Nguồn điện một chiều từ hệ thống ắc quy cấp nguồn điều khiển cho các thiết bị nhất thứ như máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa, ngoài ra còn các thiết bị relay bảo vệ, thiết bị đo lường, hệ thống SCADA, chiếu sáng sự cố. Do đó giải pháp giám sát thông số giàn ắc quy cho phép cán bộ quản lý vận hành theo dõi được tình trạng từng cell nâng cao tuổi thọ thiết bị, hạn chế sự cố xảy ra.

Vai trò của hệ thống ắc quy

Hệ thống ắc quy có tác dụng làm ổn định điện áp thanh cái DC, dù điện áp xoay chiều cấp cho tủ nạp có thể dao động hoặc mất nguồn; đảm bảo cho hệ thống điều khiển, bảo vệ, đo lường hoạt động tin cậy. Hệ thống nguồn DC trong nhà máy điện, trạm biến áp thường có cấp điện áp 220VDC được cung cấp liên tục bởi 2 tủ sạc và 1 hoặc 2 giàn ắc quy, mỗi giàn 108 (110) bình.

Tuổi thọ trung bình của giàn ắc quy khoảng 7-10 năm, tuy nhiên trong thực tế vận hành có những bình kém hơn cần phải được thay thế. Những vấn đề có thể gặp phải như có bình tụt điện áp, quá nhiệt, dòng nạp dòng xả giữa các bình không đồng đều, dung lượng suy giảm, chạm đất một chiều.

Việc phát hiện và xử lý nhanh sự cố, hiện tượng bất thường là vấn đề cần được quan tâm cao với công tác quản lý vận hành.

Giải pháp giám sát thông số giàn ắc quy

Bộ thiết bị giám sát acquy online được phát triển bởi EverExceed đã được ứng dụng nhiều cho hệ UPS, telecom, trung tâm Data center, giao thông và các nhà máy điện, trạm biến áp. Hệ BMS (Battery Monitoring System) của EverExceed được thiết kế để có thể phù hợp với các loại bình ắc quy thông dụng hiện nay như NiCd, Axit chì, Lithium. Các thông số có thể giám sát như: Cell voltage, Cell Internal Resistance, Cell temperature, String voltage, String charge & discharge current, String ambient temperature. Hệ BMS cho phép truyền dữ liệu đến hệ thống SCADA hiện hữu của nhà máy/ TBA thông qua giao diện kết nối Rs232 hoặc Ethernet (giao thức Modbus). Khi ắc quy có bất thường, sẽ gửi đi các cảnh báo:

+ String charge voltage high/low

+ Discharge Current High

+ Charge Current High

+ String Over-discharge

+ Cell Charge voltage high/low

+ Cell internal resistance over limit

+ Cell over discharge

+ Cell short circuit/ Open circuit

Các thành phần của hệ BMS bao gồm:

-Control module CM: Một hệ chỉ cần 1 module trung tâm, có chức năng thu thập dữ liệu từ cảm biến, giám sát và phân tích tình trạng giàn ắc quy; màn hình và nút bấm giúp cài đặt chế độ và địa chỉ cho mỗi cảm biến; chức năng lưu trữ bộ nhớ và truyền thông gửi dữ liệu đến máy tính vận hành hoặc hệ SCADA khác thông qua giao diện Rs232 hoặc Ethernet.

-Battery sensor VM: Mỗi bình ắc quy cần 1 VM, chức năng đo lường điện áp, nhiệt độ và nội trở của mỗi cell; gửi tín hiệu đến bộ CM. Cảm biến này có các tùy chọn dải đo điện áp (1.5-5V) hoặc (5-16V) và điện trở (0.01-40mOhm) hoặc (0.1-80mOhm) để phù hợp với từng loại pin/ acquy.

-Current detector IM, cùng biến dòng CT: mỗi chuỗi cần 1 IM, ví dụ giàn 108 bình nối tiếp chỉ cần 1 IM, giàn 2x 108 bình cần 2 IM. Chú ý lựa chọn CT và IM phù hợp với dải đo dòng điện nạp/ xả.

Quy trình lắp đặt hệ BMS:

Bước 1: Xác định số thứ tự/ địa chỉ cho mỗi bình acquy/ cell pin. Trên 1 chuỗi nối tiếp thì No.1 là vị trí gần cực âm của chuỗi nhất, vị trí cuối cùng là vị trí gần cực dương của chuỗi nhất.

Bước 2: Gắn và siết ốc cho đầu nối vào đầu cực mỗi bình ắc quy/ cell pin

Bước 3: Nối cáp, dán cảm biến nhiệt độ mỗi bình

Bước 4: Lắp đặt VM, với nhãn được đánh số tương ứng để đảm bảo không bị nhầm lẫn địa chỉ dẫn đến phân tích sự cố sai bình.

Bước 5: Lắp đặt CT và IM

Bước 6: Kết nối cáp tín hiệu các module với nhau

Bước 7: Lắp đặt CM và nguồn cấp, kiểm tra trước khi bật nguồn.

Với những tài liệu hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất, cán bộ kỹ thuật hoàn toàn có thể lắp đặt và cấu hình hệ thống một cách đơn giản. Áp dụng giải pháp giám sát ắc quy cho các nhà máy điện/trạm biến áp là một phần trong tiến trình tự động hóa, ứng dụng Chuyển đổi số tại Bitexco Power.