Akumulatora virkne var šķist normāla pat tad, ja viena šūna vai bloks sāk bojāties. Šī ir galvenā atšķirība starp šūnu līmeņa akumulatora uzraudzību un virknes līmeņa akumulatora uzraudzību: viens parāda katra akumulatora stāvokli, bet otrs parāda visas virknes kombinēto darbību.
Abi uzraudzības līmeņi sniedz noderīgu informāciju, taču tie atbild uz dažādiem uzturēšanas jautājumiem. Šajā rokasgrāmatā ir paskaidrots, ko katra pieeja mēra, kādus defektus tā var atklāt, un kā izvēlēties pareizo uzraudzības arhitektūru UPS sistēmām, apakšstacijām, telekomunikāciju vietām, transporta tīkliem un rūpnieciski kritiskiem enerģijas lietojumiem.
DFUN šūnu līmeņa akumulatora uzraudzības sistēma
Kas ir virknes līmeņa akumulatora uzraudzība?
Virknes līmeņa akumulatora uzraudzība mēra visas sērijveidā savienotās akumulatora virknes elektrisko darbību. Atkarībā no sistēmas konstrukcijas tā var uzraudzīt:
Kopējais virknes spriegums
Uzlādes un izlādes strāva
Pludiņa strāva
Pulsācijas strāva un pulsācijas spriegums
Apkārtējās vides temperatūra un mitrums
Izolācijas vai noplūdes apstākļi
Izlādes ilgums un virknes līmeņa notikumi
Šī informācija palīdz operatoriem noteikt, vai lādētājs un akumulatora virkne darbojas paredzētajā diapazonā. Tas var identificēt tādus apstākļus kā neparasts kopējais spriegums, negaidīta izlāde, pārmērīga strāva, lādētāja problēmas vai virkne, kas nepareizi sadala strāvu ar paralēlām virknēm.
Tomēr virknes līmeņa uzraudzība parasti nenosaka, kurš akumulators izraisīja izmaiņas. Tehniķis var zināt, ka virknei ir problēma, taču viņam joprojām ir jāveic manuāli mērījumi, lai atrastu skarto šūnu vai bloku.
Kas ir šūnu līmeņa akumulatora uzraudzība?
Šūnu līmeņa akumulatora uzraudzība izmanto atsevišķu sensoru vai mērījumu kanālu katram elementam vai akumulatora blokam. Atkarībā no akumulatora ķīmijas un izvēlētā risinājuma sistēma var ierakstīt:
Atsevišķas šūnas vai bloka spriegums
Iekšējā pretestība vai pretestība
Akumulatora spailes temperatūra
Savienojuma vai starpšūnu pretestība
Elektrolīta līmenis atbalstītajiem applūdušajiem akumulatoriem
Noplūdes apstākļi
Vēsturiskās tendences un novirzes no citām baterijām virknē
Tā vietā, lai parādītu tikai vienu vērtību visai virknei, šūnu līmeņa akumulatora uzraudzības sistēma parāda, kā darbojas katrs akumulators. Tādējādi ir vieglāk noteikt vāju elementu, neparastu temperatūru, pieaugošu pretestību, sprieguma nelīdzsvarotību vai savienojuma problēmu, pirms tā kļūst redzama virknes līmenī.
DFUN elementu līmeņa akumulatora sensori, kas uzstādīti uz atsevišķiem stacionāriem akumulatoriem
Kāpēc normāls virknes spriegums var paslēpt vāju akumulatoru
Sērijveidā savienotā akumulatora virknē kopējais spriegums ir visu atsevišķo akumulatora spriegumu summa. Ja vienam akumulatoram ir neparasts spriegums, citi akumulatori un lādētājs var īslaicīgi kompensēt, atstājot kopējo virknes spriegumu šķietami pieņemamā diapazonā.
Piemēram, lādētājs var uzturēt paredzamo kopējo peldošo spriegumu, kamēr atsevišķi bloki darbojas ar dažādiem spriegumiem. Viens akumulators var būt nepietiekami uzlādēts, bet cits ir pakļauts lielākam peldošajam spriegumam. Pilnīga virknes nolasīšana vien neuzrāda šo sadalījumu.
Tas pats ierobežojums kļūst īpaši svarīgs izlādes laikā. Vājākais akumulators var sasniegt zemsprieguma stāvokli agrāk nekā pārējā virkne, tādējādi ierobežojot visas akumulatora bankas izmantojamo veiktspēju, lai gan vidējais akumulators joprojām šķiet vesels.
Vājš atsevišķs akumulators, ko slēpj normāls kopējais virknes spriegums
Šūnas līmeņa un virknes līmeņa akumulatora uzraudzība
Mērījumu izšķirtspēja
Virknes līmeņa uzraudzība nodrošina vienu apvienotu visas virknes skatījumu. Šūnu līmeņa uzraudzība nodrošina atsevišķu skatu uz katru uzraudzīto šūnu vai bloku.
Bojājumu noteikšana
Virknes līmeņa uzraudzība var noteikt kopējo spriegumu, strāvu, izlādi, uzlādi un vides novirzes. Šūnu līmeņa uzraudzība var papildus atklāt atšķirības starp atsevišķiem akumulatoriem, tostarp sprieguma novirzi, pretestības pieaugumu un lokālu temperatūras paaugstināšanos.
Bojājuma atrašanās vieta
Virknes līmeņa trauksme norāda, ka ir nepieciešama turpmāka izmeklēšana. Šūnas līmeņa trauksme var identificēt ietekmēto vietni, virkni un akumulatora pozīciju, palīdzot apkopes komandām ātrāk noteikt problēmu.
Vēsturiskā analīze
Virkņu tendences parāda, kā visa akumulatora banka darbojas laika gaitā. Šūnu līmeņa tendences ļauj operatoriem salīdzināt vienu akumulatoru ar tā bāzes līniju un ar blakus esošajām baterijām tajā pašā virknē.
Uzstādīšana un datu prasības
Virknes līmeņa sistēmām parasti ir nepieciešams mazāk mērījumu punktu, mazāk vadu un mazāk uzglabāto datu. Šūnu līmeņa sistēmām ir nepieciešami papildu sensori, uzstādīšanas darbi, adresēšana, sakari un datu pārvaldība, taču tās nodrošina detalizētāku diagnostikas informāciju.
Vislabāk piemērotas lietojumprogrammas
Virknes līmeņa uzraudzība var būt piemērota pamata uzraudzībai vai zemāka riska instalācijām. Šūnu līmeņa uzraudzība ir labāk piemērota kritiskām vai attālām lietojumprogrammām, kur viena akumulatora kļūme var ietekmēt pakalpojuma nepārtrauktību, drošību vai reaģēšanu uz ārkārtas situācijām.
Kādas problēmas var atklāt katrs uzraudzības līmenis?
Problēmas redzamas virknes līmenī
Nenormāls kopējais virknes spriegums
Negaidīta uzlādes vai izlādes strāva
Vienas pilnīgas akumulatora virknes zudums
Nevienmērīga strāvas sadale starp paralēlām virknēm
Pārmērīga pulsācijas strāva vai spriegums
Nenormāla istabas temperatūra vai mitrums
Stīgu izlādes notikumi un ilgums
Problēmas ir labāk identificētas šūnu līmenī
Viena šūna vai bloks ar neparastu pludiņa spriegumu
Iekšējās pretestības vai pretestības palielināšana
Akumulators silda vairāk nekā blakus esošās baterijas
Sprieguma nelīdzsvarotība virknē
Vājš akumulators, kas agri izlādes laikā sasniedz zemu spriegumu
Vaļīgs vai bojāts savienojums
Saziņas zudums ar atsevišķu akumulatora sensoru
Neviens mērījums nepierāda akumulatora pieejamo jaudu vai atlikušo kalpošanas laiku. Spriegums, pretestība, temperatūra un strāva jānovērtē kopā ar vēsturiskajām tendencēm, pārbaudēm, ražotāja ieteikumiem un atbilstošu jaudas pārbaudi.
Kāpēc kritiskām barošanas sistēmām parasti ir nepieciešami abi līmeņi?
Šūnu līmeņa un virknes līmeņa uzraudzību nevajadzētu uzskatīt par konkurējošām tehnoloģijām. Pilnīga stacionāra akumulatora uzraudzības arhitektūra parasti tos apvieno.
Atsevišķi sensori mēra akumulatora līmeņa spriegumu, pretestību un temperatūru. Stīgu ierīce mēra kopējo spriegumu un strāvu. Kontrolieris vai vārteja apkopo datus, piemēro trauksmes loģiku, saglabā vēsturiskos ierakstus un pārsūta informāciju uz vietējo saskarni vai centralizētu pārvaldības platformu.
Šī kombinētā arhitektūra ļauj operatoriem atbildēt uz diviem dažādiem jautājumiem:
Kas notiek ar akumulatoru sistēmu? Virknes līmeņa spriegums un strāva parāda kopējo darbības notikumu.
Kuram akumulatoram jāpievērš uzmanība? Šūnas līmeņa dati identificē neparastu akumulatoru un tā tendenci.
DFUN BMS informācijas panelis, kas parāda virknes līmeņa un atsevišķu akumulatora sprieguma datus.
Kad virknes līmeņa uzraudzība ir piemērota?
Virknes līmeņa uzraudzību var apsvērt, ja:
Akumulatora uzstādīšana ir maza un viegli pārbaudāma manuāli
Aizsargātajai slodzei ir mazākas atteices sekas
Galvenā prasība ir lādiņa, izlādes un vispārējo virknes apstākļu noteikšana
Apmācīts personāls var veikt biežus atsevišķus akumulatora mērījumus
Projekts ir sākotnējā uzraudzības fāze ar noteiktu plānu turpmākai paplašināšanai
Pat šajos lietojumos joprojām ir nepieciešami periodiski šūnu vai bloku mērījumi. Virknes uzraudzību nevajadzētu interpretēt kā apstiprinājumu, ka katrs virknes akumulators ir veselīgs.
Kad ir ieteicama šūnu līmeņa akumulatora uzraudzība?
Šūnu līmeņa uzraudzība ir īpaši vērtīga, ja:
Akumulators atbalsta datu centru, apakšstaciju, telekomunikāciju tīklu, dzelzceļu, lidostu, slimnīcu, naftas un gāzes iekārtu vai citu kritisku slodzi
Instalācija satur garas virknes vai vairākas paralēlas virknes
Vietnes ir bezpilota, attālinātas vai dārgas apmeklēt
Tehniskās apkopes komandām precīzi jānosaka ar trauksmi saistītais akumulators
Uz stāvokli balstītai apkopei ir nepieciešami vēsturiskie dati
Ir jāsalīdzina akumulatora temperatūras un iekšējās pretestības tendences
Operatoram ir nepieciešama centralizēta uzraudzība vairākās vietnēs
Jāreģistrē akumulatora veiktspēja faktiskās vai plānotās izlādes laikā
Šūnu līmeņa uzraudzības vērtība palielinās līdz ar akumulatora uzstādīšanas kritiskumu, mērogu, attālumu un apkopes sarežģītību.
Lietojumprogrammu piemēri
Datu centri un UPS sistēmas
Virknes spriegums un strāva apstiprina kopējo uzlādes vai izlādes notikumu, savukārt šūnas līmeņa dati palīdz atrast vāju 12 V bloku, pirms tas ietekmē UPS darbības laiku. Integrācija ar DCIM vai tīkla pārvaldības platformu var centralizēt trauksmes signālus un ziņojumus.
Elektroapgādes un apakšstacijas
Apakšstaciju līdzstrāvas sistēmās var būt liels skaits 2 V svina-skābes vai 1,2 V Ni-Cd elementu. Šūnu līmeņa uzraudzība atbalsta sprieguma un temperatūras salīdzināšanu visā bankā, savukārt virknes līmeņa strāva un spriegums parāda lādētāja un līdzstrāvas sistēmas darbību.
Telekomunikācijas
Attālās 48 V telekomunikāciju vietnes gūst labumu no šūnu līmeņa bojājumu lokalizācijas, jo apkopes apmeklējumi ir dārgi. Virkņu mērījumi nodrošina uzlādes un izlādes notikumu redzamību, savukārt centralizētā programmatūra palīdz komandām noteikt prioritāti, kurām vietnēm jāpievērš uzmanība.
Transports un rūpnieciskās iekārtas
Dzelzceļš, lidosta, nafta un gāze, kā arī ražošanas iekārtas var darbināt vairākas sadalītas akumulatoru sistēmas. Abu līmeņu apvienošana palīdz apkopes komandām pārvaldīt visas sistēmas notikumus, nezaudējot atsevišķu akumulatoru redzamību.
Stacionāra bateriju telpa, kas aprīkota ar DFUN šūnu līmeņa uzraudzības sistēmu
Uzraudzība neaizstāj jaudas pārbaudi
Šūnu līmeņa uzraudzība uzlabo redzamību, taču tā tieši neizmēra visas akumulatora bankas izmantojamo ampērstundu jaudu. Iekšējās pretestības un sprieguma tendences var palīdzēt identificēt akumulatorus, kuriem nepieciešama izmeklēšana, savukārt pareizi veikts izlādes tests pārbauda akumulatora spēju izturēt noteiktu slodzi noteiktos apstākļos.
Pirms sistēmas izvēles apkopojiet šādu informāciju par projektu:
Nosakiet akumulatora atteices lietojumu un sekas.
Apstipriniet akumulatora ķīmisko sastāvu, nominālo spriegumu, jaudu un ražotāju.
Ierakstiet šūnu vai bloku skaitu katrā virknē.
Pierakstiet virkņu skaitu un to, vai tās darbojas paralēli.
Definējiet nepieciešamos šūnu līmeņa un virknes līmeņa parametrus.
Definējiet trauksmes adresātus un nepieciešamo atbildes laiku.
Apstipriniet integrācijas prasības, piemēram, Modbus, SNMP, MQTT vai IEC 61850.
Nosakiet, vai sistēmai ir jāatbalsta turpmāka paplašināšana vai vairākas vietnes.
Daudzām kritiskām barošanas iekārtām visnoderīgākais dizains nav šūnu līmeņa vai virknes līmeņa uzraudzība. Tā ir integrēta sistēma, kas izmanto abus.
Bieži uzdotie jautājumi
Vai šūnu līmeņa akumulatora uzraudzība ir labāka par virknes līmeņa uzraudzību?
Šūnu līmeņa uzraudzība nodrošina detalizētāku kļūdu noteikšanu un lokalizāciju, taču virknes līmeņa spriegums un strāva joprojām ir būtiski, lai izprastu vispārējo akumulatora darbību. Kritiskās sistēmas parasti gūst labumu no abu līmeņu apvienošanas.
Vai virknes spriegums var identificēt vāju akumulatoru?
Nav ticami. Kopējais virknes spriegums var palikt paredzētajā diapazonā, kamēr viens akumulators ir neparasts. Atsevišķas sprieguma, pretestības, temperatūras un izlādes tendences sniedz noderīgāku informāciju vāja akumulatora atrašanās vietas noteikšanai.
Ko mēra šūnu līmeņa akumulatora uzraudzība?
Atkarībā no akumulatora veida un sistēmas tas var izmērīt individuālu spriegumu, iekšējo pretestību vai pretestību, temperatūru, savienojuma pretestību, elektrolīta līmeni un noplūdes apstākļus.
Vai katram akumulatoram ir nepieciešams savs sensors?
Daudzas šūnu līmeņa sistēmas katrai šūnai vai blokam izmanto vienu sensoru. Citas arhitektūras var izmantot daudzkanālu mērīšanas moduļus. Pareizais dizains ir atkarīgs no akumulatora sprieguma, ķīmijas, bateriju skaita un nepieciešamajiem parametriem.
Vai šūnu līmeņa uzraudzība var paredzēt precīzu akumulatora darbības laiku?
Neviens uzraudzīts parametrs nevar garantēt precīzu izpildes laiku. Monitorings identificē darbības apstākļus un degradācijas tendences, savukārt pieejamā jauda vai darbības laiks ir jāpārbauda, veicot atbilstošu izlādes testu.
Vai šūnas līmeņa datus var integrēt ar SCADA vai DCIM?
Jā. Kontrolieris vai vārteja var apkopot atsevišķus akumulatora un virkņu datus un pārsūtīt atlasītos mērījumus un trauksmes, izmantojot atbalstītos protokolus. Sistēmas projektēšanas laikā ir jāapstiprina savietojamība un nepieciešamais datu punktu saraksts.
Izveidojiet pilnīgu akumulatora uzraudzības risinājumu, izmantojot DFUN
DFUN nodrošina šūnu līmeņa un virknes līmeņa akumulatoru uzraudzības risinājumus datu centriem, energoapgādes pakalpojumiem, telekomunikācijām, transportam un rūpnieciskām kritiskajām barošanas sistēmām. Pieejamās konfigurācijas atbalsta atsevišķus akumulatoru sensorus, virkņu mērījumus, vēsturiskās tendences, konfigurējamus trauksmes signālus, centralizētu pārvaldību un integrāciju ar parastajiem industriālajiem protokoliem.
Nosūtiet DFUN savu akumulatora ķīmiju, elementu vai bloka spriegumu, bateriju skaitu, virkņu skaitu un nepieciešamo sakaru protokolu. Mūsu inženieru komanda var palīdzēt izstrādāt jūsu lietojumprogrammai piemērotu uzraudzības arhitektūru.
