Как да изберем система за наблюдение на батерията за критични енергийни приложения

Правилната система за наблюдение на батерията трябва да отговаря на химическия състав на батерията, системното напрежение, средата на обекта, стратегията за поддръжка, комуникационната архитектура и изискванията за надеждност на приложението.

За центрове за данни, подстанции, телекомуникационни обекти, транспортни системи и промишлени съоръжения, подходяща система за наблюдение на батерията за критични енергийни приложения помага на операторите да идентифицират слаби клетки, необичайни температури, проблеми с връзката и проблеми със зареждането, преди да е необходимо резервно захранване. Това ръководство обяснява най-важните критерии за избор.

Започнете с риска, който трябва да контролирате

Различните съоръжения са изправени пред различни рискове за батериите. Центърът за данни може да даде приоритет на наличността на UPS и интеграцията с DCIM. Електрическа подстанция може да изисква Ni-Cd поддръжка и комуникация със SCADA. Телекомуникационният оператор може да се нуждае от дистанционни аларми и локално съхранение на данни за необслужвани сайтове. Съоръженията за петрол и газ може да изискват оборудване, предназначено за сурови или корозивни среди.

Преди да сравните продуктите, определете последствията от повреда на батерията:

• Колко критично е натоварването и колко престой може да понесе сайтът?
• Батериите на едно място ли са инсталирани или на много отдалечени места?
• Кои повреди трябва да бъдат открити преди аварийно разреждане?
• Кой получава аларми и колко бързо трябва да реагира?

Отговорите определят дали проектът се нуждае от основен надзор на ниво низ или цялостна система за наблюдение на батерията на ниво клетка с предсказуеми аларми и централизирано управление.

1. Изберете Мониторинг на ниво клетка за ранно откриване на грешки

Батерийният низ е толкова надежден, колкото и най-слабата му клетка или блок. Струновото напрежение може да изглежда нормално дори когато отделна батерия има високо вътрешно съпротивление, необичайна температура или намалена способност за разреждане.

Мониторингът на ниво клетка дава видимост на екипите за поддръжка на всяка батерия. Важните измервания могат да включват:

• Напрежение на отделна клетка или блок
• Тенденция на вътрешно съпротивление или импеданс
• Температура на клемата на батерията
• Струнно напрежение
• Ток на зареждане и разреждане
• Плаващ и пулсационен ток
• SOC и SOH
• Околна температура и влажност

Попитайте колко често се правят измервания, дали показанията се съхраняват като тенденции и дали платформата сравнява всяка батерия с нейната базова линия и останалата част от низа.

2. Потвърдете химията на батерията и съвместимостта на системата

Избраната система трябва да поддържа действителната химия на батерията, номинално напрежение, конфигурация на низ и брой наблюдавани клетки.

VRLA батерии

За 2V, 6V и 12V VRLA батерии напрежението, вътрешното съпротивление, температурата, токът и анализът на дългосрочните тенденции са важни. Нарастващото вътрешно съпротивление или нарастващото температурно отклонение може да даде ранно предупреждение за влошаване, но тези индикатори трябва да се оценяват заедно, вместо да се използват като изолирани критерии за замяна.

Ni-Cd батерии

Батерийните батерии Ni-Cd са често срещани в подстанции, електроцентрали, железопътни системи и промишлени системи за постоянен ток. Потвърдете, че хардуерът за наблюдение поддържа клетки от 1,2 V и пълния брой клетки във всеки низ. Балансът на напрежението, температурата, поведението при зареждане и дългосрочните тенденции са особено полезни за тази химия.

Наводнени оловно-киселинни батерии

Наводнените батерии може да изискват допълнителни функции като ниво на електролита, течове и наблюдение на връзката. Проверете дали тези сензори могат да бъдат интегрирани в една и съща платформа за управление.

Литиево-йонни батерии

За литиеви системи изяснете дали проектът изисква независим слой за наблюдение, комуникация с BMS на батерийния пакет или централизирано управление в множество марки и сайтове за батерии.

3. Оценете пълната системна архитектура

(Център за данни като справка)

Цялостното решение обикновено включва клетъчни сензори, устройства за измерване на низове, контролер или шлюз, комуникационни интерфейси и софтуер за управление.

Когато преглеждате архитектурата, проверете:

• Максимален брой клетки и низове, поддържани за контролер
• Метод на разширяване за бъдещи добавки на батерии
• Локален капацитет за съхранение по време на прекъсване на мрежата
• Синхронизиране на данни след възстановяване на мрежата
• Съвместимост с разпределени и многосайтови проекти

4. Прегледайте качеството на алармата, а не само количеството на алармата

Платформата за мониторинг трябва да преобразува измерванията в полезна информация. Твърде много аларми създават умора на алармата, докато един фиксиран праг може да пропусне постепенно влошаване.

Потърсете функции като:

• Предупреждение, аларма и критични нива
• Конфигурируеми прагове по тип батерия и сайт
• Аларми, базирани на тенденции, и анализ на скоростта на промяна
• Закъснение на алармата и логика за възстановяване
• Идентифициране на точното място, низ и батерия
• Имейл, SMS, платформа и опции за локална аларма
• История на алармите и потвърждение

Най-добрата аларма не е просто съобщение, че дадена стойност надвишава лимит. Той трябва да каже на оператора къде е проблемът, колко е сериозен и кои данни са променени.

5. Проверете функциите за отчитане и предсказуема поддръжка

Тъй като разграждането на батерията обикновено е постепенно, платформата трябва да сравнява текущите показания с инсталираните базови линии, предишни периоди и други клетки в същия низ.

Полезните отчети включват:

• Преглед на здравето на батерията
• Разпределение на клетъчното напрежение
• Тенденции на вътрешна съпротива
• Разпределение на температурата
• История на зареждането, разреждането и алармата
• Записи за поддръжка

За операции на множество обекти отдалеченият достъп и централизираните отчети намаляват ненужните проверки и помагат на екипите да дадат приоритет на батериите, които изискват внимание.

6. Проверете комуникацията и интеграцията

Системата трябва да се впише в съществуващата среда за наблюдение на съоръжението, така че алармите и данните за батерията да достигнат до екипите, които се нуждаят от тях.

Общите интеграционни протоколи включват:

• Modbus RTU
• Modbus TCP
• SNMP
• MQTT
• IEC 61850

Центровете за данни може да се нуждаят от интеграция с DCIM или системи за управление на сгради. Помощните програми може да изискват интеграция на SCADA, EMS, DCS или IEC 61850. Телекомуникационните оператори могат да свържат системата към NOC или платформа за управление на енергията.

Поискайте документацията на протокола и списъка с точки за данни преди покупка. Потвърдете дали интеграцията изисква допълнителен шлюз, лиценз или персонализирана разработка.

7. Обмислете инсталирането, безопасността и поддръжката

Прегледайте как сензорите се закрепват към батериите, как се адресират устройствата, как се насочват кабелите и дали пускането в експлоатация може да бъде завършено без прекъсване на защитения товар.

Важните въпроси включват:

• Може ли системата да се инсталира, докато батерията остава в експлоатация?
• Поддържа ли автоматично адресиране на сензори и откриване на грешки в окабеляването?
• Може ли повреден сензор да бъде сменен без възстановяване на цялата мрежа?
• Какво обучение и техническа поддръжка са налични?

За открити, транспортни, комунални или опасни обекти също потвърдете необходимата защита на околната среда, температурен диапазон, устойчивост на огън, устойчивост на корозия и електромагнитна съвместимост за конкретната инсталация.

8. Разберете разликата между мониторинга и тестването на капацитета

Мониторингът на батерията открива необичайни условия и тенденции на влошаване. Тестването на капацитета проверява колко енергия или резервно време на работа батерията може да достави при определени тестови условия.

Напрежението, температурата, токът и вътрешното съпротивление са ценни индикатори за здравето, но те не доказват директно наличния амперчасов капацитет на батерията. Следователно критичните съоръжения трябва да обмислят стратегия за поддръжка, която комбинира непрекъснато наблюдение с периодична проверка на капацитета.

Определете дали мониторингът и тестването на капацитета могат да споделят данни и отчети. Интегрираният подход може да опрости решенията за поддръжка и подмяна.

Приоритети за избор по приложение

Центрове за данни и UPS системи

Дайте приоритет на мониторинга на ниво клетка, тенденциите на вътрешното съпротивление, температурните аларми, интеграцията на SNMP или DCIM, надеждното отчитане и бързото идентифициране на слаби батерии.

Електрически услуги и подстанции

Потвърдете поддръжка за Ni-Cd, VRLA или наводнени батерии, голям брой клетки, зарядно устройство и мониторинг на изолацията, местни изисквания за HMI, Modbus и опционална интеграция с IEC 61850.

Телекомуникации

Дайте приоритет на 48V системна съвместимост, дистанционни аларми, офлайн съхранение на данни, 4G или Ethernet комуникация, ниски изисквания за поддръжка и централизирано управление на множество обекти.

Нефт, газ и тежка промишленост

Оценете защитата на околната среда, устойчивостта на корозия, пожарната безопасност, надеждността на сензора, отдалечения достъп и интеграцията с промишлени системи за управление.

Транспорт

Проверете устойчивостта на вибрации, управлението на разпределени обекти, поддръжката на акумулаторни системи на станции и превозни средства, надеждна комуникация и бързо локализиране на повреда.

Контролен списък за избор на система за наблюдение на батерията

Защо да изберете DFUN решения за наблюдение на батерията?

DFUN осигурява мониторинг на батерията, дистанционно тестване на капацитета, интелигентно литиево-йонно резервно захранване и решения за централизирано управление за критични енергийни приложения. Наличните конфигурации поддържат мониторинг на ниво клетка и низ, анализ на исторически тенденции, интелигентни аларми, дистанционно управление и интеграция с общи индустриални протоколи.

Подходящата конфигурация на DFUN зависи от химията на батерията, мащаба на сайта, изискванията за наблюдение и комуникационната архитектура. Предоставянето на точна информация за проекта позволява на инженерния екип да препоръча подходящи сензори, контролери, шлюзове и софтуер.

Често задавани въпроси

Коя е най-важната характеристика на системата за наблюдение на батерията?

Най-важната характеристика зависи от приложението, но видимостта на ниво клетка, надеждните данни за тенденциите и действащите аларми са основни за откриване на слаби батерии, преди да засегнат целия низ.

Достатъчно ли е наблюдението на напрежението на струната?

Не. Нормалното напрежение на низа може да скрие необичайна отделна клетка или блок. Напрежението на ниво клетка, вътрешното съпротивление и наблюдението на температурата осигуряват по-ранно и по-прецизно идентифициране на повредата.

Може ли една система да наблюдава различни химикали на батерията?

Някои професионални платформи поддържат приложения за VRLA, Ni-Cd, наводнени оловно-киселинни и литиеви батерии. Съвместимостта трябва да бъде потвърдена за специфичното напрежение на клетката, конфигурацията на низа и необходимите параметри.

Системата за наблюдение на батерията измерва ли действителния капацитет на батерията?

Мониторингът оценява състоянието на батерията от работни параметри и тенденции. Действителният наличен капацитет или време на работа трябва да се провери чрез подходящ тест за капацитет на батерията.

Може ли система за наблюдение на батерията да се интегрира със SCADA или DCIM?

Да, ако поддържа необходимия протокол и точки от данни. Общите опции включват Modbus, SNMP, MQTT и IEC 61850. Изискванията за интеграция трябва да бъдат потвърдени по време на проектирането на системата.

Може ли системата да бъде разширена по-късно?

Една мащабируема система може да добавя низове от батерии, сайтове, шлюзове или софтуерни лицензи, докато проектът расте. Потвърдете ограниченията за разширяване и архитектурата преди покупка.