System akumulatorów może z dużą pewnością raportować stan naładowania, ale mimo to jego moc oddawana do sieci jest błędna o kilka kilowatów. System BMS zazwyczaj działa prawidłowo. Problem leży po stronie prądu przemiennego, w czujniku prądu na wyjściu falownika lub w złączu sieciowym, które zostało źle dobrane do zakresu lub zamontowane odwrotnie.
Tym czujnikom poświęca się znacznie mniej uwagi niż ogniwom. Nie powinno. Zarówno wyłączniki zabezpieczające, jak i limity eksportu zależą od ich odczytów.
Gdzie tak naprawdę płynie prąd przemienny w systemie magazynowania energii?
Prąd przemienny pojawia się w trzech miejscach:
-
Wejście ładowarki lub prostownika. Przekładnik prądowy zazwyczaj zasila pomiar wejściowy i zabezpieczenie nadprądowe. Szybkie pętle sterowania przetwornicy zazwyczaj mają własne boczniki lub czujniki Halla.
-
Wyjście PCS lub falownika, przed transformatorem podwyższającym napięcie. Zewnętrzne przekładniki prądowe służą do pomiaru i przekaźników zabezpieczających; wewnętrzne pętle sterowania zazwyczaj wykorzystują czujniki Halla.
-
Punkt połączenia. Pojedynczy transformator prądowy (CT) zasila licznik lokalny lub sterownik zarządzania energią, a jeśli odczyt jest nieprawidłowy, limit eksportu uruchamia się na podstawie błędnych danych.
Dlaczego przekładnik prądowy nie ma miejsca na szynie prądu stałego
Skoro przekładniki prądowe są tanie, pasywne i izolowane, dlaczego nie umieścić ich na wyjściu pakietu? Ponieważ przekładniki prądowe działają indukcyjnie, a jedynie zmienny prąd indukuje cokolwiek w uzwojeniu wtórnym. Co gorsza, składowa stała popycha rdzeń w kierunku nasycenia i zniekształca wszelkie prądy przemienne znajdujące się na górze.
Wewnątrz obudowy zadanie to wykonują boczniki i czujniki Halla. Bocznik, precyzyjny rezystor o niskiej wartości, jest dokładny i prosty, ale znajduje się pod napięciem obudowy i wymaga izolowanego wzmacniacza. Czujnik Halla odczytuje pole magnetyczne wokół przewodnika i jest z założenia izolowany. Strona BMS i PCM Na stronie large-battery.com opisano, w jaki sposób akumulator wykorzystuje te odczyty.
Po stronie prądu przemiennego ta sama izolacja stanowi cichą zaletę przekładnika prądowego. Jego uzwojenie wtórne nie ma połączenia elektrycznego z przewodem pierwotnym, więc licznik lub przekaźnik pracuje przy znacznie niższym, izolowanym napięciu. Obwód wtórny jest zazwyczaj uziemiony w jednym punkcie, więc nie może on swobodnie przemieszczać się do napięcia sprzężonego i ma ścieżkę zwarcia w przypadku uszkodzenia izolacji. Izolacja musi obejmować cały przewód: element 600 V nie powinien być podłączony do wyjścia falownika 690 V, niezależnie od tego, jak dobrze pasuje okno.
Tomograf komputerowy, cewka Rogowskiego czy czujnik Halla: który z nich gdzie się znajduje?
Cewka Rogowskiego to uzwojenie rdzeniowe z rdzeniem powietrznym, zazwyczaj elastyczne, którego wyjście śledzi szybkość zmian prądu; integrator przekształca to w odczyt prądu. Czujnik Halla z zamkniętą pętlą przetwarza zarówno prąd przemienny, jak i stały, co ma znaczenie również po stronie prądu przemiennego. Zasady połączeń sieciowych ograniczają ilość prądu stałego, jaką falownik może wprowadzić, a konwencjonalny przekładnik prądowy nie jest tego świadomy.
|
Czujnik |
Środki |
Silne strony |
Uważaj na |
Typowe zastosowanie |
|
Przekładnik prądowy |
Tylko AC |
Pasywne, izolowane, dobrze zdefiniowane klasy dokładności |
Przesunięcie DC nasyca je; otwarte zagrożenie wtórne |
Pomiar i ochrona przyłączy sieciowych i wyjściach PCS |
|
Cewka Rogowskiego |
Tylko AC |
Brak nasycenia; pasuje do dużych szyn zbiorczych |
Wymaga integratora; słabszy przy niskich prądach |
Modernizacje, szyny zbiorcze wysokoprądowe, pomiary harmonicznych |
|
Czujnik Halla (pętla zamknięta) |
AC i DC |
Mierzy oba, izolowane wyjście |
Wymaga zasilania; przesunięcie i dryft temperatury |
Szyna DC, pętle sterowania przetwornicy, kontrole wtrysku DC |
W praktyce wiele systemów pamięci masowej wykorzystuje wszystkie trzy, każdą w miejscu, w którym jej słabe punkty mają najmniejsze znaczenie.
Cztery linijki w karcie katalogowej CT, które warto przeczytać dwa razy
Stosunek
Przekładnik prądowy 400/5 generuje 5 A na uzwojeniu wtórnym przy 400 A na uzwojeniu pierwotnym. Jak duży powinien być prąd pierwotny? Bliższy rzeczywistemu prądowi roboczemu niż zakłada wiele wstępnych projektów. Przekładnik PCS o mocy 250 kW w połączeniu trójfazowym 480 V pobiera około 300 A na fazę przy pełnym obciążeniu, więc 400/5 jest odpowiednie. Element 600/5 wybrany „ze względu na margines” generuje ten sam system na biegu jałowym z mocą 30 kW, około 36 A, co stanowi 6% jego wartości znamionowej.
Klasa dokładności
W tym dolnym zakresie klasy dokładności rozchodzą się. Klasa 0.5 ogranicza błąd ilorazowy do ±0.5% przy prądzie znamionowym, ale dopuszcza około ±1.5% w pobliżu 5% wartości znamionowej; klasa 0.5S utrzymuje około ±0.75%. W przypadku obiektu, który nie pracuje każdej nocy, różnica ta trafia do kont energetycznych.
Klasa ochrony 5P10 oznacza, że błąd skumulowany mieści się w zakresie od 5% do dziesięciokrotności prądu znamionowego. Przekładnik prądowy pomiarowy powinien nasycić się podczas zwarcia, oszczędzając licznik, natomiast przekładnik prądowy zabezpieczający musi zachować liniowość dla przekaźnika.
Obciążenie
Jedna dziesiąta oma przewodu w obwodzie wtórnym 5 A zużywa 2.5 VA. W przypadku przekładnika prądowego 5 VA, to połowa mocy. Łatwo to przeoczyć.
Ten przewód stanowi część obciążenia, czyli całkowitego obciążenia obwodu wtórnego w VA, a dokładność mieści się tylko w zakresie wartości znamionowej. W obwodzie wtórnym 1 A ten sam przewód kosztuje 0.1 VA, co jest jednym z powodów, dla których przekładniki prądowe 1 A są powszechne na długich odcinkach.
Budowa
Przekładniki prądowe z rdzeniem dzielonym zaciskają się wokół istniejącego kabla, co znacznie ułatwia modernizację, choć w wielu projektach wiąże się to z pewnym ograniczeniem dokładności. Okno pomiarowe jest dostosowane do izolowanego przewodu, a nie do gołej miedzi.
Zasada otwartego wtórnego
Nigdy nie pozostawiaj otwartego obwodu wtórnego konwencjonalnego przekładnika prądowego, gdy obwód pierwotny jest pod napięciem. Bez przepływu prądu rdzeń ulega nasyceniu, a na zaciskach wtórnych może pojawić się niebezpiecznie wysokie napięcie, wystarczające do zranienia technika lub przebicia izolacji. Zwarcie zacisków pozwala na bezpieczną wymianę licznika.
Tomograf komputerowy zainstalowany odwrotnie
Podczas rozruchu licznik na miejscu wskazuje eksport, podczas gdy akumulatory ładują się z sieci. Nic nie jest uszkodzone. Przekładnik prądowy (CT) działał z odwróconymi P1 i P2, więc licznik odczytuje import jako eksport. Ograniczenie eksportu działa wtedy na niekorzyść obiektu.
Naprawa zajmuje kilka minut. Znalezienie rozwiązania może zająć dzień, zwłaszcza gdy jeden z trzech CT jest odwrócony, a wyniki wyglądają na dziwne, a nie błędne. Sprawdzenie każdej fazy przed zasileniem, z P1 skierowanym do źródła, a S1 i S2 na odpowiednich zaciskach licznika, to najtańszy test na miejscu.
Jakie próbki mówią, że karta katalogowa nie
Wielu producentów OEM kupuje od producent transformatorów prądowych w Chinach, a karty katalogowe rzadko pozwalają odróżnić dostawców. Różnice są widoczne w częściach i dokumentacji:
-
Próbki testowane w warunkach domowych u kupującego. Sprawdź współczynnik i błąd fazy w kilku punktach, w tym w dolnym końcu, gdzie system pracuje na biegu jałowym, przy podłączonym rzeczywistym mierniku i długości przewodów. Część, która spełnia wymagania swojej klasy na stole dostawcy, może nie spełniać ich wymagań, ale ma inne obciążenie.
-
Raporty z testów dla konkretnego modelu. Rutynowe testy dla każdej partii oraz testy typu z niezależnego laboratorium. Raport dla podobnego modelu nie obejmuje automatycznie dostarczonej części.
-
Wyróżnienie UL dla projektów w Ameryce Północnej, sprawdzone w publicznej bazie danych UL, a nie zaczerpnięte z logo w pliku PDF.
-
Czasy realizacji. Standardowe proporcje często dostarczane są z magazynu; niestandardowe okna lub proporcje mogą wydłużyć czas realizacji zamówienia o tygodnie. Zapytaj o czas realizacji zamówienia, a nie o czas realizacji próbki.
Współpraca z chińskim producentem transformatorów prądowych to dla wielu producentów OEM i integratorów codzienność, a kompetentni dostawcy spodziewają się takich pytań. Niejasna odpowiedź to sygnał do wstrzymania realizacji zamówienia.
Warto spędzić popołudnie
Nikt nie planuje przeglądu projektu wokół przekładnika prądowego. Jednak przekładnik na przyłączu sieciowym decyduje, czy sterownik obiektu uznaje go za importujący, czy eksportujący, a przekładnik na wejściu ładowarki decyduje o uruchomieniu zabezpieczenia. Popołudnie spędzone na analizie współczynnika, obciążenia i testowaniu próbek na stanowisku testowym kosztuje znacznie mniej niż ściganie uciążliwego przepalenia na obiekcie oddalonym o trzy godziny drogi.
FAQ
Czy tomograf komputerowy może zmierzyć prąd wewnątrz akumulatora? Nie. Przekładnik prądowy (CT) reaguje tylko na zmiany prądu, więc nie może mierzyć napięcia stałego. Tę stronę zajmują boczniki i czujniki Halla.
Który typ prądu wtórnego jest lepszy: 1 A czy 5 A? Żadne z nich domyślnie. Przewód wtórny o natężeniu 1 A lepiej znosi długie odcinki przewodów, przewód wtórny o natężeniu 5 A nadaje się do krótkich odcinków i wielu istniejących liczników.
Czy tomografia komputerowa z rdzeniem dzielonym obniża dokładność? W wielu projektach, nieznacznie. W przypadku pomiarów modernizacyjnych, standard jest zazwyczaj akceptowalny, pod warunkiem, że deklarowana klasa dokładności nadal pasuje do danego zastosowania.
