Шкаф оперативного тока, 110V-220VDC, зарядка батарей

[hardwareprojectspro]

Приветствую,
можно "глупый" вопрос, почему в шкафах ШОТ используют сложные системы зарядкт батарей,
почему не использовать обычне блоки питания (например SITOP на 48V DC),
если нужно 220V DC можно последователньо подключить 5 блоков питания и настроить напряжение которое нужно для зарядки батарей?
Звучит дико и так наверное никто не делает, но вопрос ПОЧЕМУ так не делают?

Есть мотор постоянного тока 110V DC (иногда 220V DC), мотор для аварийного запуска насоса смазки агрегата,
для этого мотора используется специальный шкаф с батареями и с зарядкой этих батарей,
зарядка целый блок с управлением тиристорами и контролем батарей,
недавно у одной фирмы увидел в шкафу просто 5 последовательно подключенных блоков питания и ВСЕ!!!!
и тут я задал вопрос, а что так можно было делать?

[kirillio]

почему в шкафах ШОТ используют сложные системы зарядкт батарей

Если коротко, то для
- контроля и защиты АБ от глубокого разряда
- увеличения срока службы АБ
- получения расчетных ТХ при работе от батарей
- безаварийных режимах работы ШОТ

и тут я задал вопрос, а что так можно было делать?

Можно. Но недолго.

[+] анекдот

- А если все с крыши будут прыгать, то и ты прыгнешь?
- Марьиванна, если все будут прыгать, то значит и я буду прыгать, и вы будете прыгать...

[hardwareprojectspro]

Можно. Но недолго.

какая основная проблемма может быть, я думаю если использовать обычные блоки питания, то получается это источник напряжения, а не тока (как стандартная зарядка), и ток будет практически не ограничен,
при глубой разрядке,
то есть опасность что блок питания просто выбъет...
я так думаю...а ВЫ?

[Jackson]

какая основная проблемма может быть, я думаю если использовать обычные блоки питания, то получается это источник напряжения, а не тока (как стандартная зарядка), и ток будет практически не ограничен,

Отчасти да. А ещё причина экономическая.
1) Сделать ИБП можно и самому. Нужно понимать, какой взять зарядник, какие батареи, как подключить, обвесить это всё защитами и средствами контроля - и сделать это всё правильно и точно всё рассчитав. Если нет достаточных знаний - проще взять готовое.
2) Делая это всё самостоятельно, Вы затратите на это всё время на разработку, потом время на сборку, время на проверку, а это время дорого стОит - часто дешевле взять дорогое но готовое, чем ваять самому подешевле. Трудозатраты.
3) в некоторых местах системы питания подвергаются освидетельствованию надзорными органами. К разработанной Вами схеме могут быть вопросы, даже если просто уточняющие - это тоже займёт время. А увидев всё готовое, инспектор едва ли будет копаться.

В простые не шибко мощные схемы питания я и делаю такие БП сам: зарядник, в буфер батареи, обвесить защитами и сигнализацией. Преимущество в том, что как правило я использую 12-вольтовые батареи общего назначения (уже проверял - нет никакого смысла применять специализированные ИБПшные), и когда батарея дохнет внезапно то в экстренном случае доходило до того, что персонал снимал батарею с автомобиля и подменял. Плюс всё на обычных клеммах, а не на специализированных разъёмах. Даже если помирает зарядник - бегом находят любой БП подходящей мощности, быстро перебрасывают провода и объект живёт, а персонал тем временем покупает и ждёт доставки нормального зарядника.
В моей лично практике лет за 20 - сдохший зарядник всего один, и то похоже по моей вине, то ли перегрев, то ли запас мощности маловат оказался, отработал 7 лет. Батареи нормально выдерживают заявленный срок службы 5-7 лет, и есть возможность их заменить планово на любые покупаемые без привязки к производителю, без специнструмента. Но то небольшие цепи, обычно это 24В до 20 ампер (редко бывало до 80 ампер).

Но где 110VDC, 220VDC и другие мощности - схема настолько усложняется, что экономически нецелесообразно так заморачиваться, дольше возиться будет. Был даже как-то выбор при небольшой мощности (24В до 80 ампер) применить готовый дорогущий но сертифицированный на море ИБП или наваять схему самостоятельно - применили готовый и правильно сделали, потому что освидетельствование схем питания на море тоже денег стОит, отдельный сертификат выписывается, да плюс ещё сама разработка и сборка.

Если нормально считать деньги, а не только по стоимости комплектующих россыпью, то даже только по экономическим соображениям может быть лучше взять готовое.

Отправлено спустя 7 минут 10 секунд:

при глубой разрядке,
то есть опасность что блок питания просто выбъет...
я так думаю...а ВЫ?

Правильно думаете. SITOP - не зарядник, а простой БП. Он может работать с батареями в буфере как любой другой БП или зарядник, но до момента пока всё в порядке. А когда начнутся КЗ, перегрузки, отказы самих батарей или самого БП - вот тут самое интересное начинается. Тут надо оценивать все отказы и предусматривать от них меры отказоустойчивости и самодиагностики. И брать не SITOP, а что-то предназначенное для таких режимов. И иметь специалистов, знакомых с вопросом, а не самому изыскания проводить - метод проб и ошибок интересен, но не Вашему заказчику: пробовать будете Вы, а последствия Ваших ошибок ощутит на себе заказчик, что скажется на Вашей репутации как минимум.
В готовом ШОТе это всё уже продумано и сделано, голова не болит об этом.

И опять же. В случае проблем с типовым оборудованием, заказчик может оратиться не только к Вам как к поставщику, а хоть прямо к производителю оборудования и разобраться самостоятельно. Если Вы сваяете что-то своё - то заказчик без Вас не обойдётся точно. Беспроблемное устройство - то устройство, устранение проблем с которым не вызывает проблем.

[kirillio]

то есть опасность что блок питания просто выбъет...

..или батарея вскипит.
Когда Вы имеете дело с одной банкой, подключенной к блоку питания - это одна история; когда у вас к ЗУ подключена ветка АБ, которые в моменте могут иметь отличатющиеся тх, то вы имеете дело с более сложным процессом, имеющим целую кучу тонкостей и нюансов, начиная от калибровки АБ и заканчивая выбором закона "заряд-разряд" для поддержания емкости.

[hardwareprojectspro]

Посмотрел схемы шкафов на 110V DC (и на 220 V DC) то там зачемто есть выход с "средней точке батарей",
зачем это? контролировать (сравнивать) напряжение на батареях (50% и 50%)?
Хотел еще спросить у нас используются батареи
AGM Batterie 12V 104Ah
Эти AGM имеют какую-то особенность по зарядке чем обычные?

Это средняя точка подключается к такому устройству.
Монитор симметрии батареи Dold BA 9054/331
https://snabexpress-mos.ru/catalog/prom ... a-9054331/

[Универсал]

Необходимость балансировать (нивелировать) напряжения на Li-ion аккумуляторах в батарее вытекает из следующих соображений:

Напряжение, ниже которого мы не можем разряжать отдельно взятый аккумулятор в батарее, состоящей из последовательно соединенных аккумуляторов, лежит в пределах 2,4–2,8 В (в зависимости от рекомендаций их производителя).
Напряжение, выше которого мы не можем заряжать отдельно взятый аккумулятор, лежит в пределах 4,1–4,3 В.

Это касается не только литиевых, но и любых других аккумуляторов, соединённых последовательно.
При разбросе параметров и неравномерном старении доходит до переполюсовки отдельных элементов при разряде и вскипании при зарядке.

[hardwareprojectspro]

забыл сказать мы говорим об системе на 110V DC емкость 55+55 (Две группы) 110Ah.
емкость батарей 55AH, AGM Batterie 12V.
Всего 9 + 9 = 18 батарей.
две параллельные группы блоков
- 9 последовательно соедененныз батарей 9x12V = 108V DC
- 9 последовательно соедененныз батарей 9x12V = 108V DC
---
мотор 110V DC - 24A -запуск через стартовый резистор (ограничение тока до 3xIn = 72A, запуск мотора в течении меньше 2 sec.)

[kirillio]

там зачемто есть выход с "средней точке батарей", зачем это?

это определяется схемотехникой зарядного устройства, есть варианты.

[+]

Средняя точка.pdf

Отправлено спустя 2 минуты 8 секунд:

Эти AGM имеют какую-то особенность по зарядке чем обычные?

Без понятия, не работал с такими.

[Jackson]

..или батарея вскипит.

Исправная батарея в буфере не вскипит никогда. Нечему её вскипятить.

Хотел еще спросить у нас используются батареи
AGM Batterie 12V 104Ah
Эти AGM имеют какую-то особенность по зарядке чем обычные?

Да. У AGM-батарей есть своя специфика, она не превеликая, но есть. Повторюсь, в своих системах питания я перепробовал многие типы батарей, и пришёл к тому что со специальными одни сложности. Проще применить обычную общего назначения, они прекрасно живут в буферном режиме. А в перечень периодического ТО шкафа я обычно пишу провести полны цикл разряд/заряд (разряд до срабатывания аларма) с одновременным контролем времени разряда. Если время оказывается слишком маленькое - батареи под замену.

Это средняя точка подключается к такому устройству.
Монитор симметрии батареи Dold BA 9054/331

В наших топовых контроллерах это штатная функция - заодно и мониторят симметрию.

забыл сказать мы говорим об системе на 110V DC емкость 55+55 (Две группы) 110Ah.
емкость батарей 55AH, AGM Batterie 12V.

Не, не забыл, мы помним.

[Jackson]

Честно скажу, я никогда не делал систем БП на напряжения 110В, 220В и тем более - больше. Даже внутрь готовых не заглядывал.
Но что-то мне подсказывает, что там есть такие нюансы, которые надо сначала изучить, прежде чем вообще браться об этом рассуждать.

Например, 10 батарей последовательно - тут мне видится что-то неладное. Как контролировать балансировку? Каким зарядником заряжать? Одним на все 10 или каждую батарею в отдельности (мне не видится в этом ничего принципиально плохого)? Вентиляция (герметичных батарей по факту не бывает)? И т.д., и т.д.
Лучше бы сначала погуглить готовые решения, посмотреть кто как делает, понять почему именно так. Не говоря об общей электротехнике.

Ящик с аккумуляторами - это потенциально нехилая бомба, разворотит всё вокруг не дай бог. Поэтому может лучше даже просто купить хороший готовый ШОТ и посмотреть как сделано, а потом уже думать, нужно ли на это заморачиваться самому. А то мы тут насоветуем, и не дай бог кончится плохо.

[+]

У меня мелкие литиевые батареи на RC-вертолётике, состоящие из трёх-четырёх литиевых аккумуляторов - и то имеют цепи контроля балансировки, и соответствующий зарядник который балансировку не только контролирует, но и обеспечивает. В электрической машине на которой я езжу - то же самое, всё довольно серьёзно, а там батарея с выходом где-то 300 вольт всего-то 100 А*ч. Садишься, а под пятой точкой такая вот бомба.
Я видел к чему приводит взрыв всего лишь одного элемента 2 вольта 7 Ач своими глазами. А тут - сотни вольт и сотни амперчасов.

Электричество шуток и глупостей не понимает. Бьёт не больше раза, но попадает не мимо глаза.

[petr2off]

Как то прихожилось пусконаладкой заниматься системы постоянного тока 110В. Там только панельных контроллеров было 4 штуки. И чего только не контролировалось. Даже содержание водорода в аккумуляторной, при превышении порога - запускалась принудительная вентиляция. И аварийный останов был предусмотрен. И система пожаротушения газовая.
Поэтому если есть возможность обойтись стандартным ИБП - тут даже раздумывать не надо.

[Jackson]

Даже содержание водорода в аккумуляторной

Вот-вот. А то часто наблюдал что публика читает в даташитах на батареи "герметичная необслуживаемая" а дальше уже не читает, а там написано "регенерация до 95%" - соответственно минимум 5% выделится никуда не денется. И это до 95%, а не от - а "от" может быть и от нуля. Там мембранные клапана стоят которые стравят водород в атмосферу.
А публика эти батареи - в шкаф IP43 а то и IP54. Спрашивается: куда водород денется из закрытого шкафа? Никуда. Он там скопится до образования гремучей смеси, дальше - понятно что будет.
И это только один нюанс.

Поэтому если есть возможность обойтись стандартным ИБП - тут даже раздумывать не надо.

Да, непростая же штука. Всё на свете можно сделать и освоить самому. Но банально надо посчитать трудозатраты, хотя бы трудозатраты, включая собственное время - может выйти сильно дороже чем готовое покупное (как правило, так и бывает).

[Jackson]

Кстати, по морским требованиям полагается аккумуляторы держать в закрытом корпусе в принудительной вентиляцией, причём выхлоп вентиляции - не просто за стенки корпуса, а на улицу за борт (отдельный воздуховод). Независимо от типа батарей. Только для батарей небольшой суммарной ёмкости допускается выхлоп в то же помещение, потому что там все помещения вентилируемые.

Мы на берегу, всё попроще по требованиям, но физика и химия везде одинаковая. Водород - он что на судне что в помещении РУ - всё равно водород.

[+]

Из личного опыта: я иногда по старой памяти применяю морские требования к общепромышленным системам, хотя уже давно слез с моря и перелез на берег (не залезая обычно в EX-зоны). С умом конечно. Но ещё ни разу это не вызвало проблем с излишним усложнением систем, а главное - с их отказоустойчивостью и безопасностью. Хорошо сказывается в ситуациях, когда реально возникают проблемы. Много раз видел как при каких-то коротышах у других что-то выгорает или перекашивают режимы, а у нас всё трынтрава, потому что всё что только можно развязано друг от друга и защиты подобраны - с моря-то слез, а привычка осталась. Говорят, бывших моряков не бывает.

Слава звёздам, на море нормативы пока ещё не плодятся с такой дикой скоростью, как на берегу - в основном на всё про всё есть Правила Классификации и Постройки, единый документ про всё. Если на берегу надо перерыть десяток ГОСТов и РД, которые ещё поискать, то на море - всего один документ, а требования, как правило, на море жёстче, в общем случае можно применять и быть спокойным за то что всё соблюдено. Но с умом конечно. На море, например, УЗИПов и УЗО как правило не применяют - они на корабле бессмысленны.

Правила Регистра - по сей день у меня настольная книга, пользуюсь чаще чем ПУЭ.

[hardwareprojectspro]

Можно вопрос про - откуда берется энергия на мотор (от батарей, от зарядки или микс)...
Самый интересный вопрос, зарядка всегд работает онлайн, и вот нам нужно запускать аварийный насос, при это зарядка продолжает работать, мы включаем пусковой резистор, например у нас пусковой ток мотора 80А и вопрос откуда берется этот ток, он зарядки или батарей, или какой-то микс обоих источников?
По идее если блоки питания были настроены на напряжение выше чем батареи то ток пойдет от большего источника (от зарядки), конечно разядки не хватит (например блоки питания на 40А, а пусковой ток мотора 80А) втаком случае блоки питания или сразу вылетят или постепенно начнут понимажть напряжение чтобы держать нагрузку и когда напряжение выровняется с напряжением батарей (или станет даже ниже) тогда весь ток пойдет от батарей (или всеже какой то микс)?

[Jackson]

Самый интересный вопрос, зарядка всегд работает онлайн, и вот нам нужно запускать аварийный насос, при это зарядка продолжает работать, мы включаем пусковой резистор, например у нас пусковой ток мотора 80А и вопрос откуда берется этот ток, он зарядки или батарей, или какой-то микс обоих источников?

Микс. Когда ток небольшой, то его выдаёт ЗУ, плюс ЗУ продолжает выдавать ток в саму батарею. Когда ЗУ доходит до своего предела, то в нём должно сработать токоограничение, недостаток тока выдаст батарея. Как в автомобиле. У Вас автомобиль есть? В нём есть ЗУ (генератор), батарея и потребители - всё то же самое.

Нарисуйте уже эту схему, пустите токи, вспомните 1 закон Кирхгофа и всё станет понятно.

Но это только в простом случае. Если отбор мощности идёт через ещё отдельный преобразователь, как например в офисном ИБП (таким преобразователем является инвертор), то всё зависит от него, а как он работает - описано в его мануалах.

Отправлено спустя 3 минуты 7 секунд:

По идее

Тут не по идее, а по физике. 8й класс средней школы, закон Кирхгофа. Загуглите, учиться никогда не постыдно, я сам иногда читаю школьные учебные материалы. Большинство ответов на Ваши вопросы уже есть, их надо просто нагуглить и очень просто.