Применение технологий

MIDTRONICS для повышения надежности и сокращения затрат

на обслуживание АКБ

Аккумуляторные батареи

Аккумуляторные батареи –

это основной элемент

системы гарантированного

электропитания, от состояния

которого зависит

работоспособность всей

системы в целом.

Применение аккумуляторов

Корпоративная связь и АСУ

ИБП в ЦОДах, серверных и офисных площадках

Электроустановки на объектах производственной инфраструктуры

В основу работы свинцово-кислотной аккумуляторной батареи положен известный еще с 1858 г., и по сей день остающийся практически неизменным, принцип двойной сульфатации:

Наиболее часто встречающиеся проблемы с аккумуляторными батареями (АКБ)

• сульфатация пластин, заключающаяся в образовании крупных кристаллитов сульфата свинца, который препятствует протеканию обратимых токообразующих процессов;

• коррозия электродов, т.е. электрохимические процессы окисления и растворения в электролите, что вызывает осыпание материала токоотводов;

• слабая механическая прочность или плохое сцепление активной массы с токоотводами, что приводит к опаданию активной массы;

• оползание и осыпание активной массы положительных электродов, связанное с разрыхлением, нарушением однородности.

Сульфатация аккумулятора

Рис. 1 - Поверхность активной массы нового положительного электрода при увеличении в 500 раз

Рис. 2 - Поверхность положительного электрода после 6 месяцев хранения без подзарядки

Рис. 3 - Поверхность положительного электрода после 2 лет хранения без подзарядки

Сульфатация аккумулятора

Хорошо известно, что всего лишь 2% всех отказов ИБП связано электроникой ИБП и неправильной настройкой,

Остальные 98% - это выход из строя АКБ

ИБП АКБ

Статистика отказов ИБП

Статистика отказов АКБ: причины

25%

70%

5%

произ. дефекты

неправильное применение или эксплуатация

форс-мажор

Методы контроля АКБ по емкости

Внутренний тест ИБП, ЭПУ

Нагрузочное тестирование

Экспресс тестирование, постоянный мониторинг

Методы контроля АКБ по емкости

«-» Отсутствует поэлементный контроль, недостовер. данных

Нагрузочное тестирование

Экспресс тестирование, постоянный мониторинг

Методы контроля АКБ по емкости

«-» Отсутствует поэлементный контроль, недостовер. данных

«-» Высокая опасность, долго и дорого

Экспресс тестирование, постоянный мониторинг

Методы контроля АКБ по емкости

«-» Отсутствует поэлементный контроль, недостовер. данных

«-» Высокая опасность, долго и дорого

Какие технологии существуют?

Технология измерения проводимости

Технология измерения

проводимости очень похожа на УЗИ:

- Просто - Достоверно - Контроль

динамики изменения

Связь остаточной емкости и проводимости

% о

стат

очн

ой

ем

кост

и

% о

т о

по

рн

ой

пр

ово

ди

мо

сти

% остаточной емкости

100

95

90

85

80

130

120

110

100

90

80

Время жизни АКБ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Проводимость

Проводимость аккумуляторной батареи, измеряемая на низких частотах (20-100 Hz), является индикатором её состояния годности. Проводимость аккумуляторной батареи коррелирует с результатами теста на измерение емкости методом нагрузочного тестирования (корреляция >= 95 %) Проводимость аккумуляторной батареи является надежным прогнозным показателем окончания срока службы аккумуляторной батареи.

Проводимость во времени

Динамика изменения проводимости аккумуляторного

моноблока в течение всего срока эксплуатации

Проводимость во времени

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Проводимость, См

Проводимость во времени

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Проводимость, См

Проводимость во времени

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Проводимость, См

70-75%

55-65%

Проводимость во времени: вариант 2

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Проводимость, См

Проводимость во времени: вариант 2

Короткое замыкание между пластинами

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Проводимость, См

Проводимость во времени: вариант 3

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Проводимость, См

Проводимость во времени: вариант 3

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Проводимость, См

Потеря емкости вследствие, например, сульфатации пластин

Опыт применения в ТЭК

Объект тестирования: ФСК ЕЭС ПС, г. Санкт-Петербург

Дата: 26 ноября 2009 года

Тестируемые аккумуляторные батареи:

• Аккумуляторная батарея, 105 x 2В элементов типа 4HOPzS 400

Опыт применения в ТЭК

Короткие замыкания внутри элементов батареи

Низкая остаточная емкость < 30%

Опыт применения в ТЭК

Короткие замыкания внутри элементов батареи

Опыт применения в ТЭК

Остаточная емкость менее 80%

Короткие замыкания внутри элементов батареи

Результат тестирования

Временные затраты:

• 10 секунд на один замер

• 1 час на группу АКБ состоящую из 105 элементов

Выявлено:

• 2 элемента с остаточной емкостью <80%: №91 и №100

• 3 элемента с критически низкой остаточной емкостью <30%: №16, №23, №32

• 4 внутренних замыкания батарейных элементов : №3, №5, №75 и №96

Применяемое оборудование

Применяемое оборудование

Применяемое оборудование

CellGuard System – система мониторинга АКБ

• Беспроводной интерфейс

• Клиент-серверная архитектура системы

• Использование технологии измерения проводимости Midtronics

CellGuard System – система мониторинга АКБ

• Проводимость

• Напряжение

• Температура

моноблока

• Сопротивление

перемычек

• Разрядные кривые

Архитектура CellGuard System

Основные элементы системы мониторинга: •Беспроводные сенсоры, устанавливаемые на тестируемые аккумуляторные моноблоки. Номинал 2, 4, 6, 8, 6, 10, 12 и 16 В. Питание сенсоров осуществляется от контролируемых моноблоков. •Модули VTC – сбор температуры, напряжения всей АКБ и тока. •Модули сбора данных – BCU. Осуществляют сбор данных по беспроводному интерфейсу с сенсоров и от VTC •Сервер сбора данных с установленным ПО Celltraq

CellGuard System – система мониторинга АКБ

CellGuard System – система мониторинга АКБ

Пример применения

Достоинства предлагаемого решения

• Технология измерения полной проводимости АКБ – это просто, быстро и безопасно

• Беспроводной интерфейс передачи данных

• Все оборудование сертифицировано и внесено в госреестр средств измерений РФ

• Русифицированное оборудование и ПО

• Невысокая TCO системы CellGuard System и тестеров

• Техническая и Сервисная поддержка 24/7/365 в России

Эффект от внедрения

Уменьшение операционных затрат на обслуживание АКБ (просто, достоверно, безопасно, искл. человеческого фактора)

Обеспечение безопасности энергоснабжения (снижение рисков отказов и простоев)

Инструменты комплексного управления парком АКБ (ввод, гарантия, утилизация)

Способствует повышению энергетической эффективности предприятия (ФЗ № 261-ФЗ от 3 ноября 2009 года)

Проект мониторинга АКБ Оператора Связи

• 17 городов РФ, 3 филиала, 1 компания, 1 система • Более 4000 моноблоков (2,12В, емкостью до 3000Ач) • 48В системы питания постоянного тока и ИБП (до 600В)

Статистика отказов АКБ: причины

25%

70%

5%

произ. дефекты

неправильное применение или эксплуатация форс-мажор

Человеческий фактор

Гарантия, утилизация

ROI: мониторинг 14 площадок ЦОД

0

5 000 000

10 000 000

15 000 000

20 000 000

25 000 000

30 000 000

35 000 000

40 000 000

45 000 000

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Затраты, руб

Время, год.

Первоначальные вложения

Ключевые клиенты SPP:

Telecommunications

UPS Suppliers

Electric Power Battery Suppliers

Корпоративные клиенты Midtronics:

Transportation Division

СОТРУДНИЧЕСТВО: Вендоры, Предприятия, Интеграторы

• Поставка решений по мониторингу АКБ

• Поставка тестеров АКБ

• Услуги по обслуживанию АКБ

Представительство в г.Екатеринбург:

ООО «А Энерго» - www.aenergo-ekb.ru

- Энергетическое обследование

- АСКУЭ, мониторинг инженерной инфраструкт.

- Тестеры и мониторинг АКБ и услуги по обслуживанию/ тестированию АКБ

ВОПРОСЫ?

Михаил Кулигин ЗАО «Логический Элемент» - официальное

торговое представительство MIDTRONICS в СНГ

www.logic-cell.ru

www.midtronics.ru