目前
，發電廠、變電站的操作電源係統大多采用直流電源，直流電源係統是發電廠、變電站非常重要的一種二次設備，它的主要任務就是給繼電保護
、斷duan路lu器qi分fen合he閘zha及ji其qi它ta控kong製zhi提ti供gong可ke靠kao的de直zhi流liu操cao作zuo電dian源yuan和he控kong製zhi電dian源yuan，它ta要yao求qiu配pei置zhi蓄xu電dian池chi係xi統tong。實shi踐jian經jing驗yan表biao明ming
，在zai所suo有you表biao征zheng蓄xu電dian池chi的de參can數shu之zhi中zhong，蓄xu電dian池chi的de端duan電dian壓ya最zui能neng體ti現xian蓄xu電dian池chi的de當dang前qian狀zhuang況kuang。可ke以yi根gen據ju端duan電dian壓ya判pan斷duan蓄xu電dian池chi的de充chong、放電進程
，當前電壓是否超出允許的極限電壓。還可以判斷蓄電池組的均一性好壞等。 因此，對蓄電池的端電壓的測量十分重要。

不同端電壓測量方法的分析和比較

蓄(xu)電(dian)池(chi)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)的(de)監(jian)測(ce)關(guan)鍵(jian)在(zai)於(yu)蓄(xu)電(dian)池(chi)端(duan)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)流(liu)信(xin)號(hao)的(de)采(cai)集(ji)。由(you)於(yu)串(chuan)聯(lian)蓄(xu)電(dian)池(chi)組(zu)中(zhong)的(de)電(dian)池(chi)數(shu)量(liang)較(jiao)多(duo)，整(zheng)組(zu)電(dian)壓(ya)很(hen)高(gao)


，而(er)且(qie)每(mei)個(ge)蓄(xu)電(dian)池(chi)之(zhi)間(jian)都(dou)有(you)電(dian)位(wei)聯(lian)係(xi)，因(yin)此(ci)直(zhi)接(jie)測(ce)量(liang)比(bi)較(jiao)困(kun)難(nan)。在(zai)研(yan)究(jiu)蓄(xu)電(dian)池(chi)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong)過(guo)程(cheng)中(zhong)。人(ren)們(men)提(ti)出(chu)了(le)許(xu)多(duo)測(ce)量(liang)串(chuan)聯(lian)電(dian)池(chi)組(zu)單(dan)隻(zhi)電(dian)池(chi)端(duan)電(dian)壓(ya)的(de)方(fang)法(fa)。概(gai)括(kuo)起(qi)來(lai)，主(zhu)要(yao)有(you)以(yi)幾(ji)種(zhong)：

共模測量法

共(gong)模(mo)測(ce)量(liang)是(shi)相(xiang)對(dui)同(tong)一(yi)參(can)考(kao)點(dian)，用(yong)精(jing)密(mi)電(dian)阻(zu)等(deng)比(bi)例(li)衰(shuai)減(jian)各(ge)測(ce)量(liang)點(dian)電(dian)壓(ya)，然(ran)後(hou)依(yi)次(ci)相(xiang)減(jian)得(de)到(dao)各(ge)節(jie)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)。該(gai)方(fang)法(fa)電(dian)路(lu)比(bi)較(jiao)簡(jian)單(dan)，但(dan)是(shi)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)低(di)。比(bi)如(ru)，24節標稱電壓為12V的蓄電池，單節電池測試精度為0.5%的測試係統，單節電池測試絕對誤差為±60mV,24V 節串聯積累的絕對誤差可達1.44V,顯然，其相對誤差可達到12V,zhezaiyingjidianyuanjiankongxitongzhongjingchanghuizaochengwubaojing，suoyibunengmanzuyingjidianyuanjiankongxitongdeyaoqiu。zhezhongfangfazhishihechuanliandianchishuliangjiaoshaohuozheduiceliangjingduyaoqiubugaodechanghe。

差模測量法

差模測量是通過電氣或電子元件選通單節電池進行測量。當串聯電池數量較多而且對測量精度要求較高時，一般應采用差模測量方法。

繼電器切換提取電壓

傳統的比較成熟的測試方法是用繼電器和大的電解電容做隔離處理，其基本的測試原理是：首先將繼電器閉合到蓄電池一側，對電解電容充電
；celiangshibajidianqibihedaoceliangdianluyice，jiangdianjiedianronghexudianchigelikailai

，youyudianjiedianrongbaochiyougaixudianchidedianyaxinhao

，yinci，ceshibufenzhixuceliangdianjiedianrongshangdedianya
，jikededaoxiangyingdedantixudianchidianya。cifangfajuyouyuanlijiandan
，zaojiadideyoudian。danshiyouyujidianqicunzaizhejixiedongzuoman，shiyongshoumingdidengquexian
，genjuzheyiyuanlishixiandejiancezhuangzhizaisudu，shiyongshouming

，gongzuodekekaoxingfangmiandounanyilingrenmanyi。weijiejueshangmianwentikejiangjixiejidianqigaiyongguangoujidianqi，zheyangwuxuwaijiadianjiedianrongtigaolekekaoxing，suduheshiyongshoumingyesuizhidadaoyaoqiu，danxiangduichengbenyaodadatigao。yongguangdiangeliqijianhedadianjiedianrongqigouchengcaiyang，baochidianlulaiceliangxudianchizuzhongdanzhidianchidianya。cidianluquedianshi：在A/D轉換過程中1電容上的電壓能發生變化，使精度趨低，而且電容充放電時間及晶體管和隔離芯等器件動作延遲決定采樣時間長等缺點。

V/F轉換無觸點采樣提取電壓

V/F轉換法的原理圖如圖1所示
，其工作原理如下：信號采集采用V/F轉換的方法，單節蓄電池采用分別采樣，取單節蓄電池的端電壓經分壓（降低功耗）後作為V/F轉換的輸入，分壓電阻的分散性可通過V/F轉換電路調整V/F轉(zhuan)換(huan)信(xin)號(hao)輸(shu)出(chu)通(tong)過(guo)光(guang)電(dian)隔(ge)離(li)器(qi)件(jian)送(song)到(dao)模(mo)擬(ni)開(kai)關(guan)，處(chu)理(li)器(qi)通(tong)過(guo)控(kong)製(zhi)模(mo)擬(ni)開(kai)關(guan)采(cai)集(ji)頻(pin)率(lv)信(xin)號(hao)。數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)電(dian)路(lu)與(yu)數(shu)據(ju)處(chu)理(li)電(dian)路(lu)采(cai)用(yong)光(guang)電(dian)隔(ge)離(li)和(he)變(bian)壓(ya)器(qi)隔(ge)離(li)技(ji)術(shu)，實(shi)現(xian)兩(liang)者(zhe)之(zhi)間(jian)電(dian)氣(qi)上(shang)的(de)隔(ge)離(li)。但(dan)采(cai)用(yong)V/F轉換作為A/D轉換器的缺點是響應速度慢
，在小信號範圍內線性度差，精度低。

圖1：V/F轉換法的原理圖

浮動地技術測量電池端電壓

由you於yu串chuan聯lian在zai一yi起qi的de電dian池chi組zu總zong電dian壓ya達da幾ji十shi伏fu
，甚shen至zhi上shang百bai伏fu，遠yuan遠yuan高gao於yu模mo擬ni開kai關guan的de正zheng常chang工gong作zuo電dian壓ya，因yin此ci需xu要yao使shi地di電dian位wei隨sui測ce量liang不bu同tong電dian池chi電dian壓ya時shi自zi動dong浮fu動dong來lai保bao證zheng測ce量liang正zheng常chang進jin行xing，其qi原yuan理li圖tu如ru圖tu2所示。每次工作時，先由模擬開關選通，使其被測電池兩端的電位信號接入測試電路

，此信號一方麵進入差分放大器；另一方麵進入窗口比較器，在窗口比較器中與固定電位Vr相比較
， 從窗口比較器輸出的開關量狀態可識別出當前測量地（GND）的電位是太高，太低或者正好（相對於Vr）。如果正好，則可以啟動A/D進行測量。如果太高或太低

，則通過控製器對地（GND）電位行浮動控製。由於地電位經常受現場幹擾發生變化

，而該方法不能對地電位進行實時精確控製
，因而影響整個係統的測量精度。

圖2：浮動地技術原理圖

線性電路直接采樣法

本(ben)文(wen)介(jie)紹(shao)的(de)線(xian)性(xing)電(dian)路(lu)直(zhi)接(jie)采(cai)樣(yang)法(fa)是(shi)為(wei)每(mei)個(ge)蓄(xu)電(dian)池(chi)配(pei)置(zhi)一(yi)塊(kuai)采(cai)集(ji)板(ban)，貼(tie)近(jin)蓄(xu)電(dian)池(chi)安(an)裝(zhuang)
，就(jiu)近(jin)完(wan)成(cheng)信(xin)號(hao)的(de)采(cai)集(ji)和(he)轉(zhuan)換(huan)，將(jiang)轉(zhuan)換(huan)後(hou)的(de)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)給(gei)單(dan)片(pian)機(ji)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)和(he)傳(chuan)輸(shu)。該(gai)方(fang)法(fa)的(de)原(yuan)理(li)框(kuang)圖(tu)如(ru)圖(tu)3 所示。

圖3：線性電路直接采樣法原理框圖

該方法采用線性運算放大器組成線性采樣電路、後經電壓跟隨器送入A/D轉換器、轉換後的數字信號傳輸給單片機係統
、無須外加采樣保持電路
， 根據串聯電池組總電壓的大小
、選擇適當的放大倍數、無須電阻分壓網絡或改變地電位、 就可以直接測量任意一隻電池的電壓。

線性電路圖如圖4所示，該電路為典型的增益可調性能優良的差動運算線性電路。圖中A1和A2構成精密電壓跟隨器、A3是差動放大輸出電路、A4是增益調節輔助放大器。根據運算放大器的特性，可分析計算出經過采樣電路後的輸出電壓為：
 
取Rn1=Rn2=Rn3=Rn4,則有第- 節蓄電池經采樣電路變換後的電壓為：

圖4：差動運算線性電路原理圖

電路增益的調節由電阻R決定、範圍很寬

、而且線性很好
、這就保證了差動運算的精度
，隻要兩個輸入運算放大器的基本特性相同，則失調電壓的影響就很小， 滿足條件Rn1/Rn2=Rn3/Rn4時、電路就有良好的共模抑製特性。由於A4的輸出阻抗很低、調節R改變增益時、電路的共模抑製能力不受影響
，為了確保該電路的優良特性
、運算放大器A4的選擇十分重要
， 如果要求共模抑製能力很強、則除選擇精密繞線電阻Rn1、Rn2、Rn3
、Rn4以外
、A4應選擇高增益型的運算放大器。

該gai電dian路lu的de輸shu出chu電dian壓ya就jiu是shi單dan節jie蓄xu電dian池chi的de端duan電dian壓ya，由you於yu是shi線xian性xing電dian路lu，因yin此ci可ke以yi快kuai速su跟gen蹤zong測ce量liang單dan節jie蓄xu電dian池chi電dian壓ya的de變bian化hua。該gai電dian路lu的de輸shu入ru阻zu抗kang很hen大da， 而蓄電池的內阻很小（一般隻有幾毫歐、甚至零點幾毫歐）
，因而保證了很高的測量精度，為正確判斷蓄電池組的當前狀態提供了準確的技術參數。另外
、該電路還有很好的可擴展性能， 選擇適當的Rn1~Rn5的值、可以測量標稱電壓是2V、6V和12V, 的電池、還可以測量電池組總電壓。