用MAX813L芯片來完成。另外,系統中接有多只相同的監控單元,為了區分這些單元,對每個單元需要設定一個惟一的地址。地址設定采用8位撥碼開關來設定,共可以設定256個不同的地址,即系統中最多可以監測256只電池,對于常用的直流電源屏,已足夠了。2.2電壓側.電路每個單體電池的電壓最大為1.2一12V左右,測量這個電壓并不是困難的事,但這些電池是串聯在一起的,2個不同的電池的正極(或負極)之間最大可能存在3OOV左右的電壓差。而所有的單片機系統,由于連接在同一通信線上,需要一個共同的電位基準和電壓等級。由于存在約300V的固有的電位差,系統無法對每一個電池的電壓進行直接測量,采用WF轉換、光電隔離等電路來實現電壓測量。首先用WF轉換電路LM331將被測電池的電壓信號變成頻率信號,然后用光電隔離電路TILll7將該頻率信號傳送后給C戶U。TILI17光電隔離電路的隔離電壓為1000V,可以滿足本模塊需要。CPU的信號測量采用計數器T0來完成。單片機只要用定時技術器T0測量出這個頻率信號,也就間接測t了電池電壓。

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