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摘 要：该文讲述了一种雷击故障监测终端电源备用电池监测系统的监测原理。主要是现场监测装置通过内部处理自动识别当前电池状态，当电池电压过低时自动进行充电工作，从而避免因监测装置电池电量不足带来的监测数据错误的问题。电池最大可用电量可以通过电池监测装置内部数据处理单元“自学习”过程计算得到，利用监测装置对电池最大可用电量进行监测，从而避免电池由满到空突然掉电的现象。该方法已在实际生产中应用，效果显著，能够精准的监测终端电源备用电池的状态。
关键词：雷击故障 电池监测系统 检测准确度 自学习
中图分类号：TM855 TP277 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（b）-0102-02
随着电力系统的不断发展，供电可靠性和安全性的要求也越来越高，运行经验表明，输电线路的故障80%是由于雷击引起，因此，加强雷击的监测和防护就成为电力工作的重点。雷击监测系统就是一种可以较为准确的对雷击进行定位和识别的监测装置，为保证雷击监测数据的准确性，需要提高雷击监测装置工作的可靠性，故而需要提高监测终端备用电池的供电可靠性，从而避免由于监测装置工作电压不稳定而导致的数据丢失现象的发生。为此，监测终端的备用电池的实时监测具有很大的研究价值。
1 基本原理
电池最大可用电量可以通过电池监测装置内部数据处理单元“自学习”过程计算得到，具体可通过以下方式实现该功能。
电池电量监测单元内部结构如图1所示。
其中，RBI：备用寄存器信号输入。VCC：电源输入。VSS：地。HDQ：单线HDQ 串行接口。BAT：电池电压检测信号输入。SRN：电池充电、放电电流检测输入（负）。SRP：电池充电、放电电流检测输入（正）。GPIO：通用输入/ 输出。
电池电量监测单元可以對由单个锂离子电池等构成的电源系统进行高精度的监测和报警。其通过检测串联在电池负极的小阻值电阻RS上的压降，判断当前电池为充放状态还是放电状态。通过内部“自学习”过程实现检测电池电量，电量的自动测量通过进行计算。电池每经过一次完整的充放电过程，就会进入一轮新的“自学习”，经过本次“自学习”可以更新电池从满到空的总电量，并写入LMD寄存器当中。通过检测NAC寄存器中当前可用电量的数值来计算出电池可用电量相对状态并写入LMD寄存器当中。通过检测NAC寄存器中当前可用电量的数值来计算出电池可用电量相对状态并写入寄存器RSOC，即
电池电量监测单元通过一个5kbits/s的双向串行接口HDQ总线与数据处理单元进行数据传输如图2所示。
其中，HDQ为一个漏极开路输出引脚，使用时需在HDQ上外接一只上拉电阻R。
双向串行接口HDQ总线与数据处理单元进行数据传输主要采用异步传输方式，每8位一组，低位在前高位在后，由下降沿触发。通过设置不同的低电平保持时间，来分别区分“0”和“1”，如图3所示。
电池充电单元通过BAT引脚与雷击故障监测终端电源备用电池连接相连接如图2所示，当电池电量监测单元监测得到电池进入低压工作状态时，即驱动电池充电单元工作给电池供电。此时电池电量监测单元开始计算电池相关信息并存入内部寄存器如图4所示。
由于电池最终可用电量，电压，温度等基本信息并不只是受单一因素影响，所以电池电量监测单元必须综合所有主要影响因素进行分析计算才能得出最终电池正确信息，其内部工作流程如图5所示。
电池标称可用电量（NAC）=电池充电电流-电池放电电流-温度补偿。最新测得电池放电量（LMD）=电池放电电流+温度补偿-电池充电电流。上述计算由电池电量监测单元内部“自学习”过程自动完成，不需要进一步计算，非常方便。
2 实测案例
某地区雷击故障监测装置长时间工作，电池老化程度不一，可以等效成工作电量不同，造成相同信号不同雷击故障监测装置监测结果存在差异，给数据分析造成隐性不准确因素，所以可以安装雷击故障监测终端电源备用电池的监测系统，以便合理分析不同终端监测得到的数据。
如图6，7两组电池测试结果显示，LMD明显不一，电池放电持续时间以及电池掉电速率也存在很大差异，因此可以判断图6测试组电池较图7测试组电池老化程度更加严重，应当及时更换电池。图8显示电池监测系统准确捕捉电池低压工作状态同时进行充电工作。
实测结果表明，引用本监测原理的系统将对监测终端电池电压、电池温度、电池可用电量等全面信息进行监测，为排除因电池因素造成的终端损坏或者数据丢失发挥巨大的作用。
3 结语
通过实测监测终端的备用电池的电量状态，结果表明本文所述方法能很清晰的记录备用电池的充放电的电量波形，从而避免了因电池因素造成的终端损坏或者数据丢失，为雷击故障监测终端正常使用，雷击故障监测数据准确可靠提供保障。具有全面监测电池当前工作信息，准确反映电池工作状态；自动识别电池低压状态并进行充电，不需要对户外雷击故障监测终端定期更换备用电池；动态设置不同生理电信号；实现雷击故障监测终端电源备用电池监测的自动化、智能化和信息化的优点。
参考文献
[1] 王欣欣.BES Ⅲ超导磁体电源的控制和监测[J].核电子学与探测技术，2006（2）.
[2] 吴承琴.TS-03C全固态PDM发射机电源监控原理及故障剖析[J].东南传播，2012（5）.
[3] 许世博.基于嵌入式系统的铁路智能电源监测系统[D].北京交通大学，2007.
[4] 刘强.铁路电力一级负荷电源监测系统的研究与设计[D].成都：西南交通大学，2004.
[5] 刘雯静.通信基站风光互补电源实时监控系统的研制[D].西安科技大学，2010.
关键词：雷击故障 电池监测系统 检测准确度 自学习
中图分类号：TM855 TP277 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（b）-0102-02
随着电力系统的不断发展，供电可靠性和安全性的要求也越来越高，运行经验表明，输电线路的故障80%是由于雷击引起，因此，加强雷击的监测和防护就成为电力工作的重点。雷击监测系统就是一种可以较为准确的对雷击进行定位和识别的监测装置，为保证雷击监测数据的准确性，需要提高雷击监测装置工作的可靠性，故而需要提高监测终端备用电池的供电可靠性，从而避免由于监测装置工作电压不稳定而导致的数据丢失现象的发生。为此，监测终端的备用电池的实时监测具有很大的研究价值。
1 基本原理
电池最大可用电量可以通过电池监测装置内部数据处理单元“自学习”过程计算得到，具体可通过以下方式实现该功能。
电池电量监测单元内部结构如图1所示。
其中，RBI：备用寄存器信号输入。VCC：电源输入。VSS：地。HDQ：单线HDQ 串行接口。BAT：电池电压检测信号输入。SRN：电池充电、放电电流检测输入（负）。SRP：电池充电、放电电流检测输入（正）。GPIO：通用输入/ 输出。
电池电量监测单元可以對由单个锂离子电池等构成的电源系统进行高精度的监测和报警。其通过检测串联在电池负极的小阻值电阻RS上的压降，判断当前电池为充放状态还是放电状态。通过内部“自学习”过程实现检测电池电量，电量的自动测量通过进行计算。电池每经过一次完整的充放电过程，就会进入一轮新的“自学习”，经过本次“自学习”可以更新电池从满到空的总电量，并写入LMD寄存器当中。通过检测NAC寄存器中当前可用电量的数值来计算出电池可用电量相对状态并写入LMD寄存器当中。通过检测NAC寄存器中当前可用电量的数值来计算出电池可用电量相对状态并写入寄存器RSOC，即
电池电量监测单元通过一个5kbits/s的双向串行接口HDQ总线与数据处理单元进行数据传输如图2所示。
其中，HDQ为一个漏极开路输出引脚，使用时需在HDQ上外接一只上拉电阻R。
双向串行接口HDQ总线与数据处理单元进行数据传输主要采用异步传输方式，每8位一组，低位在前高位在后，由下降沿触发。通过设置不同的低电平保持时间，来分别区分“0”和“1”，如图3所示。
电池充电单元通过BAT引脚与雷击故障监测终端电源备用电池连接相连接如图2所示，当电池电量监测单元监测得到电池进入低压工作状态时，即驱动电池充电单元工作给电池供电。此时电池电量监测单元开始计算电池相关信息并存入内部寄存器如图4所示。
由于电池最终可用电量，电压，温度等基本信息并不只是受单一因素影响，所以电池电量监测单元必须综合所有主要影响因素进行分析计算才能得出最终电池正确信息，其内部工作流程如图5所示。
电池标称可用电量（NAC）=电池充电电流-电池放电电流-温度补偿。最新测得电池放电量（LMD）=电池放电电流+温度补偿-电池充电电流。上述计算由电池电量监测单元内部“自学习”过程自动完成，不需要进一步计算，非常方便。
2 实测案例
某地区雷击故障监测装置长时间工作，电池老化程度不一，可以等效成工作电量不同，造成相同信号不同雷击故障监测装置监测结果存在差异，给数据分析造成隐性不准确因素，所以可以安装雷击故障监测终端电源备用电池的监测系统，以便合理分析不同终端监测得到的数据。
如图6，7两组电池测试结果显示，LMD明显不一，电池放电持续时间以及电池掉电速率也存在很大差异，因此可以判断图6测试组电池较图7测试组电池老化程度更加严重，应当及时更换电池。图8显示电池监测系统准确捕捉电池低压工作状态同时进行充电工作。
实测结果表明，引用本监测原理的系统将对监测终端电池电压、电池温度、电池可用电量等全面信息进行监测，为排除因电池因素造成的终端损坏或者数据丢失发挥巨大的作用。
3 结语
通过实测监测终端的备用电池的电量状态，结果表明本文所述方法能很清晰的记录备用电池的充放电的电量波形，从而避免了因电池因素造成的终端损坏或者数据丢失，为雷击故障监测终端正常使用，雷击故障监测数据准确可靠提供保障。具有全面监测电池当前工作信息，准确反映电池工作状态；自动识别电池低压状态并进行充电，不需要对户外雷击故障监测终端定期更换备用电池；动态设置不同生理电信号；实现雷击故障监测终端电源备用电池监测的自动化、智能化和信息化的优点。
参考文献
[1] 王欣欣.BES Ⅲ超导磁体电源的控制和监测[J].核电子学与探测技术，2006（2）.
[2] 吴承琴.TS-03C全固态PDM发射机电源监控原理及故障剖析[J].东南传播，2012（5）.
[3] 许世博.基于嵌入式系统的铁路智能电源监测系统[D].北京交通大学，2007.
[4] 刘强.铁路电力一级负荷电源监测系统的研究与设计[D].成都：西南交通大学，2004.
[5] 刘雯静.通信基站风光互补电源实时监控系统的研制[D].西安科技大学，2010.