区域自动气象站供电系统结构原理与故障分析

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1、区域自动气象站供电系统结构原理与故障分析马云龙程雷丹东市气象局区域自动气象站具有模块化的特点，由多个子系统模块构成，供电系统在区域自动气象站日常运行中承担支持作用。供电系统故障会导致气象数据采集异常，直接影响预报的准确度。供电系统故障的现象与其他系统之间存在混淆性，故障鉴别过程与通信系统和采集系统关系密切。文章分析了供电系统的结构和运作原理，并且根据实例介绍鉴别故障的方法，达到提高故障排查准确度和速度的0的。关键词：区域自动气象站;供电系统;模块化;故障分析;为精细化的预报、预测和区域性防灾、减灾提

2、供各种气象要素数据方面的支持。区域站分布的自然环境存在差异性，具有站点数量多和采集数据繁杂的特点。区域站工作异常主耍体现在气象耍素值的时间、空间和数值错误。根据直观的故障现象和历史数据分析可以在维修前确定设备发生故障的模块，帮助维修人员快速解决区域站异常的问题。区域站内部各部件均采用模块化设计，在机箱内部供电系统模块、通信模块、传感器及采集器等采用接插互联方式布局，便于分析故障以及维护。供电系统模块是区域站的重耍组成部分和可靠运行的重耍保证，区域站故障及数据异常需要重点检查该系统运行情况。供电系统的

3、故障具有混淆性，给维护过程带来一定难度，因此分析供电系统内部工作原理及结构尤其重要。丹东地区的区域站多为CAWS600-RT型，以下分析基于此类型区域站。1供电系统结构及工作原理1.1区域站模块化与供电系统结构概述区域自动气象站工作原理和模块化设计相辅相成，由釆集器、通信模块、传感器和供电系统四部分组成［1］。区域站通过不同类型传感器模块测得环境中的温度、雨量、风速、风向及能见度等气象要素的原始信号传递给采集器模块，在采集器中进行信号处理，转化后的气象数据通过通信单元模块上传至中心站数据库中。在以上

4、工作原理中供电系统直接或间接给以上模块提供合理的输入电源，确保整套系统正常运转。如图1所示。图1区域自动气象站工作原理和模块化设计CAWS600-RT型区域站供电系统内部结构伍括12W或20W太阳能电池板、CAWS-DY07型充放电控制模块、两块或三块6V/12AH蓄电池三部分位1。结构如图2所示。图2供电系统结构工作原理和模块化设计1.2太阳能电池板原理CAWS600-RT型区域站无市电接入，其全天电源输入來自直流电供电。区域站在阳光充足的日间，通过太阳能光伏板组件的光生伏特效应，将太阳辐射能由半

5、导体物料组成的闹体光伏电池转化为直流电能，向传感器、采集器等各模块供电,同时通过DY07电控制单元充电部分给多块蓄电池充电，夜间或阴雨天由放电部分控制蓄电池向以上模块提供足够的电能。苏中光生伏特效应是在高于某特定频率的电磁波照射下，特种物质内部的电子会被光子激发出来而形成电动势，即光生电的物理现象。由光电效应所得辐射能量强度和波长越大位1，由光能转化成的电能越充足，以热能辐射出去的能量损失越小，所以太阳能板在一定程度损坏以及电池板长期被物体遮挡的情况下，照度越低，转化成的光电流m越低，很难达到额定标

6、准,此时的电流也难以向蓄电池提供足量电能，容易出现在全天不同时段供电不足的情况。这种情况存在数据和吋间都异常的特点，往往会和通信系统模块故障产生混淆，此时需要通过适量采集历史数据的方法进行初步判别，并进行现场电路检测来确定。1.3DY07充放电控制模块原理DY07充放电控制模块（以下简称DY07模块）是微型电脑芯片（与PIC16型单片机相似），在蓄电池方而，可根据电池电量情况自动控制充电或停止充电，防止电源一直处于浮充状态，延长电池使用寿命边1;在太阳能电池板方面，模块可以自动调整选择太阳能电池板直

7、接供电或蓄电池供电。DY07模块的工作原理在于电池智能检测和充放电控制回路包1，是一种控制外围设备的集成电路。在模块内电位器（可变电阻）对电压进行取样，以此作为控制充电的门限电压，送到中央控制器，通过编程的程序计算判断是否充电。当取样电压低于设定的最低值时启动充电电路，直到充电后的电压逐步升至额定工作范围时，回路关闭充电电路，反之，随着电池放电的进行，取样电压会逐步降低，回路重新启动充电电路，再次开始充电过程。充放电电路应是输出电压可调的集成稳压器件，应通过接入大功率电阻形成深度负反馈，组成恒流源电

8、路给电池稳定充电，延长蓄电池使用寿命，但是DY07模块缺少过放电电路，会造成蓄电池经常性过放电，导致蓄电池损坏。DY07作为易损的消耗性器件，需要经常检查并备有备件。2供电系统故障现象分析及检测方法供电系统检测方法分为以运行单元状况检测，以及根据故障现象分析两种，前者可根据实际情况对供电系统内部确定检测顺序，后者可根据异常现象判断挑选检测目标单元。2.1供电系统运行单元状况检测1）太阳能电池板检测将主釆集板上的太阳能和蓄电池接U端子拔下后（断开负载），用万用表直流电压