Akumuliatoriaus eilutė gali atrodyti normali net tada, kai vienas elementas ar blokas pradeda gesti. Tai yra pagrindinis skirtumas tarp elementų lygio baterijos stebėjimo ir eilutės lygio akumuliatoriaus stebėjimo: vienas rodo kiekvienos baterijos būklę, o kitas – bendrą visos eilutės veikimą.
Abu stebėjimo lygiai suteikia naudingos informacijos, tačiau atsako į skirtingus priežiūros klausimus. Šiame vadove paaiškinama, ką matuoja kiekvienas metodas, kokius gedimus jis gali atskleisti ir kaip pasirinkti tinkamą stebėjimo architektūrą UPS sistemoms, pastotėms, telekomunikacijų svetainėms, transporto tinklams ir pramonei svarbioms maitinimo programoms.
DFUN elementų lygio akumuliatoriaus stebėjimo sistema
Kas yra stygos lygio baterijos stebėjimas?
Stygos lygio akumuliatoriaus stebėjimas matuoja visos serijiniu būdu prijungtos akumuliatoriaus grandinės elektrinį elgesį. Priklausomai nuo sistemos konstrukcijos, jis gali stebėti:
Bendra stygos įtampa
Įkrovimo ir iškrovimo srovė
Plūdės srovė
Pulsacijos srovė ir pulsavimo įtampa
Aplinkos temperatūra ir drėgmė
Izoliacijos arba nuotėkio sąlygos
Iškrovos trukmė ir eilutės lygio įvykiai
Ši informacija padeda operatoriams nustatyti, ar įkroviklis ir akumuliatoriaus grandinė veikia numatytu diapazonu. Jis gali nustatyti tokias sąlygas kaip nenormali bendra įtampa, netikėtas iškrovimas, per didelė srovė, įkroviklio problemos arba eilutė, kuri netinkamai dalijasi srove su lygiagrečiomis stygomis.
Tačiau eilutės lygio stebėjimas paprastai nenustato, kuri atskira baterija sukėlė pakeitimą. Technikas gali žinoti, kad eilutė turi problemų, bet vis tiek reikia atlikti rankinius matavimus, kad būtų galima rasti paveiktą ląstelę ar bloką.
Kas yra elemento lygio baterijos stebėjimas?
Akumuliatoriaus elementų lygio stebėjimas naudoja atskirą jutiklį arba matavimo kanalą kiekvienam elementui ar akumuliatoriaus blokui. Priklausomai nuo akumuliatoriaus cheminės sudėties ir pasirinkto sprendimo, sistema gali įrašyti:
Atskirų elementų arba blokų įtampa
Vidinė varža arba varža
Akumuliatoriaus gnybtų temperatūra
Ryšio arba tarpląstelinis atsparumas
Palaikomų užtvindytų akumuliatorių elektrolito lygis
Nuotėkio sąlygos
Istorinės tendencijos ir nukrypimai nuo kitų baterijų
Vietoj to, kad būtų rodoma tik viena visos eilutės reikšmė, elementų lygio akumuliatoriaus stebėjimo sistema parodo, kaip veikia kiekviena baterija. Taip lengviau atpažinti silpną elementą, nenormalią temperatūrą, didėjantį pasipriešinimą, įtampos disbalansą arba ryšio problemą, kol ji dar nepastebima eilutės lygyje.
DFUN elementų lygio akumuliatoriaus jutikliai montuojami ant atskirų stacionarių akumuliatorių
Kodėl normali stygos įtampa gali paslėpti silpną bateriją
Serijiniu būdu sujungtoje akumuliatoriaus grandinėje bendra įtampa yra visų atskirų akumuliatoriaus įtampų suma. Jei vienos baterijos įtampa yra neįprasta, kitos baterijos ir įkroviklis gali laikinai kompensuoti, o bendra stygos įtampa lieka akivaizdžiai priimtinoje diapazone.
Pavyzdžiui, įkroviklis gali palaikyti numatomą bendrą plūduriuojančią įtampą, o atskiri blokai veikia skirtingomis įtampomis. Viena baterija gali būti nepakankamai įkrauta, o kita yra veikiama didesnės plūduriuojančios įtampos. Vien tik visas eilutės skaitymas neparodo šio skirstinio.
Tas pats apribojimas tampa ypač svarbus iškrovimo metu. Silpniausia baterija gali pasiekti žemos įtampos būseną anksčiau nei likusi eilutė, o tai apriboja viso akumuliatoriaus banko našumą, net jei vidutinė baterija vis tiek atrodo sveika.
Silpna atskira baterija, paslėpta dėl normalios bendros stygos įtampos
Ląstelės lygio ir eilutės lygio baterijos stebėjimas
Matavimo raiška
Stebėjimas eilutės lygiu suteikia vieną bendrą visos eilutės vaizdą. Ląstelių lygio stebėjimas suteikia atskirą kiekvienos stebimos ląstelės ar bloko vaizdą.
Gedimų aptikimas
Stygos lygio stebėjimas gali aptikti bendrą įtampą, srovę, iškrovą, įkrovimą ir aplinkos sutrikimus. Ląstelių lygio stebėjimas gali papildomai atskleisti skirtumus tarp atskirų baterijų, įskaitant įtampos nuokrypį, pasipriešinimo padidėjimą ir vietinį temperatūros kilimą.
Gedimo vieta
Eilutės lygio pavojaus signalas rodo, kad reikalingas tolesnis tyrimas. Ląstelės lygio pavojaus signalas gali nustatyti paveiktą vietą, eilutę ir akumuliatoriaus padėtį, o tai padeda techninės priežiūros komandoms greičiau nustatyti problemą.
Istorinė analizė
Styginės tendencijos rodo, kaip visas akumuliatoriaus bankas veikia laikui bėgant. Ląstelių lygio tendencijos leidžia operatoriams palyginti vieną bateriją su jos bazine linija ir su kaimyninėmis baterijomis toje pačioje eilutėje.
Diegimo ir duomenų reikalavimai
Styginių lygio sistemoms paprastai reikia mažiau matavimo taškų, mažiau laidų ir mažiau saugomų duomenų. Ląstelių lygio sistemoms reikalingi papildomi jutikliai, montavimo darbai, adresavimas, ryšys ir duomenų valdymas, tačiau jos suteikia išsamesnę diagnostinę informaciją.
Geriausiai pritaikytos programos
Stebėjimas eilutės lygiu gali būti tinkamas pagrindinei priežiūrai arba mažesnės rizikos įrenginiams. Ląstelių lygio stebėjimas geriau pritaikytas kritinėms ar nuotolinėms programoms, kai vienos baterijos gedimas gali turėti įtakos paslaugų tęstinumui, saugai ar atsakui į avarines situacijas.
Kokias problemas gali aptikti kiekvienas stebėjimo lygis?
Problemos, matomos eilutės lygiu
Nenormali bendra stygos įtampa
Netikėta įkrovimo arba iškrovimo srovė
Vienos visos baterijos grandinės praradimas
Netolygus srovės pasidalijimas tarp lygiagrečių stygų
Per didelė srovė arba įtampa
Nenormali kambario temperatūra arba drėgmė
Styginių iškrovos įvykiai ir trukmė
Problemos geriau identifikuojamos ląstelės lygiu
Vienas elementas arba blokas su nenormalia plūduriuojančia įtampa
Didėja vidinė varža arba varža
Akumuliatorius šildo labiau nei kaimyninės baterijos
Įtampos disbalansas eilutėje
Silpna baterija, kuri anksti išsikrovimo metu pasiekia žemą įtampą
Atsilaisvinęs arba blogėjantis ryšys
Ryšys su atskiru akumuliatoriaus jutikliu nutrūksta
Nė vienas matavimas neįrodo turimos akumuliatoriaus talpos ar likusio tarnavimo laiko. Įtampa, varža, temperatūra ir srovė turėtų būti įvertinti kartu su istorinėmis tendencijomis, patikrinimais, gamintojo rekomendacijomis ir atitinkamais pajėgumų bandymais.
Kodėl svarbioms maitinimo sistemoms paprastai reikia abiejų lygių
Ląstelių lygio ir eilutės lygio stebėjimas neturėtų būti traktuojamas kaip konkuruojančios technologijos. Visa stacionari akumuliatoriaus stebėjimo architektūra paprastai juos sujungia.
Atskiri jutikliai matuoja akumuliatoriaus įtampą, varžą ir temperatūrą. Styginių įtaisas matuoja bendrą įtampą ir srovę. Valdiklis arba šliuzas renka duomenis, taiko aliarmo logiką, saugo istorinius įrašus ir perduoda informaciją į vietinę sąsają arba centralizuotą valdymo platformą.
Ši kombinuota architektūra leidžia operatoriams atsakyti į du skirtingus klausimus:
Kas vyksta su akumuliatoriaus sistema? Stygos lygio įtampa ir srovė rodo bendrą veikimo įvykį.
Kuri baterija reikalauja dėmesio? Ląstelės lygio duomenys identifikuoja nenormalią bateriją ir jos tendenciją.
DFUN BMS prietaisų skydelis, kuriame rodomi eilutės lygio ir individualūs akumuliatoriaus įtampos duomenys.
Kada tinkamas sekų lygio stebėjimas?
Stebėjimas eilutės lygiu gali būti svarstomas, kai:
Akumuliatoriaus įtaisymas yra mažas ir jį lengva patikrinti rankiniu būdu
Apsaugota apkrova turi mažesnes gedimo pasekmes
Pagrindinis reikalavimas yra aptikti įkrovą, iškrovimą ir bendras stygos sąlygas
Apmokytas personalas gali dažnai atlikti atskirus akumuliatoriaus matavimus
Projektas yra pradinis stebėjimo etapas su apibrėžtu būsimos plėtros planu
Net ir šiose programose išlieka būtini periodiniai ląstelių ar blokų matavimai. Stygos stebėjimas neturėtų būti aiškinamas kaip patvirtinimas, kad kiekviena eilutėje esanti baterija yra sveika.
Kada rekomenduojama stebėti elemento lygio bateriją?
Ląstelių lygio stebėjimas yra ypač vertingas, kai:
Baterija palaiko duomenų centrą, pastotę, telekomunikacijų tinklą, geležinkelį, oro uostą, ligoninę, naftos ir dujų įrenginį ar kitą kritinę apkrovą
Įrenginyje yra ilgų arba kelių lygiagrečių eilučių
Svetainės yra nepilotuojamos, nutolusios arba brangiai lankomos
Techninės priežiūros komandos turi tiksliai nustatyti su pavojaus signalu susietą bateriją
Istoriniai duomenys reikalingi techninei priežiūrai pagal būklę
Reikia palyginti akumuliatoriaus temperatūros ir vidinės varžos tendencijas
Operatoriui reikia centralizuoto stebėjimo keliose vietose
Turi būti registruojamas akumuliatoriaus veikimas faktinio arba suplanuoto išsikrovimo metu
Ląstelių lygio stebėjimo vertė didėja didėjant akumuliatoriaus įrengimo kritiškumui, mastui, nuotoliui ir priežiūros sudėtingumui.
Taikymo pavyzdžiai
Duomenų centrai ir UPS sistemos
Stygos įtampa ir srovė patvirtina bendrą įkrovimo arba iškrovimo įvykį, o elemento lygio duomenys padeda nustatyti silpną 12 V bloką, kol jis nepaveiks UPS veikimo laiko. Integracija su DCIM arba tinklo valdymo platforma gali centralizuoti aliarmus ir ataskaitas.
Elektros tiekimas ir pastotės
Pastotės nuolatinės srovės sistemose gali būti daug 2 V švino rūgšties arba 1,2 V Ni-Cd elementų. Ląstelių lygio stebėjimas palaiko įtampos ir temperatūros palyginimą banke, o srovės lygis ir įtampa rodo įkroviklio ir nuolatinės srovės sistemos veikimą.
Telekomunikacijos
Nuotolinėms 48 V telekomunikacijų svetainėms naudinga gedimų lokalizacija ląstelių lygiu, nes priežiūros vizitai yra brangūs. Stygų matavimai suteikia galimybę matyti įkrovimo ir iškrovimo įvykius, o centralizuota programinė įranga padeda komandoms nustatyti, kurioms svetainėms reikia dėmesio.
Transportas ir pramonės objektai
Geležinkeliuose, oro uostuose, naftos ir dujų bei gamybos įrenginiuose gali būti naudojamos kelios paskirstytos akumuliatorių sistemos. Sujungus abu lygius, techninės priežiūros komandos gali valdyti visos sistemos įvykius neprarandant atskirų baterijų matomumo.
Stacionari baterijų patalpa su DFUN elementų lygio stebėjimo sistema
Stebėjimas nepakeičia pajėgumų tikrinimo
Ląstelių lygio stebėjimas pagerina matomumą, tačiau tiesiogiai nematuoja viso akumuliatoriaus banko ampervalandžių talpos. Vidinės varžos ir įtampos tendencijos gali padėti nustatyti baterijas, kurias reikia ištirti, o tinkamai atliktas iškrovos testas patvirtina akumuliatoriaus gebėjimą išlaikyti tam tikrą apkrovą nustatytomis sąlygomis.
Esant svarbioms programoms, techninės priežiūros strategija turėtų apimti nuolatinį stebėjimą, vizualinį patikrinimą, ryšio patikras, gamintojo nurodymus ir suplanuotą pajėgumo patikrą.
Kaip pasirinkti tinkamą stebėjimo architektūrą
Prieš pasirinkdami sistemą, surinkite šią projekto informaciją:
Nustatykite akumuliatoriaus gedimo taikymą ir pasekmes.
Patvirtinkite akumuliatoriaus cheminę sudėtį, vardinę įtampą, talpą ir gamintoją.
Įrašykite langelių arba blokų skaičių kiekvienoje eilutėje.
Užrašykite stygų skaičių ir ar jos veikia lygiagrečiai.
Apibrėžkite reikiamus langelio lygio ir eilutės lygio parametrus.
Apibrėžkite aliarmo gavėjus ir reikalingą atsakymo laiką.
Patvirtinkite integravimo reikalavimus, pvz., Modbus, SNMP, MQTT arba IEC 61850.
Nustatykite, ar sistema turi palaikyti būsimą plėtrą ar kelias svetaines.
Daugeliui svarbių maitinimo įrenginių naudingiausias dizainas nėra elementų lygio ar eilutės lygio stebėjimas. Tai integruota sistema, kuri naudoja abu.
Dažnai užduodami klausimai
Ar elementų lygio baterijos stebėjimas yra geresnis nei eilutės lygio stebėjimas?
Ląstelių lygio stebėjimas suteikia išsamesnį gedimų aptikimą ir lokalizavimą, tačiau eilutės lygio įtampa ir srovė išlieka būtinos norint suprasti bendrą akumuliatoriaus veikimą. Kritinėms sistemoms paprastai naudinga derinti abu lygius.
Ar stygos įtampa gali nustatyti silpną bateriją?
Nepatikimai. Bendra stygos įtampa gali likti laukiamo diapazono ribose, kol viena baterija yra nenormali. Individualios įtampos, varžos, temperatūros ir iškrovos tendencijos suteikia daugiau naudingos informacijos nustatant silpno akumuliatoriaus vietą.
Ką matuoja elementų lygio baterijos stebėjimas?
Priklausomai nuo akumuliatoriaus tipo ir sistemos, jis gali matuoti individualią įtampą, vidinę varžą arba varžą, temperatūrą, jungties varžą, elektrolito lygį ir nuotėkio sąlygas.
Ar kiekvienai baterijai reikia savo jutiklio?
Daugelis ląstelių lygio sistemų naudoja po vieną jutiklį kiekvienai ląstelei ar blokui. Kitose architektūrose gali būti naudojami kelių kanalų matavimo moduliai. Tinkamas dizainas priklauso nuo akumuliatoriaus įtampos, cheminių medžiagų, baterijų skaičiaus ir reikalingų parametrų.
Ar elementų lygio stebėjimas gali numatyti tikslią akumuliatoriaus veikimo laiką?
Nė vienas stebimas parametras negali garantuoti tikslaus veikimo laiko. Stebėsena nustato eksploatavimo sąlygas ir gedimo tendencijas, o turimi pajėgumai arba veikimo laikas turėtų būti tikrinami atliekant atitinkamą iškrovos bandymą.
Ar ląstelės lygio duomenis galima integruoti su SCADA arba DCIM?
Taip. Valdiklis arba šliuzas gali kaupti atskirus baterijos ir eilutės duomenis ir perduoti pasirinktus matavimus bei pavojaus signalus naudodamas palaikomus protokolus. Suderinamumas ir reikiamas duomenų taškų sąrašas turi būti patvirtinti sistemos projektavimo metu.
DFUN teikia elementų ir stygų lygio baterijų stebėjimo sprendimus duomenų centrams, elektros energijos tiekimo įstaigoms, telekomunikacijoms, transportui ir pramonei svarbioms maitinimo sistemoms. Galimos konfigūracijos palaiko atskirus baterijos jutiklius, stygų matavimą, istorines tendencijas, konfigūruojamus pavojaus signalus, centralizuotą valdymą ir integraciją su įprastais pramoniniais protokolais.
Atsiųskite DFUN savo akumuliatoriaus cheminę informaciją, elemento ar bloko įtampą, baterijų skaičių, eilučių skaičių ir reikalingą ryšio protokolą. Mūsų inžinierių komanda gali padėti sukurti jūsų programai tinkamą stebėjimo architektūrą.
