Rakkude ja stringi tasemel aku jälgimine: mida te vajate?

Aku jada võib tunduda normaalne isegi siis, kui üks element või plokk hakkab riknema. See on keskne erinevus rakutaseme aku jälgimise ja stringitaseme aku jälgimise vahel: üks näitab iga aku seisukorda, teine ​​​​aga kogu stringi kombineeritud käitumist.

Mõlemad seiretasemed annavad kasulikku teavet, kuid vastavad erinevatele hooldusküsimustele. Selles juhendis selgitatakse, mida iga lähenemisviis mõõdab, milliseid vigu see võib paljastada ja kuidas valida õiget seirearhitektuuri UPS-süsteemide, alajaamade, telekommunikatsioonikohtade, transpordivõrkude ja tööstuslike kriitiliste toiterakenduste jaoks.

Mis on stringitaseme aku jälgimine?

Stringitaseme aku jälgimine mõõdab kogu järjestikku ühendatud aku stringi elektrilist käitumist. Olenevalt süsteemi ülesehitusest võib see jälgida:

• Stringi kogupinge
• Laadimis- ja tühjendusvool
• Ujukvool
• Pulsatsioonivool ja pulsatsioonipinge
• Ümbritsev temperatuur ja niiskus
• Isolatsiooni- või lekketingimused
• Tühjenemise kestus ja stringitaseme sündmused

See teave aitab operaatoritel kindlaks teha, kas laadija ja aku töötavad ettenähtud vahemikus. See suudab tuvastada tingimusi, nagu ebanormaalne kogupinge, ootamatu tühjenemine, liigne vool, laadija probleemid või string, mis ei jaga voolu õigesti paralleelsete stringidega.

Kuid stringitaseme jälgimine ei tuvasta tavaliselt, milline aku muutus põhjustas. Tehnik võib teada, et stringiga on probleem, kuid ta vajab mõjutatud raku või ploki leidmiseks siiski käsitsi mõõtmisi.

Mis on rakutaseme aku jälgimine?

Aku taseme seire kasutab iga elemendi või akuploki jaoks individuaalset andurit või mõõtmiskanalit. Olenevalt aku keemiast ja valitud lahendusest võib süsteem salvestada:

• Üksiku elemendi või ploki pinge
• Sisetakistus või impedants
• Aku klemmi temperatuur
• Ühendus või rakkudevaheline takistus
• Elektrolüüdi tase toetatud üleujutatud akude jaoks
• Lekketingimused
• Ajaloolised trendid ja kõrvalekalded teistest akudest stringis

Selle asemel, et kuvada kogu stringi jaoks ainult üks väärtus, näitab elemenditaseme aku jälgimissüsteem, kuidas iga aku käitub. See muudab nõrga elemendi, ebanormaalse temperatuuri, tõusva takistuse, pinge tasakaalustamatuse või ühenduse probleemi tuvastamise lihtsamaks enne, kui see stringi tasemel nähtavaks muutub.

Miks tavaline stringi pinge võib varjata nõrka akut?

Jadamisi ühendatud aku stringis on kogupinge kõigi üksikute aku pingete summa. Kui ühel akul on ebatavaline pinge, võivad teised akud ja laadija ajutiselt kompenseerida, jättes stringi kogupinge näiliselt vastuvõetavasse vahemikku.

Näiteks võib laadija säilitada eeldatava üldise ujuvpinge, samal ajal kui üksikud plokid töötavad erinevatel pingetel. Üks aku võib olla alalaetud, samas kui teine ​​on avatud kõrgemale ujuvpingele. Ainuüksi täielik stringi lugemine seda jaotust ei näita.

Sama piirang muutub eriti oluliseks tühjendamise ajal. Nõrgem aku võib jõuda madalpinge olekusse varem kui ülejäänud string, mis piirab kogu akupanga kasulikku jõudlust, kuigi keskmine aku näib endiselt terve.

Rakutaseme vs stringitaseme aku jälgimine

Mõõtmise eraldusvõime

Stringitaseme jälgimine annab kogu stringi ühe kombineeritud vaate. Rakkude taseme jälgimine pakub iga jälgitava lahtri või ploki kohta eraldi vaadet.

Vea tuvastamine

Stringitaseme seire võimaldab tuvastada üldist pinget, voolu, tühjenemist, laadimist ja keskkonnahäireid. Rakkude taseme jälgimine võib lisaks näidata erinevusi üksikute akude vahel, sealhulgas pinge hälvet, takistuse suurenemist ja lokaalset temperatuuri tõusu.

Vea asukoht

Stringitaseme häire näitab, et vaja on täiendavat uurimist. Rakkude taseme alarm suudab tuvastada mõjutatud saidi, stringi ja aku asukoha, aidates hooldusmeeskondadel probleemi kiiremini leida.

Ajalooline analüüs

Stringitrendid näitavad, kuidas terve akupank aja jooksul käitub. Kärjetaseme suundumused võimaldavad operaatoritel võrrelda ühte akut selle algtasemega ja naaberakudega samas stringis.

Paigaldus ja andmenõuded

Stringitaseme süsteemid nõuavad tavaliselt vähem mõõtepunkte, vähem juhtmeid ja vähem salvestatud andmeid. Rakkude tasemel süsteemid nõuavad täiendavaid andureid, paigaldustöid, adresseerimist, sidet ja andmehaldust, kuid need annavad täpsemat diagnostikateavet.

Parimad rakendused

Stringitaseme seire võib sobida põhijärelevalve või väiksema riskiga paigalduste jaoks. Rakkude taseme jälgimine sobib paremini kriitiliste või kaugrakenduste jaoks, kus ühe aku rike võib mõjutada teenuse järjepidevust, ohutust või hädaolukordadele reageerimist.

Milliseid probleeme saab iga seiretase tuvastada?

Stringi tasemel nähtavad probleemid

• Ebanormaalne stringi kogupinge
• Ootamatu laadimis- või tühjendusvool
• Ühe aku täieliku stringi kadumine
• Ebaühtlane voolu jagamine paralleelsete stringide vahel
• Liigne pulsatsioonivool või pinge
• Ebanormaalne toatemperatuur või -niiskus
• Stringi tühjenemise sündmused ja kestus

Probleemid on rakutasandil paremini tuvastatavad

• Üks ebanormaalse ujuvpingega element või plokk
• Sisemise takistuse või impedantsi suurendamine
• Aku soojendab rohkem kui naaberakud
• Pinge tasakaalustamatus stringis
• Nõrk aku, mis jõuab tühjenemise ajal varakult madalale pingele
• Lahtine või halvenev ühendus
• Side katkemine üksiku akuanduriga

Ükski mõõtmine ei tõesta aku olemasolevat mahtu ega järelejäänud kasutusiga. Pinget, takistust, temperatuuri ja voolu tuleks hinnata koos ajalooliste suundumuste, ülevaatuste, tootja soovituste ja sobiva võimsuse testimisega.

Miks vajavad kriitilised toitesüsteemid tavaliselt mõlemat taset?

Raku- ja stringitaseme jälgimist ei tohiks käsitleda konkureerivate tehnoloogiatena. Täielik statsionaarne aku jälgimise arhitektuur ühendab need tavaliselt.

Üksikud andurid mõõdavad aku pinget, takistust ja temperatuuri. Stringseade mõõdab kogu pinget ja voolu. Kontroller või lüüs kogub andmeid, rakendab häireloogikat, salvestab ajaloolisi kirjeid ja edastab teabe kohalikule liidesele või tsentraliseeritud haldusplatvormile.

See kombineeritud arhitektuur võimaldab operaatoritel vastata kahele erinevale küsimusele:

• Mis toimub akusüsteemiga? Stringitaseme pinge ja vool näitavad üldist töösündmust.
• Milline aku vajab tähelepanu? Kärjetaseme andmed tuvastavad ebanormaalse aku ja selle trendi.

Millal on stringitaseme jälgimine asjakohane?

Stringitaseme jälgimist võib kaaluda, kui:

• Aku paigaldus on väike ja seda on lihtne käsitsi kontrollida
• Kaitstud koormusel on väiksem rikke tagajärg
• Peamine nõue on laengu, tühjenemise ja üldiste stringitingimuste tuvastamine
• Koolitatud töötajad võivad sageli teostada individuaalseid aku mõõtmisi
• Projekt on esialgne seireetapp koos kindlaksmääratud plaaniga edasiseks laienemiseks

Isegi nendes rakendustes on perioodilised raku või plokkide mõõtmised endiselt vajalikud. Stringi jälgimist ei tohiks tõlgendada kui kinnitust, et stringi iga patarei on terve.

Millal on elemenditaseme aku jälgimine soovitatav?

Rakkude taseme jälgimine on eriti väärtuslik, kui:

• Aku toetab andmekeskust, alajaama, telekommunikatsioonivõrku, raudteed, lennujaama, haiglat, nafta- ja gaasirajatist või muud kriitilist koormust
• Installatsioon sisaldab pikki stringe või mitut paralleelset stringi
• Saidid on mehitamata, kauged või külastamiseks kulukad
• Hooldusmeeskonnad peavad tuvastama häirega seotud täpse aku
• Seisundipõhise hoolduse jaoks on vaja ajaloolisi andmeid
• Võrrelda tuleb aku temperatuuri ja sisemise takistuse trende
• Operaator vajab tsentraliseeritud jälgimist mitmel saidil
• Aku jõudlus tegeliku või kavandatud tühjenemise ajal tuleb registreerida

Rakkude taseme jälgimise väärtus suureneb koos aku paigaldamise kriitilisuse, ulatuse, kauguse ja hoolduse keerukusega.

Rakenduse näited

Andmekeskused ja UPS-süsteemid

Stringi pinge ja vool kinnitavad üldist laadimis- või tühjenemissündmust, samas kui rakutaseme andmed aitavad tuvastada nõrga 12 V ploki, enne kui see mõjutab UPSi tööaega. Integreerimine DCIM-i või võrguhaldusplatvormiga võib häireid ja aruandeid tsentraliseerida.

Elektrivõrgud ja alajaamad

Alajaama alalisvoolusüsteemid võivad sisaldada suurel hulgal 2 V pliihappe või 1,2 V Ni-Cd elemente. Rakkude taseme jälgimine toetab pinge ja temperatuuri võrdlust kogu pangas, samas kui stringitaseme vool ja pinge näitavad laadija ja alalisvoolusüsteemi käitumist.

Telekommunikatsioon

Kaugside 48 V telekommunikatsioonisaidid saavad kasu rakutasemel rikete lokaliseerimisest, kuna hoolduskülastused on kulukad. Stringi mõõtmised võimaldavad näha laadimis- ja tühjendussündmusi, samas kui tsentraliseeritud tarkvara aitab meeskondadel seada prioriteediks, millised saidid vajavad tähelepanu.

Transport ja tööstusrajatised

Raudtee, lennujaam, nafta ja gaas ning tootmisrajatised võivad kasutada mitut hajutatud akusüsteemi. Mõlema taseme kombineerimine aitab hooldusmeeskondadel hallata kogu süsteemi hõlmavaid sündmusi, kaotamata nähtavust üksikute akude puhul.

Seire ei asenda võimsuse testimist

Rakkude taseme jälgimine parandab nähtavust, kuid see ei mõõda otseselt kogu akupanga kasutatavat ampertundide mahtu. Sisetakistuse ja pinge suundumused võivad aidata tuvastada akusid, mis vajavad uurimist, samas kui korralikult läbi viidud tühjenemistest kontrollib aku võimet toetada kindlaksmääratud koormust kindlaksmääratud tingimustel.

Kriitiliste rakenduste puhul peaks hooldusstrateegia ühendama pideva jälgimise, visuaalse kontrolli, ühenduse kontrollimise, tootja juhised ja planeeritud võimsuse kontrollimise.

Kuidas valida õige seirearhitektuur

Enne süsteemi valimist koguge projekti kohta järgmine teave:

1. Tehke kindlaks aku rikke rakendus ja tagajärg.
2. Kontrollige aku keemiat, nimipinget, mahtuvust ja tootjat.
3. Salvestage iga stringi lahtrite või plokkide arv.
4. Pange kirja stringide arv ja kas need töötavad paralleelselt.
5. Määratlege vajalikud lahtritaseme ja stringitaseme parameetrid.
6. Määrake häire adressaadid ja nõutav reageerimisaeg.
7. Kinnitage integreerimisnõuded, nagu Modbus, SNMP, MQTT või IEC 61850.
8. Tehke kindlaks, kas süsteem peab toetama tulevast laiendamist või mitut saiti.

Paljude kriitiliste toitepaigaldiste puhul ei ole kõige kasulikum konstruktsioon raku- või stringitaseme jälgimine. See on integreeritud süsteem, mis kasutab mõlemat.

Korduma kippuvad küsimused

Kas elemenditaseme aku jälgimine on parem kui stringitaseme jälgimine?

Rakkude taseme jälgimine võimaldab üksikasjalikumat rikete tuvastamist ja lokaliseerimist, kuid stringitaseme pinge ja vool on aku üldise töö mõistmiseks olulised. Kriitilised süsteemid saavad tavaliselt kasu mõlema taseme kombineerimisest.

Kas stringi pinge suudab tuvastada nõrga aku?

Mitte usaldusväärselt. Stringi kogupinge võib jääda oodatud vahemikku, kui üks aku on ebanormaalne. Individuaalsed pinge-, takistus-, temperatuuri- ja tühjenemistrendid annavad kasulikku teavet nõrga aku asukoha tuvastamiseks.

Mida mõõdab elemenditaseme aku jälgimine?

Sõltuvalt aku tüübist ja süsteemist võib see mõõta individuaalset pinget, sisemist takistust või impedantsi, temperatuuri, ühenduse takistust, elektrolüüdi taset ja lekketingimusi.

Kas iga aku vajab oma andurit?

Paljud rakutasandi süsteemid kasutavad iga raku või ploki jaoks ühte andurit. Teised arhitektuurid võivad kasutada mitme kanaliga mõõtmismooduleid. Õige konstruktsioon sõltub aku pingest, keemiast, patareide arvust ja nõutavatest parameetritest.

Kas rakutaseme jälgimine võib ennustada täpset aku tööaega?

Ükski jälgitav parameeter ei taga täpset tööaega. Seirega tehakse kindlaks töötingimused ja halvenemistrendid, samas kui olemasolevat võimsust või tööaega tuleks kontrollida asjakohase tühjenduskatsega.

Kas rakutaseme andmeid saab integreerida SCADA või DCIM-iga?

Jah. Kontroller või lüüs saab koondada üksikuid aku- ja stringandmeid ning edastada valitud mõõtmisi ja häireid toetatud protokollide kaudu. Ühilduvus ja nõutav andmepunktide loend tuleks kinnitada süsteemi kavandamise käigus.

Looge DFUN-iga täielik aku jälgimise lahendus

DFUN pakub raku- ja stringtasemel aku jälgimise lahendusi andmekeskustele, toiteettevõtetele, telekommunikatsioonile, transpordile ja tööstuslikele kriitilistele toitesüsteemidele. Saadaolevad konfiguratsioonid toetavad individuaalseid akuandureid, stringi mõõtmist, ajaloolisi suundumusi, konfigureeritavaid häireid, tsentraliseeritud haldust ja integreerimist tavaliste tööstusprotokollidega.

Saatke DFUN-ile oma aku keemia, elemendi või ploki pinge, patareide arv, stringide arv ja nõutav sideprotokoll. Meie insenerimeeskond aitab välja töötada teie rakendusele sobiva seirearhitektuuri.