电气自动化技术专业实习报告.pdf

专科毕业实习报告

学生周健

学习中心沈阳电大

专业电气自动化

层次高起专

提交日期年月日

1.研究目的

1.1变电站直流电源现状

目前,电力行业飞速发展，随之而来的许多新设备，新技术也不断在电力系统方面得到运用与开发，不断提高电力系统运行的稳定性。蓄电池是直流系统中很重要的一部分，主要作为直流后备电源使用。当电力系统正常运行时，他可以充当断路器的合闸电源;而供电系统发生出现故障，其会起到独立电源的作用，变电站提供保护、控制直流电源和事故照明电源，使设备短暂正常运行，为变电所提供一定的时间电源，所以维修工作要在蓄电池供电的时间范围内完成工作，便可避免由于供电故障带来的经济损失和其他事故。当蓄电池发生故障不能提供电源时，将造成供电系统的崩溃。特别是这些年，电网建设高速发展，许多大型变电站投入运行，大量直流设备被广泛应用在电力系统中，因此需要更加大容量的稳定的蓄电池。目前维护人员的技术水平还不是很高，蓄电池直流系统的维护工作处于比较落后的局势。当今，大多数直流系统都采用阀控式蓄电池，阀控铅酸蓄电池相对普通蓄电池来说能减少维护工作，维护起来方便的多。阀控式铅酸蓄电池不用加水加酸，也不用换液，可以减少因维护造成的设备损坏。但是，也需要工作人员的定期检查维护。

1.2蓄电池在线监测的必要性

蓄电池作为直流系统中重要的组成部,它的运行状态直接影响了直流系统的工作，为此我们需要实时监测它的运行状态，确保正常

工作。并且，蓄电池的恶化是一个恶性循环，当一个蓄电池内阻值变大进入衰退期，便会影响其他蓄电池进入浮充状态，造成整体电池容量降低，如果不能及时发现将会造成很大的安全隐患。人为的定期监测并不能很好的发现设备的安全状况，必须进行长期人工测量，记录。也可进行核对性放电实验。由于人工实验可能对设备造成很大的破坏，减小设备寿命。变电站蓄电池在线监测系统，是员工随时监测蓄电池的内阻，容量等参数，了解性能状况。当蓄电池发生故障情况下，系统将发出警报障，提醒员工采取措施避免由于蓄电池故障造成经济损失和其他事故，保证系统安全供电，也避免了由于某个蓄电池损坏老化而造成蓄电池组老化等问题，延长了蓄电池的使用寿命。蓄电池在线监测系统也能够减少员工频繁去现场的次数，减小工作量，同时减少了人力资源，也避免了到现场可能发生的安全事故及工作人员现场检测带来的设备损坏。使电力系统变电站向无人值守型发展，对变电站进行蓄电池线监测是电力行业发展的必经之路。

1.3内外蓄电池在线监测技术的现状和发展趋势

国内近年来有很多公司都开始研究蓄电池在线监测系统，如深圳博亿公司，陕西柯蓝电子有限公司等在市场上的商品有好多，得到了市场的普遍认可，目前国内估算蓄电池及监测蓄电池内阻值技术发展还不是很成熟，而监测电压，蓄电池温度等技术一发展到一定水平。如美国的Alber公司，对蓄电池在线测量方面有很高成就。

2.研究内容

2.1铅酸蓄电池的结构

阀控铅酸蓄电池又称为密封铅酸蓄电池，但它并不能做到完全密封，还是需要一个特殊的气体排气阀（安全阀）来保证电池内部的一系列化学反应，同时也具有普通蓄电池的基本结构如极板，电解液，电池槽，隔板。但其特点和性能的要求远大于普通蓄电池。（切记普通蓄电池千万不能与阀控蓄电池串联或并联，否则严重影响其使用寿命）

2.2铅酸蓄电池的工作原理

阀控铅酸蓄电池与普通蓄电池的基本原理类似都是在充电时将电能转换成化学能储存起来，放电时将化学能变成电能释放出去，化学反应如下：

阀控式铅酸蓄电池正极化学反应方程式：

PbO2 + HSO4 + 3H + 2e- →PbSO4 + 2H2O

（2.1）

阀控式铅酸蓄电池正极化学反应方程式：

Pb + HSO4-→PbSO4 + H + 2e-

（2.2）

阀控式铅酸蓄电池总化学反应方程式

PbSO4 + 2H2O + PbSO4→ PbO2 + 2H2SO4 + Pb(充电反应) （2.3）

可见，在充电反应中会消耗电池内部的水，如果长久充电会导

致电池内部水分干涸，电池老化，因此普通蓄电池要通过加酸加水来维护蓄电池寿命。而阀控蓄电池是密闭的，能够利用反应中析出的氧气，同时对氢气也有抑制作用。实现了氧气复合循环。即在负极充电过程中只发生如下反应

PbSO4 + 2e→Pb + SO4(2-)

（2.4）

2.3铅酸蓄电池的主要参数

蓄电池容量是指电池对外放出电量的大小，以符号C表示。常用的单位安时(A.h）或者毫安时(mA.h)，它是由电流在时间上的积分求得。我们常说的电池容量大致可分为理论容量，实际容量，额定容量。其中实际容量是指厂家在额定的电压，规定的放电条件下测量的电池实际放电量。具有普遍的实际意义。额定容量是指按照国家有关部门的规定，蓄电池在一定条件下放电时，要求必须保证能够放出的最低限度的容量值。理论值是指通过理论计算得到的电池容量。

3.研究结果

3.1系统设计思路

设计的主系统主要采用MSP430F149单片机，此单片机相对于AT89C52具有先对多的优点。它是16位系统，具有五种不同功耗，功耗低，外设丰富很多内部硬件模块是为三表服务的，比如液晶模块。AT89C52是一块初级的单片机，很多别的单片机内部集成的硬件模块都需要用软件来实现，比如I2C,SPI等。此外还具有强大的

AD转换功能，很适合测量蓄电池的电压电流。

因此选用MSP430F149为主系统，通过内置AD转换测取电压，然后通过电流互感器测取电流。蓄电池的温度主要通过DS18B20测取。串口通信主要通过MAX3485进行单片机与PC机的联系。

3.2 MSP430单片机简介

MSP430程序和数据存储区更大、外围模块丰富，甚至还有一个硬件乘法器。开发工具简便，FLASH存储器内的程序易于在线升级和调试，内置性能强大的A/D和D/A转换模块，其具有丰富的片内外围，性价比极高，所以本题目采用这个型号作为微处理器。