本發(fā)明涉及變電站電源維護(hù)，特別涉及變電站直流蓄電池組落后電池不停電置換裝置。

背景技術(shù)：

1、在變電站整個直流電源系統(tǒng)中，蓄電池組作為設(shè)備網(wǎng)絡(luò)電源保障的最后一道防線，其作用在變電站中的重要性不言而喻。比如公告號為：cn205861826u的中國專利公開了一種多功能直流蓄電池接線盒，包括接線盒，其內(nèi)部設(shè)有一組測試回路，主通回路，兩個并聯(lián)多頭快速接線柱以及顯示回路；測試回路的正負(fù)極出線與接線盒的正負(fù)極出線并行，電氣彼此獨(dú)立；還設(shè)有聲光報(bào)警器與測試回路串聯(lián)；測試回路的正負(fù)極出線與主通回路的正負(fù)極出線并行且電氣獨(dú)立；主通回路的正負(fù)極各有兩個直流快速接線柱，并在其回路中串入一個電流分流器，增加顯示回路與分流器并聯(lián)；顯示回路與顯示屏連接，顯示屏對通過主通回路的電流參數(shù)進(jìn)行顯示，實(shí)時監(jiān)測在線蓄電池組是否中斷工作。

2、上述專利雖然通過實(shí)時顯示的電流參數(shù)實(shí)現(xiàn)了工作的高效減負(fù)，降低了直流系統(tǒng)蓄電池檢修過程中的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，但仍存在以下問題：

3、1、?現(xiàn)有技術(shù)中，雖然設(shè)有聲光報(bào)警器與測試回路串聯(lián)，但缺乏對蓄電池組運(yùn)行狀態(tài)的全面實(shí)時監(jiān)測和預(yù)警功能，特別是在溫度異常和故障診斷方面；

4、2、?現(xiàn)有接線盒的數(shù)據(jù)處理和分析能力有限，無法對蓄電池組的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析和評估，以判斷是否存在故障蓄電池，以及確定故障蓄電池的位置；

5、3、?現(xiàn)有的接線盒系統(tǒng)集成度較低，智能化水平有限，無法實(shí)現(xiàn)自動化的故障診斷和電池更換流程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供變電站直流蓄電池組落后電池不停電置換裝置，通過實(shí)時顯示的電流，實(shí)現(xiàn)了工作的高效減負(fù)，提高工作效率的同時，降低了直流系統(tǒng)蓄電池檢修過程中變電站自動化及保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案，

3、變電站直流蓄電池組落后電池不停電置換裝置，包括接線盒，所述接線盒內(nèi)設(shè)有一組測試回路、一組主通回路、兩個并聯(lián)多頭快速接線柱以及顯示回路；所述主通回路上串聯(lián)有過流保護(hù)裝置，并將過流保護(hù)裝置的輸出端口與接線盒內(nèi)的聲光報(bào)警系統(tǒng)連接；

4、所述接線盒，還包括：

5、蓄電池監(jiān)測單元，用于基于顯示回路實(shí)時采集監(jiān)測到的蓄電池組運(yùn)行數(shù)據(jù)，并基于蓄電池組的運(yùn)行數(shù)據(jù)確定故障蓄電池的位置；

6、蓄電池測試單元，用于基于確定的故障蓄電池的位置信息，在更換電池前對故障蓄電池的極性進(jìn)行測試，并將測試結(jié)果反饋至聲光報(bào)警系統(tǒng)；

7、主通單元，用于基于兩個直流快速接線柱連接待更換電池和主電源回路，保持主回路通路，并基于電流分流器將主通回路電流引至蓄電池監(jiān)測單元進(jìn)行采樣。

8、進(jìn)一步的，所述接線盒內(nèi)靠近主通回路一側(cè)安裝有溫度傳感器，溫度傳感器的輸出端與溫度監(jiān)測模塊連接，溫度監(jiān)測模塊與聲光報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，當(dāng)溫度監(jiān)測模塊檢測到溫度異常時，立即通過聲光報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)。

9、進(jìn)一步的，溫度監(jiān)測模塊，用于實(shí)時獲取蓄電池組的溫度數(shù)據(jù)，還能夠根據(jù)蓄電池組的溫度數(shù)據(jù)，結(jié)合環(huán)境溫度和電池充放電狀態(tài)，預(yù)測蓄電池組的溫度分布和熱管理需求。

10、進(jìn)一步的，所述蓄電池監(jiān)測單元，包括：

11、運(yùn)行數(shù)據(jù)采樣模塊，用于實(shí)時采集蓄電池組的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將采集到的蓄電池組運(yùn)行數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中；

12、數(shù)據(jù)處理模塊，用于對采集到的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，評估蓄電池的性能狀態(tài)，基于性能評估結(jié)果，判斷是否存在故障蓄電池，基于故障診斷結(jié)果確定故障蓄電池的位置。

13、進(jìn)一步的，運(yùn)行數(shù)據(jù)采樣模塊，還包括：

14、將蓄電池組在預(yù)設(shè)溫度下靜置預(yù)設(shè)時間長度，將所述蓄電池組的溫度與預(yù)設(shè)溫度的溫度差值控制在目標(biāo)差值允許區(qū)間，設(shè)置所述蓄電池組的放電時刻；

15、基于放電時刻對蓄電池組進(jìn)行恒定電流放電直至其電壓值達(dá)到截止電壓，得到蓄電池組的有效運(yùn)行數(shù)據(jù)；

16、基于蓄電池組的有效運(yùn)行數(shù)據(jù)對實(shí)時采集監(jiān)測到的蓄電池組運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，得到該蓄電池組的目標(biāo)運(yùn)行數(shù)據(jù)，其中，目標(biāo)運(yùn)行數(shù)據(jù)與蓄電池組的運(yùn)行狀態(tài)一一對應(yīng)。

17、進(jìn)一步的，運(yùn)行數(shù)據(jù)采樣模塊與溫度監(jiān)測模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，基于溫度傳感器獲取所述蓄電池組的溫度。

18、進(jìn)一步的，所述預(yù)設(shè)時間長度通過如下步驟確定，包括：

19、提取蓄電池組的整體電池組的最高耐受溫度和最低耐受溫度；

20、提取所述蓄電池組的單位時間對應(yīng)的理論最大升溫幅度；其中，所述單位時間的取值范圍為2min-7min；

21、利用所述蓄電池組的最高耐受溫度和最低耐受溫度結(jié)合蓄電池組的單位時間對應(yīng)的理論最大升溫幅度獲取第一時間設(shè)置系數(shù)；

22、其中，所述第一時間設(shè)置系數(shù)通過如下公式獲?。?/p>

23、；

24、其中，s01表示第一時間設(shè)置系數(shù)；wmax和wmin分別表示蓄電池組的整體電池組的最高耐受溫度和最低耐受溫度；wd表示蓄電池組的單位時間對應(yīng)的理論最大升溫幅度；wg表示蓄電池組工作環(huán)境對應(yīng)的環(huán)境溫度；wc表示蓄電池組所處工作環(huán)境在24h內(nèi)的最大溫差；vf表示蓄電池組輸出電壓的最大理論電壓變化幅度值；vc表示蓄電池組運(yùn)行過程中滿足運(yùn)行需求的最大允許輸出電壓變化幅度；

25、利用蓄電池組中所包含的每個電池塊的溫度信息獲取第二時間設(shè)置系數(shù)；

26、利用所述第一時間設(shè)置系數(shù)和第二時間設(shè)置系數(shù)設(shè)置預(yù)設(shè)時間長度；其中，所述預(yù)設(shè)時間長度通過如下公式獲取：

27、；

28、其中，ty表示預(yù)設(shè)時間長度；td表示單位時間對應(yīng)的時長；s01表示第一時間設(shè)置系數(shù)；s02表示第二時間設(shè)置系數(shù)；int（）表示對括號內(nèi)的數(shù)值向上取整。

29、進(jìn)一步的，利用蓄電池組中所包含的每個電池塊的溫度信息獲取第二時間設(shè)置系數(shù)，包括：

30、提取蓄電池組中所包含的每個電池塊的最高耐受溫度和最低耐受溫度；

31、提取蓄電池組中所包含的每個電池塊的電池容量與蓄電池組整體電池容量之間的比例數(shù)值；

32、利用所述每個電池塊的最高耐受溫度和最低耐受溫度結(jié)合每個電池塊的電池容量與蓄電池組整體電池容量之間的比例數(shù)值獲取每個電池塊對應(yīng)的電池評價(jià)系數(shù)；

33、其中，所述每個電池塊對應(yīng)的電池評價(jià)系數(shù)通過如下公式獲?。?/p>

34、；

35、其中，k表示每個電池塊對應(yīng)的電池評價(jià)系數(shù)；b表示每個電池塊的電池容量與蓄電池組整體電池容量之間的比例數(shù)值；wzmax和wzmin分別表示每個電池塊的最高耐受溫度和最低耐受溫度；wmax和wmin分別表示蓄電池組的整體電池組的最高耐受溫度和最低耐受溫度；

36、將每個電池塊對應(yīng)的電池評價(jià)系數(shù)進(jìn)行整合獲取第二時間設(shè)置系數(shù)，其中，所述第二時間設(shè)置系數(shù)通過如下公式獲?。?/p>

37、；

38、其中，s02表示第二時間設(shè)置系數(shù)；m表示蓄電池組所包含的電池塊的個數(shù)；ki表示蓄電池組中的第i個電池塊對應(yīng)的電池評價(jià)系數(shù)；kb表示m個電池塊對應(yīng)的電池評價(jià)系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差；kp表示m個電池塊對應(yīng)的電池評價(jià)系數(shù)平均值。

39、進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)處理模塊，具體為：

40、對所述目標(biāo)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算蓄電池組中每個蓄電池的電壓平均值、電流平均值以及溫度平均值；

41、確定所述每個蓄電池的電壓運(yùn)行數(shù)據(jù)組以及電容運(yùn)行數(shù)據(jù)組的目標(biāo)取值，并基于所述目標(biāo)取值繪制每個蓄電池的電壓運(yùn)行數(shù)據(jù)組以及電容運(yùn)行數(shù)據(jù)組的電壓變化曲線以及電容變化曲線；

42、構(gòu)建電池性能衰減評估模型，基于電池性能衰減評估模型對每個蓄電池的電壓變化趨勢、電流變化趨勢以及溫度變化趨勢進(jìn)行分析，得到每個蓄電池的性能評估值；

43、并基于性能評估值與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，判斷每個蓄電池是否出現(xiàn)異常，并基于判斷結(jié)果對存在異常的蓄電池進(jìn)行定位；

44、將故障蓄電池的位置信息顯示在顯示屏上。

45、進(jìn)一步的，所述蓄電池測試單元，具體包括以下步驟：

46、基于故障蓄電池的位置信息標(biāo)記其前后電池，并基于測試回路對故障蓄電池的正負(fù)兩極進(jìn)行同極性試接，其中，測試回路與所述故障蓄電池形成閉合回路；

47、若所述測試回路中的接線極性接反，則立即觸發(fā)聲光報(bào)警系統(tǒng)，所述聲光報(bào)警系統(tǒng)基于聲光信號指示操作人員當(dāng)前接線極性錯誤；

48、若當(dāng)前接線極性正確，則斷開測試回路與故障蓄電池的連接，將主通回路的正負(fù)極接線柱與故障蓄電池的正負(fù)極進(jìn)行對應(yīng)連接，將故障蓄電池從前端電路中跨接出來，斷開主通回路與替換蓄電池的連接。

49、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是，

50、1.本發(fā)明提出的變電站直流蓄電池組落后電池不停電置換裝置，通過集成測試回路、主通回路、顯示回路以及聲光報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對故障蓄電池的快速、安全更換，有效避免了因極性接錯導(dǎo)致的短路和設(shè)備損壞風(fēng)險(xiǎn)，同時提高了作業(yè)效率和安全性，降低了運(yùn)維成本。該裝置通過實(shí)時監(jiān)測和顯示電流參數(shù)，確保了蓄電池組在更換過程中的不間斷供電，保障了電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，并通過蓄電池監(jiān)測單元的精確數(shù)據(jù)分析，提高了故障診斷的準(zhǔn)確性和維護(hù)效率，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力支持。

51、2.本發(fā)明提出的變電站直流蓄電池組落后電池不停電置換裝置，通過集成蓄電池監(jiān)測單元，能夠?qū)崟r采集并分析蓄電池組的運(yùn)行數(shù)據(jù)，確定故障蓄電池的位置，并進(jìn)行極性測試，確保更換過程的安全性；主通單元則保持主回路通路，并通過電流分流器將電流引至監(jiān)測單元進(jìn)行采樣，實(shí)現(xiàn)對蓄電池組的持續(xù)監(jiān)測；有效提升了蓄電池組的維護(hù)效率和安全性，降低了運(yùn)維成本，并為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。