操作電源對(duì)于變電站的安全運(yùn)行十分重要，要求工作可靠，且具有獨(dú)立性。蓄電池作為一種獨(dú)立的操作電源，具有可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，在變電站和發(fā)電廠都被廣泛應(yīng)用。基于這一點(diǎn)，對(duì)蓄電池的日常維護(hù)工作成為變電運(yùn)行的一項(xiàng)非常重要的定期工作。我局變電部規(guī)定：除每年對(duì)蓄電池組進(jìn)行一次核對(duì)性充放電試驗(yàn)(由繼保班完成)之外，還要求運(yùn)行人員每個(gè)月對(duì)蓄電池組進(jìn)行一次淺度放電測(cè)量(放電10s)，以監(jiān)測(cè)蓄電池組的運(yùn)行狀況，保證蓄電池組正?？煽康墓ぷ鳌?br/>
　　1　運(yùn)行人員每月進(jìn)行蓄電池充放電電壓測(cè)量的現(xiàn)狀

　　對(duì)于220kV變電站，一般直流系統(tǒng)的配置都是“兩組充電機(jī)，兩組蓄電池”，就以220kV南屏變電站為例，直流為220V，一組蓄電池有108個(gè)單電池，兩組共有216個(gè)電池。

　　(1)傳統(tǒng)的測(cè)量方法需要三個(gè)人完成：
　　(A)第一個(gè)人當(dāng)放電時(shí)間達(dá)到10s時(shí)記錄萬(wàn)用表的電壓讀數(shù)。
　　(C)第二個(gè)人將放電電阻串接在單個(gè)蓄電池的兩極。
　　(B)第三個(gè)人 用萬(wàn)用表測(cè)量該電池的端電壓 。

　　(2)用于測(cè)量放電電壓的電阻是敞開(kāi)式電阻絲，存在燙傷和電傷測(cè)量人員的危險(xiǎn)。

　　(3)裝置的可操作性差，測(cè)量耗時(shí)長(zhǎng)，容易造成測(cè)量人員手部疲勞。

　　要完成220kV南屏站蓄電池組的充放電測(cè)試，平均要占據(jù)三位運(yùn)行人員將近2h的工作時(shí)間，并且目前我局變電運(yùn)行是采用中心站的管理模式，一個(gè)中心站下轄5～7個(gè)子站，每個(gè)月要對(duì)5-7個(gè)變電站的蓄電池進(jìn)行測(cè)量，耗費(fèi)了大量的人力和時(shí)間，增加了運(yùn)行維護(hù)的工作量。

　　2　對(duì)蓄電池充放電電壓測(cè)量裝置的改進(jìn)

　　基于以上的原因，對(duì)于原來(lái)的測(cè)量裝置做了如下的改進(jìn)設(shè)想：將蓄電池放電電阻和電壓表做在同一個(gè)裝置當(dāng)中，通過(guò)開(kāi)關(guān)的切換來(lái)選擇是投入放電電阻還是投入電壓表，或者兩者都同時(shí)投入，同時(shí)對(duì)原來(lái)手動(dòng)記錄數(shù)據(jù)， 操作復(fù)雜的弊端做出改進(jìn)，運(yùn)用單片機(jī)的原理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量和存儲(chǔ)蓄電池浮充電壓和放電電壓數(shù)值，并且在測(cè)量過(guò)程中使用醒目的聲光提示，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于掉電不丟失數(shù)據(jù)的閃存中， 當(dāng)測(cè)量完畢后，利用單片機(jī)和PC的串口通信，將記錄的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C中，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池測(cè)量的全程數(shù)字化。

　　2．1功能分析

　　(1)測(cè)量蓄電池組的總電壓。
　　要求：相當(dāng)于一個(gè)電壓表，有液晶面板可以顯示電壓的讀數(shù)，軟件自動(dòng)記錄電壓值。

　　(2)測(cè)量蓄電池的浮充電壓：在每一個(gè)蓄電池的兩端進(jìn)行測(cè)量。
　　要求：軟件可以自動(dòng)記錄電壓值，并且在初始時(shí)設(shè)定浮充電壓的上限和下限，超過(guò)上限或者下限，應(yīng)有聲音或燈光報(bào)警。

　　(3)測(cè)量蓄電池的放電電壓。
　　要求：每個(gè)蓄電池放電10s后，軟件自動(dòng)記錄電壓值，并有聲音或燈光提醒運(yùn)行人員時(shí)間到，可進(jìn)行下一個(gè)蓄電池的測(cè)量。

　　(4)打印。
　　要求：將測(cè)量面板與電腦連接，可讀出里面的數(shù)據(jù)，并按照規(guī)定的格式打印出來(lái)， 同時(shí)電壓不合格的蓄電池編號(hào)將有F符號(hào)顯示出來(lái)。

　　2．2設(shè)計(jì)原理

　　設(shè)計(jì)原理框圖如圖1。

圖1原理框圖

　　通過(guò)待測(cè)電壓電路(由測(cè)電夾子及引線、放電開(kāi)關(guān)、放電電阻構(gòu)成一個(gè)無(wú)源的待測(cè)電壓電路)將測(cè)量的電壓值加載到4路電子切換開(kāi)關(guān)上(通道1～4)， 通過(guò)4066 4路開(kāi)關(guān)電路構(gòu)成待測(cè)電壓通道選通器，將待測(cè)電壓分為4個(gè)區(qū)段送給CPU內(nèi)置的10位A／D轉(zhuǎn)換器，保證了測(cè)試裝置在較寬電壓輸入的情況下， 還保證一定的精度(因?yàn)椴煌妷旱燃?jí)的變電站的單個(gè)蓄電池的電壓值是不同的，因此采取了多個(gè)通道的方式， 以適應(yīng)不同電壓值的蓄電池)，CPU采取內(nèi)置10位A／D轉(zhuǎn)換器的AVR單片機(jī)MEGA168，A／D基準(zhǔn)源電路則提供給內(nèi)置于CPU的10位A／D轉(zhuǎn)換器一個(gè)基準(zhǔn)的電壓，使A／D轉(zhuǎn)換器能滿足精度要求情況下正常工作。通過(guò)事先編寫(xiě)好的軟件對(duì)輸入的電壓值進(jìn)行處理(詳見(jiàn)下面的軟件流程圖)， 并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在掉電不丟失數(shù)據(jù)的閃存中， 然后通過(guò)RS一232串口通信電路，將數(shù)據(jù)傳輸至電腦中， 實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)打印出來(lái)的功能。

　　2．3軟件流程

　　單片機(jī)采用匯編語(yǔ)言編程，用軟件實(shí)現(xiàn)硬件的功能：
　　(1)實(shí)現(xiàn)投入電壓表還是放電電阻以及電壓表和放電電阻同時(shí)投入的選擇；
　　(2)實(shí)現(xiàn)電壓上限和下限的設(shè)置；
　　(3)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能；
　　(4)實(shí)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的記錄功能。

　　根據(jù)所需的功能，流程圖如圖2。

圖2蓄電池充放電電壓測(cè)量裝置軟件流程

　　從圖2可知，預(yù)先選定浮充模式或者放電模式， 并設(shè)置好電壓上下限值，讀人的測(cè)量電壓值經(jīng)過(guò)該流程后就可以?xún)?chǔ)存至閃存中，然后進(jìn)行同樣的循環(huán)，直到所有的蓄電池都測(cè)量完畢，最后將測(cè)量結(jié)果通過(guò)串El電路輸入到電腦中，再由打印機(jī)將表格打印出來(lái)保存。

　　2．4　新舊裝置的測(cè)試比較試驗(yàn)
　　我們用新舊裝置對(duì)同一組蓄電池做了測(cè)試試驗(yàn)，結(jié)果如表1。

　　表1 測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果

　　由表1可知，采用新裝置測(cè)量得出的蓄電池組總電壓、蓄電池浮充電壓、蓄電池放電電壓與原裝置的測(cè)量結(jié)果比較， 誤差≤0-2％，根據(jù)((中心站直流系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)程 6．8．1中規(guī)定：蓄電池電壓測(cè)量誤差應(yīng)≤5％， 完全符合定期測(cè)量工作的精度要求。而且， 從耗時(shí)對(duì)比表可以看出，使用新裝置的測(cè)量時(shí)間比原裝置幾乎減少了將近一半以上的時(shí)間。

　　3　結(jié)束語(yǔ)
　　運(yùn)用單片機(jī)的原理，用軟件實(shí)現(xiàn)了原來(lái)靠人力和硬件電路才能實(shí)現(xiàn)的功能。通過(guò)對(duì)新舊裝置測(cè)量數(shù)據(jù)的比較，改進(jìn)過(guò)后的蓄電池充放電電壓測(cè)量裝置，不但節(jié)約了勞動(dòng)力(由原來(lái)的三人減少為一人)，提高了工作效率和經(jīng)濟(jì)效益，并且有效地規(guī)避了運(yùn)行人員在測(cè)量時(shí)所承受的風(fēng)險(xiǎn).