Комплекс поэлементного контроля и предиктивной диагностики аккумуляторной батареи РЕПЕЙ – 17 датчиков + База

Комплекс поэлементного контроля и предиктивной диагностики аккумуляторной батареи РЕПЕЙ (далее – устройство, комплекс, РЕПЕЙ) предназначен для непрерывного мониторинга аккумуляторных батарей электрических станций, подстанций, промышленных предприятий, станций связи, объектов тягового электроснабжения, систем резервного электропитания DATAцентров, узлов связи и других объектов. В отличие от регламентированных 1 периодических проверок РЕПЕЙ обеспечивает непрерывный контроль состояния аккумуляторной батареи и позволяет незамедлительно обнаружить аккумуляторы, параметры которых имеют отклонения и угрожают «здоровью» соседних аккумуляторов батареи. В состав комплекса РЕПЕЙ входят: ■ датчик – устанавливается на аккумулятор и измеряет его напряжение и температуру; ■ базовая станция – собирает информацию со всех датчиков по беспроводному каналу связи и обеспечивает выполнение функций диагностики, транслирует данные в системы локального и удалённого мониторинга, включая WEB.

Срок службы аккумуляторной батареи и ее характеристики зависят от режимов заряда, разряда, поддержания напряжения и воздействующих на нее факторов окружающей среды. В процессе эксплуатации необходимо неукоснительно соблюдать рекомендации производителя АБ к параметрам заряда и разряда, термокомпенсации напряжения заряда и/или подзаряда. На объектах энергетики в настоящее время чаще всего применяются следующие типы аккумуляторных батарей1: ■ открытые свинцово–кислотные АБ с жидким электролитом; ■ герметичные, необслуживаемые свинцово–кислотные АБ типа AGM; ■ герметичные, необслуживаемые свинцово–кислотные АБ типа GEL. Традиционные свинцово–кислотные АБ с жидким электролитом содержат в своем составе положительный электрод, образованный оксидом свинца, отрицательный электрод в виде губчатого свинца и раствор серной кислоты. Накопление и отдача электрической энергии выполняются в аккумуляторе за счет обратимого преобразования химического состава электродов. В процессе разряда выполняется разложение серной кислоты, образование сульфата свинца на поверхности электродов и образование воды. При заряде аккумулятора процесс движется в обратном направлении. Одними из основных свойств АБ являются ёмкость, токоотдача, количество циклов разряда-заряда, срок службы и надежность. Хорошую токоотдачу обеспечивает высокая проводимость аккумулятора и достаточный контакт между электродами и электролитом. При саморазряде и разряде сульфат свинца образуется на поверхности электродов, препятствую доступу к ним электролита. Таким образом, снижается проводимость и ёмкость. При правильной эксплуатации в процессе заряда сульфат разлагается и характеристики аккумулятора восстанавливаются. Влияние напряжения В результате глубокого разряда или длительного нахождения аккумулятора в разряженном состоянии образовавшийся сульфат свинца может не вступить в обратную реакцию, а просто выпасть в осадок при последующей попытке заряда. Данное явление получило название сульфатации пластин аккумулятора. Заряд аккумулятора повышенным напряжением вызывает электролиз воды, с образованием кислорода и водорода. Это приводит к потере электролита и необходимости доливки воды. Активный процесс электролиза получил название «кипение электролита». При этом происходит существенная потеря воды, сопровождаемая разбрызгиванием серной кислоты с продуктами разложения элекродов. В отличии от традиционных открытых свинцово–кислотных АБ с жидким электролитом аккумуляторы типа AGM и GEL поддерживают процесс рекомбинации кислорода и водорода обратно в воду (электролит). Это обеспечивается с помощью загущения электролита силикагелем в аккумуляторах типа GEL или применения впитывающих стекломатов в аккумуляторах типа AGM. Однако, в действительности способность рекомбинации в данных решениях ограничена, и большая часть газов стравливается в атмосферу через специальные клапаны. Влияние зарядного тока Низкий ток заряда вызывает деградацию электродов и последующий выход аккумулятора из строя. Заряд повышенным током ведет к недопустимому повышению интенсивности протекания химических реакций и выходу АБ из строя. Как правило, зарядный ток должен быть не менее 10% и не более 30% от номинальной ёмкости аккумуляторной батареи. Влияние температуры Повышенная температура вызывают разрушение электродов аккумулятора, повышая сульфатацию и саморазряд, способствуя кипению электролита. Снижение температуры ведет к снижению разрядной ёмкости. Для аккумуляторов типа AGM и GEL снижение достигает 25 % при 0 °С и 50 % при температуре -20 °С. Такое поведение объясняется обратной зависимостью внутреннего сопротивления аккумуляторов от температуры. При отрицательной температуре снижается скорость диффузии ионов электролита, увеличивается внутреннее сопротивление. В зависимости от типа АБ электролит может замерзнуть при снижении температуры до -30 °С и ниже. Особенности аккумуляторов типа AGM АБ типа AGM содержат в своем составе жидкий электролит, который удерживается в порах пластин из стекловолокна, расположенных между электродами. Корпус AGMаккумуляторов является герметичным. Это позволяет эксплуатировать АБ не только в вертикальном положении. К основным особенностям AGM-аккумуляторов можно отнести большую стойкость к глубоким разрядам и изменению температуры окружающей среды, и в то же время меньшую стойкость к перезаряду. Особенности аккумуляторов типа GEL АБ типа GEL содержат в своем составе двуокись кремния, выполняющую роль загустителя электролита. Электролит в таких АБ теряет свойство текучести, находится в состоянии геля, благодаря чему поддерживается работа даже при частичном разрушении корпуса АБ (электролит не вытекает). Аккумуляторы данного типа более чувствительны к кипению электролита, который может привести к существенным повреждениям АБ и выходу ее из строя. При замерзании аккумулятора его емкость снижается значительно сильнее, по сравнению с традиционными аккумуляторами с жидким электролитом. К преимуществам GEL-аккумуляторов можно отнести высокую стойкость к глубоким разрядам.

1. Канал измерения напряжения АБ

1.1 Номинальное напряжение постоянного тока, В 220

1.2 Диапазон измерений напряжения постоянного тока, В 12 … 270

1.3 Пределы допускаемой приведенной основной погрешности, %, не более менее 165 В 2,5 165 – 270 В 0,5

1.4 Допустимое напряжение, В длительно 270 в течение 1 с 350

2. Канал измерения тока АБ

2.1 Вход для измерения тока АБ шунт 75 мВ

2.2 Диапазон измерения тока АБ, 𝐼ШУНТ НОМ1 от -1,2 до 1,2

2.3 Пределы допускаемой приведенной основной погрешности измерения напряжения с шунта, %, не более 0,25

2.4 Допустимое напряжение с шунта, В длительно 5 в течение 1 с 10

3. Дискретные выходы

3.1 Дискретные выходы, шт 2

3.2 Диапазон коммутируемых напряжений переменного и постоянного тока, В 10 – 265

3.3 Коммутируемый переменный ток (действие на замыкание/размыкание), А, не более 8

3.4 Коммутируемый постоянный ток (действие на замыкание), А, не более 8

3.5 Коммутируемый постоянный ток (действие на размыкание) при активноиндуктивной нагрузке и постоянной времени до 0,02 с, А, не более 0,3

4. Питание

4.1 Род тока постоянный, переменный, выпрямленный

4.2 Номинальное напряжение переменного / постоянного тока, В 220

4.3 Рабочий диапазон напряжения переменного / постоянного тока, В 85 – 265 / 120 - 370

4.4 Мощность потребления от цепи питания, Вт, не более 5

5. Электрическая прочность

5.1 Сопротивление изоляции при нормальных климатических условиях, не менее 40 МОм при 400 В

5.2 Испытательное переменное напряжение между всеми группами контактов, кроме группы портов связи RS-485, Ethernet 2500 В; 50 / 60 Гц; 1 мин

5.3 между группой контактов порта связи RS-485, Ethernet и остальными группами 500 В; 50 / 60 Гц; 1 мин

6. Интерфейсы и протоколы связи

6.1 RS-485 Modbus-RTU ГОСТ Р МЭК60870-5-101-2006

6.2 Ethernet Modbus-TCP ГОСТ Р МЭК60870-5-104-2004 6.3 Bluetooth 5.0 BLE

7. Осциллограф

7.1 Время предаварийной записи, с 0,1

7.2 Время записи, с 5

8. Конструктивное исполнение

8.1 Вес, кг, не более 0,7

8.2 Степень защиты для корпуса в соответствии с ГОСТ 14254-2015 / IEC 529- 89, не ниже IP40

8.3 Степень защиты лицевой панели в соответствии с ГОСТ 14254-2015 / IEC 529-89, не ниже IP54

9. Условия эксплуатации

9.1 Рабочий диапазон температур, С От -40 до +55

9.2 Влажность при +25С, %, не более 98

9.3 Атмосферное давление, мм. рт. ст. 550 – 800

9.4 Высота над уровнем моря, м, не более 2000

9.5 Средняя наработка на отказ, не менее, часов 125 000