摘 要

本文主要结合了当前蓄电池在使用和维护流程中存在的一些容易发生的问题，通过对现场的调试和数据的分析，实现了对监测系统的测量精度和运行状态情况进行了验证，并且还对蓄电池的工作状态和性能作了相应的评价。阅读了大量的蓄电池巡检系统蓄电池相关技术标准及国内外相关文献，在分析和探究蓄电池运行原理及其巡检方法的前提下，对蓄电池巡检技术进行了深入的探讨、研究和分析，给出了一种新颖的蓄电池巡检系统设计。处理了总是为难蓄电池维修监控人员，蓄电池的不能完成在线巡检，无法正确定位蓄电池运行状况的难题。提高自身运行维护的水平，彻底改变了以往的蓄电池巡检策略。该系统经过测试，达到了预定的目的，具有可推广的价值和意义。

本论文主要通过对蓄电池组的运行数据全面的进行实时检测，研究了一款自动化型、智能型的蓄电池组参数在线巡检系统，通过以上研究结果表明：蓄电池巡检系统，主要含有智能化的处理核心，并配置有液晶显示模块。其中，智能化监控核心采用的是ARM处理器，同时还配接有USB接口、以太网接口、串行接口，通过这些接口，能让设备对蓄电池进行在线运行数据的有效管理和监测。

本文的特色：通过数字温度传感器对蓄电池温度进行采样和监控，并利用霍尔电流传感器获得蓄电池的充电荷放电电流。主要是多路模拟开关通过微控制器来控制从而对单体电池电压进行巡检，微控制器再对获得的的数据进行处理和分析，同时通过使用开路电压法和安时计量法计算出电池的剩余容量以及其他状态。

关键词：巡检；阀控式铅酸蓄电池；内阻测量；采集

Abstract

Combining with the existing current battery operation and maintenance problems in the relevant documents and relevant technical standards in reading a large number of battery monitoring system at home and abroad, based on the principle of battery and its monitoring methods, the theory will be introduced into the internal resistance testing technology of battery on-line monitoring technology, and in-depth discussion and analysis design, gives the storage battery patrol system. Through the field test and data analysis, the monitoring accuracy and running state of the monitoring system are verified, and the performance of the battery is evaluated. It solves the problem that the battery cannot be monitored in real time, and cannot accurately judge the performance of the battery. Improve the operation and maintenance automation level, completely change the traditional battery maintenance methods. During the trial operation of the system, the equipment runs normally and achieves the desired goal. It has great popularization value and significance.

This paper mainly studies an intelligent and automatic type online monitor battery parameters, working parameters of battery on-line inspection tour to ensure comprehensive, is of great significance to safe operation of important system.

The results show that the battery inspection system mainly includes intelligent monitoring core, and equipped with LCD module. Among them, the intelligent monitoring core adopts ARM processor, and has Ethernet interface, USB interface, serial interface, which can be used for real-time operation, effective management of data, and so on.

The characteristics of this paper: mainly through the micro controller to control the multi-channel analog switch inspection of single battery voltage, the collection and monitoring of the battery temperature by digital temperature sensor, and using Holzer current sensors to collect the charge and discharge current. The micro controller for the collected data were analyzed and processed at the same time, based on open circuit voltage method and counting method to calculate the remaining battery power.

Key Words：routing inspection；VRLA；Internal resistance measurement；collection

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的背景和意义 1

1.2 国外研究现状 2

1.3 国内研究现状 2

1.4 论文主要研究内容及工作安排 3

第2章 研究对象及器件的选择 4

2.1 系统总体方案 4

2.2 技术方案 4

2.2.1 CPU模块方案选定 4

2.2.2 主控板的选型 5

2.2.3 传感器选型思路 6

2.2.4 电流测量方法选择 6

2.2.5 霍尔电流传感器的选型 7

2.2.6 分析计算 8

2.2.7 霍尔电压传感器的选型 9

2.2.8 分析计算 10

2.2.9 温度传感器的选型 11

2.3 硬件设计 15

2.3.1 程序心跳灯电路 15

2.3.2 复位电路的设计 16

2.3.3 显示硬件电路的设计 16

第3章 系统软件设计及调试 19

3.1 软件设计 19

3.1.1 开发平台搭建 19

3.1.2 硬件初始化 19

3.1.3 数据区初始化 20

3.1.4 心跳灯初始化 20

3.1.5 功能测试初始化 20

3.1.6 液晶显示软件设计 20

3.2 能量管理系统 21

第4章 总结与展望 22

致谢 23

参考文献 24

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

近年来，随着科技的飞速发展和中国电力产业的长足发展，目前电力系统向大电网、大机组、超高压、大容量的方向发展。在超高压和特高压输电技术方面，我国也取得了很大的进步。特别是在现代电网建设中，随着智能电网和电力系统的发展和电力设备自动化程度的提高，直流电源的作用也显得尤为重要。电池是直流电源的一个重要组成部分，直流电源，是最重要的部分。直流充电器停止时，它可以保证变电设备，两系统和不间断供电急救照明系统用电正常，所以它被视为“中心的变电站”。当电池电源异常，将导致对直流的能量供给的影响很大。所以为了保证系统的安全稳定运行，现在我们的首要任务是加强对电池的监控，确保异常出现在电池的时候，可以立即发现，并及时调查和解决问题。

目前大多数变电站主要采用阀控铅酸蓄电池，电池性能稳定，维护简单，自放电小，密封性好，在变电站和发电厂得到推广和广泛应用。与传统的碱性镉镍蓄电池相比，VRLA蓄电池最大的特点是不用维修，即在规定的使用寿命内，不需要加水来维持它。因此，本文讨论的电池是指阀控铅酸蓄电池。

无论是供电系统的稳定安全运行还是电力系统行业的发展，二次系统作为通讯、电力、铁路和金融等系统中重要的储能设备，都在其中扮演着不可缺少的角色。直流系统中的蓄电池是保证供电系统安全的最后一道防线，他被称为变电站的“心脏”，同时，蓄电池作为后备电源，可以在发生充电机故障等电源事故时为UPS电源和二次备用系统提供后备电源，保证变电站内事故照明和二次系统、后台机等重要设备的成功运行，为工作人员提供必要的缓冲时间来进行抢修作业。当不稳定的的蓄电池组或蓄电池发生故障时，会对供电设备造成难以挽回的损失。为了保证蓄电池组能够为供电系统提供更好的能量供应，所以应该尽早发现蓄电池组的异常状态。维护人员无法准确掌握蓄电池运行的真实数据主要是由于设备自动化程度不高，变电站位置分散，无人值守变电站，工作量大等原因，所以更不能有效预防事故的发生。因此现在蓄电池运行管理的新课题是如何能够有效快捷地巡检出已经失效的蓄电池，并对蓄电池性能的变化程度进行预判，以便提高蓄电池组的使用寿命，降低工人们的维护工作量。

1.2 国外研究现状

电池检测技术在美国首先研究，主要应用于电力系统行业。电池的检查内容包括浮充电流和电池电压、充放电电流、电池内阻和温度等。第一个智能检测系统的电池在世界是Alber公司的集成应用。他们采用了专利技术的内阻测试。这是一个特殊的功能，该系统监测和预测电池组中存在的所有问题。通过测量电池的内阻，系统将通过检查电池单体的操作来预测每个电池单体的性能。NDSL集团在电池领域中是在线检测技术的世界领导者，手表电池检测系统功能在可以实现内部电阻，电压和电流的实时检测电池的前提下，也绝对不影响电池的性能。特别是每一天都能为电池用户提供安全，及时的反应电池的运行状态，找到有问题的单电池，避免电池故障造成的大功率故障。