herzlich willkommen! fachtagung mittelspannung workshop: … 10... · 2015-09-30 · in der praxis...
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Herzlich willkommen!
Fachtagung Mittelspannung
Workshop: Einfache und sichere Batterieprüfung und
Kapazitätstest mit Megger
01.10.2015
André Borer, Megger - CH
Agenda
■ Typische Anwendungsbereiche, sichere Stromversorgung
■ Kriterien von Ladegeräten / DC Versorgungen
■ Beispiele von Batterien, grundsätzliche Unterscheidungen
■ Batterie Wartungsempfehlungen
■ Batterieprüfung Konstantstromentladung
■ State of the Art - Vorstellung von Prüfgeräten
■ Entladeprüfung mit Torkel und BVM
■ DC Erdfehler Fallbeispiel
■ Zusammenfassung, Abschlussbesprechung und Fragen?
Typische Anwendungsbereiche, sichere AC/ DC Stromversorgung
■ Die Anwendungsbereiche sind sehr vielseitig. Typische Industrielle Anwendungen sind:
Typische Anwendungsbereiche, sichere (AC) / DC
Stromversorgung
■ Transfer & Distribution => 48; 110VDC
■ Kraftwerke => 48 (Telecom); 110 und 220VDC
■ Raffinerien => 48 (Telecom); 110 und 220VDC (440V)
■ Datazentren => Bis 810VDC (60x13.5)
■ Offshore => 48 (Telecom); 110 und 220VDC
■ Solar Energy => 1000VDC (Kleininstallationen)
■ Bemerkung: Bei sehr hohen Batterie Spannungen wird häufig teilgeprüft und oder über den Wechselrichter. (55KVA x cos Phi / Strom / zum Beispiel für : 15 Min ev. Lastprofil)
DC und AC - USV Grundkonzept
DC und AC - USV Grundkonzept
DC und AC - USV Grundkonzept
Kriterien von Ladegeräten / DC Versorgung
■ Geregelte, stabile & „saubere“ DC Spannung
■ Gutes Filter (LC)
■ AC Überlagerter Rippelstromanteil < 5% (A x h, angeschlossene Batterie)
■ AC Überlagerter Rippelspannung < 1-2 % (Dauerladespannung)
■ Im Idealfall regulierbare Dauerladespannung. (Temperatur)
■ Solar Energy => 1000VDC (Kleininstallationen)
■ Bemerkung:
Ripple Strom und Spannung können mit einer handelsüblichen Stromzange gemessen werden.
Beispiele von Batterien & Unterscheidungen(Verschlossene Bleibatterien)
■ VRLA (valve-regulated lead-acid battery oder „ventilgeregelte Blei-Säuren-Batterie)
Beispiele von Batterien & Unterscheidungen(Verschlossene Bleibatterien)
■ WICHTIG!!!
Beispiele von Batterien & Unterscheidungen(Ortsfeste geschlossene Bleibatterien)
■ Achtung: Hierzu gibt es verschiedene Version OPzS, GroE, OGI-LA usw.. Mit teilweise grossen Preis und Applikationsunterschieden!
Beispiele von Batterien & Unterscheidungen
■ Achtung: Hierzu gibt es verschiedene Versionen:
Batterie Wartungsempfehlungen 1(Bitte immer auch Batterie Betriebsanleitung mitbeachten !)
■ Im Idealfall monatlich zu überprüfen:
- Visuelle Kontrolle jeder Zelle. Kontrolle der Säure (Pb), Laugen (NiCd)
- Keine Treppenbildungen, Niveaustand (min, max.)
- Visuelle Kontrolle (Rack, korrodierte Verbinder, Lüftung, Raumtemperatur)
■ Mindestens alle 6 Monate sind zu messen:
- Batteriegesamtspannung, jeweilige Zellen-/ Blockspannungen und die Raumtemperatur
- Ladestrom im geladenen Zustand. (Erkennen von thermal run-away)
- AC Überlagerte Ströme und Spannungen
- Elektrolytdichte aller Zellen. (Nicht möglich bei verschlossenen Bleibatterien)
- Elektrolyttemperatur bei allen Zellen (Nicht möglich bei verschlossenen Bleibatterien)
- Innenwiderstand / Impedanz der Batterie (Vergleichsmessung)
- Last Funktionsprüfung (30-60 Min); soweit mit „Originallast möglich“ und abschätzbare Risikobeurteilung. (Je nach Applikation jeweils nur mit redundanten Anlagen/ Batterien möglich.)
■ Jährliche Sichtkontrolle:
- Aller Schraubverbindungen / fester Sitz => soweit möglich.
Batterie Wartungsempfehlungen 2(Batterie Funktionsprüfung Kapazitätsprüfung)
■ Funktionsprüfung der Batterie:
- Teilentladung der Batterie
- Benötigt «Risikobewertung» (Möglicher Single-point-failure)
- Es gibt auch Systeme die haben eine «Auto Batterie Prüfung» welche die DC Spannung absenken lässt und die Entlade-Kurve prüft.
- Zu beachten ist, dass es sich um eine reine Funktionsprüfung handelt. Ob die Batterie insgesamt bezogen auf Strom x Zeit (Ah) liefern kann, ist nicht bestätigt. (Nennkapazität)
- Die Batterie Funktionsprüfung wird sehr empfohlen, wie auch das Messen der jeweiligen Zellen, während der Entladung unter Belastung.
Batterie Wartungsempfehlungen 3(Batterie Funktionsprüfung Kapazitätsprüfung)
■ Kapazitätsprüfung – Bewerten der Nennkapazität / Konstantstromentladung:
- Inbetriebsetzungsphase zur Überprüfung der Nennkapazität / Kundenabnahme.
- Zu beachten ist, dass Bleizellen Ihre Nennkapazität am Anfang noch nicht zu 100% entwickelt haben. In der Praxis ist es in Ordnung, wenn die Batterie nach der Inbetriebsetzung mindestens 90% der Kapazität abliefern kann. Die Batterie muss erst nach ca. 5 Zyklen die volle Nennkapazität entfalten.
- Bewertung der Nennkapazität vor Garantieablauf (Normalerweise nach 3-4 Jahre)
- Bewertung der Nennkapazität und Funktionskontrolle alle ca. 3-4 Jahre. Es ist zu empfehlen den Test mindestens während 5 Stunden durchzuführen. (Pb sind normalerweise mit C10 dimensioniert, NiCd C5) => Planung, Budgetierung
■ Defekte Batterie:
- Eine Batterie gilt nach gängiger Praxis als defekt , wenn diese weniger als 80% der Nominalkapazität erreicht. Jeder Kunde muss für sich prüfen, was sinnvoll ist. (Diesel Generator nach 20 ‘ ?)
Batterie Prüfgeräte: Universal Batterie Prüfgerät
- Megger, Cellizer TMC 4001 (RT) Batterie Universal Prüfgerät inkl. Spannung, Temperatur und Innenwiderstandmessungen mit Datenbankfunktionen.
Batterie Prüfgeräte: Stromzange
- Megger DCM 340 Stromzange
Batterie Prüfgeräte:
■ Empfohlene Messinstrumente:
- Dichtemessgerät DMA 35
- Für Säure und Laugen Batterien, Inkl. Temperaturmessung
- Funktioniert mit Megger / GJ Datenbanksoftware
- Sehr genaue und einfache Messungen
- Einfache Datenübertragung
Batterie Prüfgeräte: Einzelzellenüberwachungssystem
- Megger BVM / Einzelzellenüberwachung:
Batterie Prüfgeräte: Konstantstrom Entladegerät
■ Empfohlene Messinstrumente:
- Megger Torkel 820 (max. 60V-15KW), 840 (max. 288V-15KW) , 860 (max. 480V-15KW)
- Zusatzlasten TXL (Zusatzlasten bis 480VDC-15KW)
Batterie Prüfgeräte: Konstantstrom Entladegerät
■ Empfohlene Messinstrumente/ Bedienübersicht
Agenda
■ Typische Anwendungsbereiche, sichere Stromversorgung √
■ Kriterien von Ladegeräten / DC Versorgungen √
■ Beispiele von Batterien, grundsätzliche Unterscheidungen √
■ Batterie Wartungsempfehlungen √
■ Batterieprüfung Konstantstromentladung √
■ State of the Art - Vorstellung von Prüfgeräten √
■ Entladeprüfung mit Torkel und BVM
■ DC Erdfehler Fallbeispiel
■ Zusammenfassung, Abschlussbesprechung und Fragen?
Praktische Batterieprüfung
■ Schritt – für - Schritt
- Bin ich ausreichend qualifiziert & fühle ich mich fit für die Messungen, Prüfungen?
- Benötigt es eine zweite Hilfsperson?
- Habe ich die benötigten Arbeitserlaubnisse eingeholt? Aufgabe verstanden?
- PSA/PPE?
- Alle Prüfgeräte haben einen gültigen Prüfkleber?
- Erste Hilfe Koffer, Luftaustausch, Augendusche?
- Usw.
Praktische Batterieprüfung
■ Schritt – für - Schritt
- Batteriedaten vorhanden / Gefahrenhinweise durchgelesen?
- Verstehe ich die Nenndaten:
- Ist noch ein Temperatur Koeffizient zu berücksichtigen?
Praktische Batterieprüfung
Praktische Batterieprüfung:=> Batterie Entladedaten.pdf
Ausgangslage:
- DC System / Dauerladespannung 121.50 VDC (54x 2.25V)
- Zeitdauer: 10 Stunden
- Einstellung Torkel: 54x 1.8 => 97.2 V (Endschlussspannung)
- Konstantstromeinstellung: 10.1 ADC
- Entladegerät ist bereit. Der Torkel kann mit Software oder ohne Software gestartet werden.
Torkel Software:
:
Batterie Prüfgeräte / Torkel WIN Software / Typische Entladekurve (Pb)
Batterie Prüfgeräte / BVM – Einzelzellenüberwachung Torkel Software DEMO_defekte Block.pdf Wartungsprotokoll Hauptseite.pdf Wartungsprotokoll Spannungen..pdf
Batterie Prüfgeräte / neuste Torkel Software!
DC Erdfehler Messgerät BGFT (Battery Ground Fault Tracer)
■ Problem: Es steht ein DC Erdfehler als Störung im Gleichrichtermodul an.
- DC Erdfehler sind im on-line Betrieb sehr schwierig zu lokalisieren.
- Durch eine einfache Messungen kann bestimmt werden, ob im pos. oder neg. Kreis.
- Es gibt Kunden mit Versorgungskonzepten, wo die DC Spannung noch weiter verwendet und teilweise in // verbunden wird, mit einer zweiten Quelle.
- Dies kann sich über sehr lange Strecken bewegen. Die Fehlersuche wird hierzu anspruchsvoll und ohne Teilabschaltungen fast unmöglich.
- Das BGFT ist genau für dieses Problem entwickelt worden.
DC und AC - USV Grundkonzept
DC Erdfehler Messgerät BGFT (Battery Ground Fault Tracer)
■ Kurze Funktionserklärung::
- Es wird ein 20 Hz Signal in den Batterie Kreis Bsp. + => Erde impliziert.
- Das entsprechende Signal kann mit dem Handgerät verfolgt werden bis zum eigentlichen Erdfehler.
- Das Überlagerte Signal wird am Handgerät typischerweise als 0.1 - 0.4 dargestellt. Die Signal und Stromstärke kann am Gerät verändert werden.
- Das Gerät wurde speziell für Industriespannungen entwickelt.
- Zusätzlich besteht am Gerät noch die Möglichkeiten den Fehler einzugrenzen.
(Widerstandsfehler oder Kapazitätsfehler, Phantonbildungen zu eliminieren)
DC Erdfehler Messgerät BGFT (Battery Ground Fault Tracer)
■ Technische Eckdaten:
- Das BGFT kann bis 250VDC eingesetzt werden.
- Fehler bis 380 Kohm können lokalisiert werden.
- Grössere Spannungen benötigen ein anderes Gerät. Z.b. GL 660-1.
- Einspeisespannung bis 50 VAC
DC Erdfehler Messgerät BGFT (Battery Ground Fault Tracer)
DC Erdfehler Messgerät BGFT (Battery Ground Fault Tracer)
■ Business case – Gerät im Einsatz beim Kunden / 17.09.2015
DC Erdfehler Messgerät BGFT (Battery Ground Fault Tracer)
■ Business case – Gerät im Einsatz beim Kunden / 17.09.2015
DC Erdfehler Messgerät BGFT (Battery Ground Fault Tracer)
■ Business case – Gerät im Einsatz beim Kunden / 17.09.2015
Batterie Normen / Speicherort der Präsentation
■ Relevante angezogene Normen:
- Aufbau und Betrieb von ortsfesten Bleibatterien DIN-EN 50272-2 bzw. IEC 62485-2
- Unfallverhütungsvorschrift DIN EN 50272-2; 50110-1
- Ladeverfahren DIN 41773, DIN 41774, DIN 41776
- Prüfungen DIN VDE 60896-11, IEEE 450, IEC 896-1, IEEE1188-1996, IEC 896-2
- Lebensdauer DIN 43539
- http://www.megger-swiss.ch/de/schulungen_und_events
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