מערכת אבחון מצברים

אולי הנושא משעמם לרוב. אבל מי שתחזק או מתעסק בחדרי חשמל או בכלל במערכות מתח גבוה מכיר את הסוגייה

לפעמים במסגרת כוננות או טיפול בעבודה, הצוות מגיע לשטח לצורך הפסקה, הפעלה מפסק מתח גבוה, הוא תלוי מהמצבר שהותקן לצורך פעולת בזמן הפסקה

פרסום

פעולת מפסק מתח גבוה (מנתק או מפסק זרם/Circuit Breaker במתח גבוה תלויה באופן מוחלט במערכת המצברים של תחנת המשנה לצורך פיקוד, בקרה, דריכה והגנה.

מערכת המצברים (מערכת זרם ישר – DC היא הלב הבטיחותי של התחנה.

למה הפעולה תלויה במצבר?

• הפעלה וניתוק : המפסק זקוק למקור מתח חיצוני כדי להפעיל את סלילי הפתיחה (Trip coils) וסלילי הסגירה (Close coils). סלילים אלו משחררים את הקפיצים המכניים שמזיזים את מגעי המפסק.
• עבודה במצבי חרום: בעת קצר חמור, מתח הרשת (AC) נופל או נעלם לחלוטין. המצברים מבטיחים שיש מקור אנרגיה עצמאי וזמין תמיד כדי לנתק את הלוח החשל.
• הזנת מערכות ההגנה: ממסרי ההגנה (Protection Relays), שמזהים תקלות ופקודים על המפסק להיפתח, מוזנים ישירות ממתח ה -DC של המצברים

מה קורה אם המצבר חלש (רק) או מנותק?

• חוסר יכולת לנתק קצר: הממסר יזהה תקלה, אך סליל הפתיחה לא יקבל מתח. המפסק לא ייפתח, והקצר יגרום לשריפה או להרס של שנאים וציוד יקר
• אובדן חיווי ובקרה: מערכת הבקרה תאבד את הדיווח על מצב המפסק (פתוח/סגור).
• נעילת הגנות: מערכות מודרניות יתריעו על "נפילת מתח (DC Trip Supply Failure)  וימנעו פקודות סגירה מתוכננות כדי לשמור על הבטיחות.

סוגי האנרגיה במפסק (איפה המצבר משתלב?)

• מנגנון קפיצי (Spring Charged): הקפיץ דרוך ומחזיק את האנרגיה המכנית לפתיחה/סגירה. המצבר מפעיל את הסליל הקטן שמשחרר את הקפיץ. (בנוסף, מנוע ה DC שמדריך את הקפיץ מחדש מופעל לרוב מהמצברים או ממתח AC עם גיבוי
• מנגנון מגנטי (Magnetic Actuator): במפסקים חדישים, המצבר טוען קבלים גדולים, והם פורקים זרם גבוה לתוך מגנט קבוע שמזיז את המגעים

חדר חשמל מתח גבוה אינו תמיד נמצא בבניין מודרני עם תאורת חירום , מיזוג אוויר וכו'. לרוב, זהו בודקה עם תא אחד של המפסק. חושך, שכבת אבק, מנעול חלוד שלא נפתח… ואתה גם לבד, בגשם ובלילה ואתה מתפלל רק לדבר אחד: שהמצבר "תהיה חי" אחרת, אתה בביעה

מצבר (סוללת גיבוי) במערכות מתח גבוה הוא רכיב קריטי ביותר. (מניעת נזק קטסטרופלי)

מי שהיה בר מזל מספיק כדי לשרת במקומות ובארגונים שונים מאלה שבהם ביליתי 25 שנה, לא יחלוק על כך ויגיד שרוב המתקנים עורכים ניטור תקופתי של המצבר. בדרך כלל, המתח והטמפרטורה של כל מצבר נבדקים מדי חודש, כמו גם מתח והזרם שלו; התנגדות הבידוד של המצבר נבדק מדי רבעון; והקיבולת והביצועים נבדקים כל 1-2 שנים. לא זכיתי וגם הניסיון המעשי מראה שזה לא מספיק

בניגוד לבדיקות תקופתיות מתוזמנות, נדרש ניטור רציף של מצב הסוללה ומאפשר זיהוי מידי של מצברים שהפרמטרים שלהם חורגים ומאיימים על "בריאותן" של סוללות סמוכות (אם כמה מצברים מחוברים יחד)

כאמור, לב ליבה של מערכת זרם ישר (DC) הוא הסוללה. אפילו אם יש איזה בקרה וניטור. במערכות ניהול טעינת סוללות מסורתיות, יחידת הטעינה (מטען) מנטרת את המתח והזרם של הסוללה כולה, אך אינה מנטרת את המתח של כל מצבר בתוך הסוללה. כתוצאה מכך, המתח של מצבר בודד עשוי לסטות מערכים רגילים. מצבר עם קצב פריקה עצמית גבוה יותר עלול לטעון יתר על המידה המצברים המחוברים בטור ולטעון פחות מדי המצברים המחוברים במקביל, מה שמאיץ את כל התהליכים ההרסניים בתוך הסוללה. מצבר כושל אחת הורס במהירות את כל הסוללה, ומקצרת את חיי השירות שלה. זוהי בעיה קריטית בכל תחנת משנה DC

הפתרון לבעיה זו הוא המצאה רשומה כפטנט היא מערכת ניטור ואבחון חיזוי של מצברים, המיועדת לניטור רציף של מצברים בתחנות כוח, תחנות משנה, מתקנים תעשייתיים ומתקנים אחרים. מערכת מורכבת מחיישנים ותחנת בסיס. החיישנים נמצאים על מצברים. הדקים מיוחדים, המסופקים עם המכשיר, משמשים להרכבת החיישנים למצבר. ההתקנה אורכת דקות ספורות ומאפשרת למצבר להישאר פעילה. החיישנים אינם דורשים ספק כוח נפרד; הם מקבלים חשמל מערוצי מדידת המתח. פתרון זה, יחד עם העברת נתונים אלחוטית, מפחית משמעותית ואף מבטל כמעט לחלוטין, את החיווט של מערכת זו בארון. בקרה חסכונית באנרגיה וערוץ Bluetooth מבטיחים צריכת חשמל ברמת מילי-וואט, שהיא זניחה עבור המצבר. כל חיישן מודד את טמפרטורת המצבר ואת המתח. תחנת הבסיס מודדת גם את כל מתח הסוללה והזרם הזורמים דרכה. תחנת הבסיס ממוקמת בארון המכיל את החיישנים. התקשורת האלחוטית אמינה. כאשר חיישן  מופעל, ניתן לצפות בכל המידע אודות ההפעלה (מדידות, אוסצילוגרמות) באמצעות סמארטפון או טאבלט דרך אפליקציית המובייל. תוכנת מחשב זמינה גם כן

ישנן פונקציות שימושיות רבות נוספות. אחת מהן היא איזון המצברים. הבעיה היא שכאשר משתמשים מצברים בתנאים לא אחידים, כמו טמפרטורה, פיזור המתח שלהם יגדל עם הזמן. סטיות במתח המצבר מהערך המקובל מקצרות את חיי השירות שלהם וגם מובילות להידרדרות כללית של המצבר. דרך אחת להאריך את חיי המצבר בחבילת סוללות היא לאזן אותם על ידי פריקת המצברים הטעונים יתר על המידה וטעינת המצברים הטעונים פחות. אם מחברים עומס למצבר טעון יתר על המידה, המתח שלו יקטן. מכיוון שהמטען שומר על מתח קבוע על פני המצבר, המתח על פני הסוללות הנותרות

מערכת ייעודית לניטור רציף, רכיב אחר רכיב, אבחון ניבוי ואיזון מצברים. היא מנטרת את מצבה של כל מצבר בנפרד במערכות נייחות גדולות (למשל, בתחנות משנה או באספקת חשמל אל פסק)

הרכב המערכת ותפעול:

– חיישנים: מותקנים על כל מצבר למדידת נתונים מדויקים.

פרסום

– תחנת בסיס: אוספת את כל מידע החיישן.

• אלחוטי: החיישנים פועלים באופן אוטונומי ואינם דורשים חיבורי כבלים מורכבים בתוך ארונות
• פונקציות עיקריות
• ניטור פרמטרים: מודד את מתח והטמפרטורה בזמן אמת.
• ניתוח ניבוי: מזהה מצבר חלש לפני שהם כושלים
• איזון: מאזן את רמת המתח בין מצברים בודדים ומאריך את חיי שלהם

.

בשנים האחרונות, התעשייה ומערכות מתח גבוה בפרט, מפתחת מאוד. עם זאת, המצבר, מרכיב מפתח במערכת, המבטיח פעולה אמינה במצבים קריטיים, הוזנחה. מצבו של רכיב זה נבדק רק מעת לעת, ולא תמיד בצורה נכונה עקב טעויות אנוש. זוהי המציאות בתחנות משנה רבות. כשלים בטרם עת בסוללות אינם נענשים בקפדנות; הם פשוט מוחלפים בחדשים, מה שגורם לעלויות נוספות עבור חברות. תאונות מתרחשות מדי פעם, ובחקירה מתברר שמערכות האוטומציה וההגנה שובשו עקב מצבר חלש, ואיש לא ידע על כך. מערכת האבחון החזוי תפתור אחת ולתמיד את בעיית ניטור המצברים ותגדיל את חיי השירות שלהם ואת אמינות המערכת כולה

MASTAQ