変電所のバッテリー監視: 早期故障検出、安全な運用、簡単な統合

最新の変電所は、停電時に保護リレー、回路ブレーカー、SCADA 機器、通信システム、非常照明を動作させるために DC バッテリー システムに依存しています。 1 つの弱いセルに障害が発生すると、バッテリー ストリング全体の信頼性が損なわれる可能性があります。

変電 所のバッテリー監視システムは、 バッテリーの状態を継続的に可視化します。すべてのセルとバッテリーストリングをリアルタイムで監視することで、電力会社は劣化の兆候を早期に検出し、手動による検査を減らし、予期しない DC 電源障害を防ぐことができます。

変電所のバッテリー監視が重要な理由

変電所のバッテリーは、多くの場合、長年にわたってフロート充電されたままになります。この期間中、明らかな症状がなくても、経年劣化、腐食、接続の緩み、充電の問題、温度変化が発生する可能性があります。

定期検査では、バッテリー状態のスナップショットのみが得られます。これに対し、 変電所のオンライン バッテリー モニターは 24 時間年中無休で稼働し、重要な機器に影響を与える前に異常な変化を特定します。

継続的な監視は、電力会社にとって次のことに役立ちます。

• 弱い細胞や劣化した細胞を早期に検出
• 保護リレーやサーキットブレーカーの故障を防止
• 日常的な手動検査の作業負荷を軽減
• 人員と設備の安全性を向上させる
• 状態に応じたバッテリーメンテナンスをサポート
• 変電所の DC システムの信頼性を向上

監視されていない DC バッテリー システムの一般的なリスク

バッテリーの故障は通常、警告なしに発生するのではなく、徐々に発生します。信頼性の高い DC バッテリ監視システムは、 電圧、抵抗、温度、電流の傾向を通じてこれらの問題の多くを特定できます。

一般的なリスクには次のようなものがあります。

• バッテリーの劣化と容量の低下
• 内部抵抗の増加
• セル電圧の不均衡
• 端子接続の緩みまたは腐食
• バッテリー温度の異常
• 充電器またはフロート電流の異常
• リップル電流とストリングの不均衡

継続的に監視しないと、緊急時にバッテリーが必要になるまで、これらの状態が隠れたままになる可能性があります。

Ni-Cd および VRLA バッテリの監視

変電所では通常、ニッケル カドミウム (Ni-Cd)、制御弁式鉛蓄電池 (VRLA)、または液式鉛蓄電池が使用されます。それぞれの化学反応には適切なモニタリング戦略が必要です。

ニカド電池の監視

Ni-Cd バッテリーの監視で は、個々のセルの電圧、充電状態、温度、電解液関連の経年劣化傾向、およびストリングのパフォーマンスに焦点を当てる必要があります。内部抵抗の変化は VRLA バッテリーほど顕著ではないため、長期的な電圧と充電の傾向が特に重要です。

VRLA バッテリー監視

VRLA バッテリ監視は 通常、セル電圧、内部抵抗、温度、充電電流、容量劣化に焦点を当てます。内部抵抗の上昇傾向は、バッテリの劣化とバックアップ機能の低下を早期に警告する可能性があります。

柔軟な変電所バッテリ監視ソリューションは、1 つのプラットフォームで Ni-Cd、VRLA、VLA、およびリチウム バッテリをサポートする必要があります。

変電所のバッテリーモニターは何を測定する必要がありますか?

効果的なシステムでは、個々のセルとバッテリー ストリング全体の両方を監視する必要があります。最も重要なパラメータには次のものがあります。

セル電圧

継続的なセル電圧監視により、弱いセル、過充電、過小充電、電圧の不均衡が検出されます。たとえ小さな偏差であっても、欠陥が発生していることを示す可能性があります。

バッテリー温度

高温ではバッテリーの劣化が促進されますが、温度が不均一である場合は、換気不良、充電の問題、またはセルの欠陥を示している可能性があります。リアルタイムの温度アラームは、熱による損傷を防ぐのに役立ちます。

内部抵抗

内部抵抗は、バッテリーの劣化を示す最も有用な指標の 1 つです。傾向監視により、放電試験中に容量損失が明らかになるずっと前に経年劣化を明らかにすることができます。

ストリングの電圧と電流

ストリング電圧、フロート電流、充放電電流、リップル電流は、充電器の性能と全体的なバッテリー状態に関する貴重な情報を提供します。

端子と接続状態

端子が緩んでいたり腐食していると、電圧降下や局所的な発熱が発生する可能性があります。異常な接続抵抗を検出することで、メンテナンス チームは安全上の危険が生じる前にこれらの問題を修正できます。

SCADAおよび変電所自動化との統合

電力会社は多くの場合、既存の SCADA、EMS、DCS、またはネットワーク管理プラットフォームを通じてバッテリー データを利用できるようにする必要があります。したがって、公共事業向けの最新の バッテリー監視システムは、 標準の産業用通信プロトコルをサポートする必要があります。

一般的な統合オプションには次のものがあります。

• Modbus RTU
• Modbus TCP/IP
• SNMP
• IEC 61850
• REST API

IEC 61850 バッテリ監視は、 インテリジェント電子デバイスおよび変電所自動化システムとの通信を簡素化するため、デジタル変電所にとって特に価値があります。

システム導入に関する重要な考慮事項

変電所バッテリー監視システムを選択する前に、エンジニアは次のプロジェクト情報を確認する必要があります。

• バッテリーの化学的性質と公称セル電圧
• セルとバッテリーストリングの数
• 充電器とDCシステムの構成
• 必要な監視パラメータ
• RS485、イーサネット、ファイバー、または 4G 通信の利用可能性
• SCADA、EMS、DCS、または IEC 61850 の統合要件
• 屋内または屋外の設置環境
• 電子メール、SMS、およびプラットフォームのアラーム要件

監視センサーは、可能な限り通常のバッテリー動作を中断せずに取り付ける必要があります。ケーブルの配線、絶縁、電磁適合性、および電気的安全手順も考慮する必要があります。

インテリジェントアラームと予知保全

専門的なシステムは生データ以上のものを提供する必要があります。マルチレベルのアラーム、履歴傾向、自動レポートにより、エンジニアはどのセルが異常であるか、どの程度の速さで劣化するか、いつメンテナンスが必要かを理解することができます。

便利な機能には次のようなものがあります。

• リアルタイムのセルおよび文字列アラーム
• 電圧、温度、抵抗の傾向分析
• 弱い細胞の識別
• バッテリーの状態の概要
• アラーム履歴とメンテナンスレポート
• リモートマルチサイト管理

これにより、電力会社は計画的な交換から状態ベースのメンテナンスに移行できるようになり、不必要な現場訪問やバッテリー交換コストが削減されます。

DFUN 変電所バッテリー監視ソリューション

DFUN は完全な 変電所バッテリー監視ソリューションを提供します。 、変電所、送電および配電ネットワーク、発電所、産業公益事業、再生可能エネルギー施設向けの

DFUN ソリューションは以下をサポートします。

• 個々のバッテリーセルのリアルタイム監視
• オンライン内部抵抗測定
• バッテリーと周囲温度の監視
• ストリングの電圧と電流の監視
• インテリジェントなアラームと履歴傾向分析
• ウェブベースのリモート管理
• SCADA、Modbus、SNMP、および IEC 61850 の統合
• Ni-Cd、VRLA、VLA、およびリチウム電池のサポート

既存の設備をアップグレードする場合でも、新しい変電所を設計する場合でも、DFUN は電力会社がバッテリーのリスクを早期に特定し、メンテナンスコストを削減し、バックアップ電源の信頼性を向上させるのに役立ちます。

よくある質問

変電所を停止せずにバッテリー監視システムを設置できますか?

ほとんどのプロジェクトでは、既存の業務への中断を最小限に抑えながら監視システムをインストールできます。設置計画は、サイト固有の電気安全手順に従う必要があります。

1 つのシステムで Ni-Cd バッテリーと VRLA バッテリーの両方を監視できますか?

はい。プロフェッショナルなバッテリー監視プラットフォームは、Ni-Cd、VRLA、VLA、リチウム バッテリーなど、複数のバッテリー化学反応をサポートできます。

オンラインバッテリーモニタリングは容量テストに代わるものですか?

いいえ。オンライン監視により継続的に早期警告が提供され、定期的な容量テストにより実際のバックアップ容量と実行時間が検証されます。両方を使用すると、より完全なバッテリーの状態に関する情報が得られます。

システムはどのようにして誤報を減らすのでしょうか?

設定可能なしきい値、アラーム遅延、マルチレベル アラート、および傾向分析により、一時的な変動と本物の劣化を区別することができます。

変電所のバッテリー監視提案をリクエストする

適切なソリューションを推奨するには、バッテリーの種類、セル電圧、セルとストリングの数、通信方法、既存の SCADA または自動化プラットフォーム、アラーム要件、設置環境を提供してください。

DFUN に連絡してプロジェクトについて話し合い、カスタマイズされた変電所バッテリー監視システムの提案を受けてください。