Herzlich willkommen! Fachtagung Mittelspannung Workshop: … 10... · 2015-09-30 · In der Praxis ist es in Ordnung, wenn die Batterie nach der Inbetriebsetzung mindestens 90% der

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



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.


■ Schritt – für - Schritt

- Batteriedaten vorhanden / Gefahrenhinweise durchgelesen?

- Verstehe ich die Nenndaten:

- Ist noch ein Temperatur Koeffizient zu berücksichtigen?


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.



■ 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)


■ 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



■ 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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■Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit…

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Herzlich willkommen! Fachtagung Mittelspannung Workshop: … 10... · 2015-09-30 · In der Praxis ist es in Ordnung, wenn die Batterie nach der Inbetriebsetzung mindestens 90% der