مشخصات فنی عمومی و اجرایی تاسیسات برقی ساختمان : ضابطه شماره 110 جلد 1 | ۱۰-۱۰- ملاحظات کاربردی باتری

زیر مجموعه های زیر مروری بر تکنیک ها و ملاحظات کاربردی استفاده شده برای تعیین طراحی یک سیستم باتری است. استانداردهای 484 IEEE 1187 ،IEEE و 1106 IEEE موارد بیشتری را در مورد طراحی تاسیسات ارایه می دهند. 

۱-۱۰-۱۰- طراحی تأسیسات

کاربرد سیستم و شرایط محیطی محلی تأثیر زیادی در طراحی دارد، که می تواند یک اثر قابل توجه در عملکرد و عمر باتری داشته باشد. ملاحظاتی درباره زیر مجموعه های قابل اجرا باید در نظر گرفته شود. 

۱-۱-۱۰-۱۰- تهویه 

شرایط تهویه باید متناسب با نوع باتری انتخاب شده باشد (به بند ۱۰-۹-۴ مراجعه شود) .

۲-۱-۱۰-۱۰- رشته های موازی 

رشته های موازی باتری ها می توانند برای افزایش ظرفیت و/یا افزونگی استفاده شوند. در حالت ایده آل، رشته ها باید تا حد امکان شبیه باشند. حداقل باید الزامات ولتاژ شناور برآورده شود. افزونگی با استفاده از تعداد رشته هایی بیش از تعداد مورد نیاز برای تأمین حداقل نیازهای سیستم حاصل می شود. 

از رشته های موازی ممکن است برای انعطاف پذیری در تعمیر و نگهداری استفاده شود، به عنوان مثال، یک رشته باتری ۵۰۰ کیلووات در مقابل دو رشته ۲۵۰ کیلوواتی، در حالتی که زمان پشتیبان گیری کلی در هر دو حالت ۱۵ دقیقه است. 

در این مثال، استفاده از دو رشته با قطع اتصال جداگانه باتری، امکان حذف یک رشته را برای انجام تعمیر و نگهداری، در حالی که رشته دیگر با یک زمان پشتیبان کمتر، در مدار نگه داشته شده است، فراهم می کند. با افزودن رشته سوم ۲۵۰ کیلوواتی می توان افزونگی را در این سیستم به وجود آورد. 

هنگام استفاده از رشته های موازی محدودیت هایی وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند. در تاسیسات بزرگ تر و پیچیده تر تعمیر و نگهداری با افزایش رشته های اضافی افزایش می یابد. باید به تعیین ظرفیت شارژر و الزامات آزمایش بار توجه شود. قطع اتصال جداگانه باتری باید در طراحی سیستم گنجانده شود. 

مزایای استفاده از رشته های موازی اغلب از محدودیت های آنها بیشتر است. استفاده از رشته های اضافی قابلیت اطمینان سیستم را افزایش میدهد و دسترسی به تعمیر و نگهداری خارج از خط را با استفاده از قطع اتصال جداگانه رشته باتری بهبود میبخشد تعیین ظرفیت کابل بین باتری و بار باید متناسب با بار افزایش یافته ای شده باشد که برای رشته (ها) قطع شده به وجود می آید. 

هنگام اندازه گیری سیستم های باتری با سیم های موازی باید دقت کافی بعمل آمده و نرخ یک دقیقه ای و افت شلاقی (افت ولتاژ اولیه زیر بار) باید برای هر رشته در نظر گرفته شود. 

در مثال بالا، اگر یک رشته به تنهایی نمی تواند بار متصل شده را طی افت ولتاژ شلاقی پشتیبانی کند، استفاده از دو رشته ۲۵۰ کیلو وات برای بار ۵۰۰ کیلو وات مزیت چندانی نخواهد داشت. حتی اگر یک رشته منفرد بار را طی افت ولتاژ شلاقی پشتیبانی کند زمان راه اندازی به شدت کاهش می یابد که بسته به طراحی سلول می تواند در حدود ۲ دقیقه باشد. 

۳-۱-۱۰-۱۰- پایه ها و کابینت ها 

رشته (های) باتری روی پایه های باتری یا در کابینت ها نصب خواهد شد. شاخص لرزه ای محل نصب باید در انتخاب پایه ها یا کابینت ها در نظر گرفته شود برای الزامات طراحی لرزه نگاری قابل اجرا به کدهای ساختمانی محلی مراجعه کنید. مناطق با لرزه زیاد به پایه با ساختار محکم تر نیاز دارند پایه های باز می توانند دارای طرح پله ای با طبقاتی باشند که به طور معمول در سلول های VRLA منفذ دار و بزرگ دیده می شوند. پایه های باز تهویه و دسترسی بهتری را برای تعمیر و نگهداری فراهم می کنند. 

    • کابینت های باتری عمدتاً در سیستم های UPS، مقدار 300 کیلو ولت آمپری و پایین تر از آن وجود دارند و حاوی سلول های VRLA هستند. سلول ها واحدهای باتری اتصال از بالا برای انجام ایمن تعمیر و نگهداری توصیه شده به فاصله عمودی کافی نیاز دارند ملاحظات تهویه و گرمایی غالباً موضوع ثانویه در طراحی کابینت است اما نباید از آن غافل شد. 

    • تمام چیدمان پایه و کابینت باید فضای کافی برای نگهداری و آزمایش مناسب و ایمن را داشته باشد. 

    • سازندگان و تامین کنندگان باتری ها ممکن است حداقل فاصله را تعیین کنند. 

۴-۱-۱۰-۱۰- وسیله قطع باتری 

وسیله قطع باتری ابزاری را برای از مدار خارج کردن باتری و جدا کردن آن از سیستم UPS فراهم می کند و باید متناسب با بار کامل انتخاب شود. این می تواند یک مزیت در هنگام نصب و تعمیر و نگهداری باشد وسیله قطع بعد ایمنی اضافی به سیستم می دهد. وسیله قطع باتری اغلب در رشته های موازی برای فراهم کردن امکان جداسازی هر رشته استفاده می شود. وسیله قطع باتری باید در هنگامی که باتری در اتاقی غیر از اتاق سیستم UPS واقع شده است. به کار رود برای سیستم های UPS که نیاز دارند یک رشته باتری در چندین پایه نصب شود یا برای رشته هایی که ولتاژ شینه (.d.c) آنها از ۲۵۰ ولت بیشتر است، باید برای تقسیم رشته به چندین بخش یک وسیله قطع باتری چند قطبی به کار گرفته شود، که باعث می شود ولتاژ کلی در یک پایه کاهش و ایمنی کارکنان در حین تعمیر و نگهداری افزایش یابد. قطع اتصال باتری باید همیشه قابلیت فعال شدن (باز شدن) در ناحیه باتری را داشته باشد و باید دارای قابلیت قفل کردن ابر چسب گذاری در اتاق باتری باشد. 

۵-۱-۱۰-۱۰- مهار نشت 

الکترولیت باتری در صورت بیرون ریختن میتواند باعث بروز خطراتی شود. نشت میتواند به دلیل روش جابجایی نادرست، محفظه های ترک خورده و یا سوراخ شده ناشی از نصب نادرست رشد صفحه گریز حرارتی آتش سوزی خرابی های مکانیکی و استفاده از حلالهای تمیز کننده روی محفظه رخ دهد تدابیر خنثی سازی و مهار نشت متناسب با نوع باتری انتخاب شده حین جابجایی (نصب و جمع آوری) در بهره برداری عادی و همچنین انبار کردن موقتی باید در نظر گرفته شود مقررات و الزامات مربوطه باید تبعیت شود (استاندارد IEEE P1578 اطلاعات اضافه تری در مورد مهار نشت الکترولیت باتری ارایه می دهد). 

۶-۱-۱۰-۱۰- انتخاب کابل تعیین ظرفیت و اتصالات 

در نقشه سیستم باتری باید مسیریابی طول و نوع کابل کشی و همچنین درجه حرارت در نظر گرفته شود. در حالتی که زمان راه اندازی کوتاه تر از زمان انتظار است، انتخاب کابلی با اندازه کوچک می تواند عامل اصلی در افت ولتاژ کابل باشد. 

(به عنوان مثالی از تعیین ظرفیت به بخش 7.5.2 استاندارد 1184 IEEE Std مراجعه شود). ایمنی زمانی به مخاطره می افتد که تلفات منجر به گرمای بیش از حد کابل شود. استفاده از کابل افشان انعطاف پذیر و دارای عایق بندی برای اتصالات کابلشو باتری در هر جایی که از اتصالات کابلی به کار رفته است، توصیه می شود. آب بندی قطب های باتری می تواند در اثر یک اتصال نامناسب کابل آسیب ببیند. این کابل نباید فشار مضاعفی بر قطب های سلول باتری ایجاد کند. اتصال چند کابلی در قطب های باتری باید با استفاده از صفحات ترمینال و سیستم های مدیریت کابل در هر جایی که امکان آن وجود دارد، به کار رود. 

۷-۱-۱۰-۱۰- مقررات مربوط به تعمیر و نگهداری و آزمایش 

نصب باتری باید به گونه ای باشد که اجازه دسترسی و فضای بالاسری سرویس دهی ایمن و کافی برای تعمیر و نگهداری  آزمایش و جایگزینی را بدهد. برخی از سیستم های کابینت ممکن است اجازه دسترسی آسان و ایمن به باتری را ندهند و  نباید استفاده شوند. دسترسی مناسب به پایانه های سلول ماژول باید برای پروب ها/گیره های مربوط به تمام دستگاه های اندازه گیری استفاده شده در تست و تعمیرات و نگهداری مطابق با استانداردهای 450 IEEE 1188 ،IEEE و 1106 IEEE فراهم باشد. فضای راهرو برای تاسیسات دارای رک های چند طبقه باید اجازه دسترسی به نردبان و تجهیزات بالابر سلول را بدهد. نوع کابینت ها و رک ها بر دسترسی به باتری تأثیر می گذارند، بنابراین تعمیر و نگهداری و تست مناسب را آسان یا محدود می کنند. 

۸-۱-۱۰-۱۰- پایش (مانیتورینگ)  

گنجاندن یک سیستم مانیتورینگ ممکن است در عملکرد تعمیر و نگهداری توصیه شده و فعالیت های آزمون کمک کننده باشد. روش انتخاب شده ممکن است دارای قابلیت ثبت دشارژ، ولتاژ سلول، دما، مقاومت اتصال، اهمی داخلی یا سایر اندازه گیری ها باشد. ممکن است بعضی از روش ها بتوانند در طول آزمایش بار داده های آزمون را بدون تاخیر زمانی دهند. اگر قرار باشد در آینده مانیتورینگ (پایش) اضافه شود، در نظر گرفتن یک رابط مناسب برای یک سیستم مانیتورینگ اثرات بالقوه لجستیک را کاهش دهد. 

۲-۱۰-۱۰- بررسی عملکرد UPS 

UPS ولتاژ خروجی (a.c) ثابتی را برای بار تامین می کند. طی یک دشارژ باتری باتری توان ثابتی را برای مبدل اینورتر UPS تامین می کند. ولتاژ ورودی (.d.c) به مبدل اینورتر در طی دشارژ کاهش می باید. برای حفظ یک توان ثابت خروجی جریان دشارژ باتری مطابق با این تغییرات افزایش می یابد. 

۱-۲-۱۰-۱۰- محدودیت های شارژ UPS 

هنگام محاسبه رابطه بین اندازه باتری و زیر سیستم های یکسوساز و مبدل اینورتر UPS، کاربر باید قابلیت شارژ باتری یکسوساز و میزان باری را که باتری می تواند قبول کند، در نظر بگیرد. سیستم UPS باید دوره های دشارژ تحمیل شده به باتری را که ناشی از تغییرات بار بیش از خروجی با قابلیت پاسخ یکسوساز است، به حداقل برساند. 

به علاوه، ظرفیت یکسوساز باید طوری انتخاب شود تا الزامات بار کامل سیستم، تلفات سیستم و گذرا را برآورده کند. در عین حال جریان شارژ مجدد باتری را به منظور به حداقل رساندن دوره زمانی که بار توسط یک باتری کاملا شارژ شده محافظت نشده است، تامین کند. شارژ مجدد باتری تابعی از پذیرش شارژ است که با فناوری و درجه حرارت باتری ارتباط دارد. حفاظت کامل بار در طی بازیابی یکسوساز به ولتاژ (.a.c) عادی موضوع مهمی است. 

یادآوری - توجه شود که باید از مناسب بودن اندازه شارژر برای عملکرد رشته موازی مطمئن شد. 

۲-۲-۱۰-۱۰- جریان ریپل (.a.c) 

جریان ریپل (a.c) می تواند باعث گرم شدن بیش از حد در باتری های VRLA شود و هم چنین ممکن است اثرات مخربی روی باتری های VLA و به میزان کمتری، روی نیکل - کادمیم بگذارد. کاربردهای UPS می توانند شرایط غیر معمولی را برای باتری به وجود آورند. به طور معمول، هدف طراحی باتری UPS رسیدن به مشخصه های جریانی کوتاه - مدت و با سرعت بالا عالی است که برای رسیدن به این هدف کمترین مقاومت داخلی ممکن سلول مورد نیاز است. این مقاومت پایین مسیری با امپدانسی کم تر از خازن های فیلتر موجود در خروجی یکسوساز، برای جریان ریپل که از بخش یکسوساز UPS خارج می شود، فراهم می کند. 

علاوه بر این، بخش مبدل اینورتر UPS به دلیل ایجاد توان (.a.c) از ترکیب موازی یکسوساز/باتری به جریان های گذرا زیادی احتیاج دارد. 

با یک منبع تغذیه (.a.c) (با امپدانس بالا) تغییرات جریان بار لحظه ای و کوتاه مدت از باتری امپدانس پایین تر کشیده می شود. این عوامل ممکن است منجر به یک جزء (a.c) نسبتاً بالا در باتری شود. در حال حاضر تولید کنندگان، سلول های VLA را که در یک محیط با جریان رییل زیاد کار می کنند جزء موارد خارج از ضمانت نامه قرار نداده اند. اما برخی از تولید کنندگان حداکثر رییل مجاز برای VRLA را اعلام می کنند. ریپل از لحاظ تاثیر بر طول عمر طراحی ملاحظه ای مهم به حساب می آید و توصیه میشود فیلترهای یکسوساز مطابق با توصیه سازنده، تامین شوند. 

۳-۲-۱۰-۱۰- شارژ یکسان کننده 

شارژ یکسان کننده یا تجدید کننده در ولتاژی بالاتر از ولتاژ شناور و برای مدت انتخاب شده جهت تصحیح انحرافات از ولتاژ تعیین شده یا چگالی الکترولیت سازنده، یا اگر یک یا تعداد سلول های بیشتری زیر حداقل ولتاژ تعریف شده توسط سازنده تصحیح شده برای حرارت رسیده باشد، داده می شود. 

شارز یکسان کننده نباید از حدود ولتاژ تجهیزات متصل شده (UPS) و مشخصات سازنده باتری تجاوز کند. شارژ یکسان کننده می تواند به کل باتری با یک سلول منحصر به فرد اعمال شود. از آنجایی که شارژ یکسان کننده ی بیش از اندازه اثر نامساعدی بر عمر باتری دارد یکسان کنندگی باید حداقل شود. 

با این ملاحظات داده شده، نیاز خواهد بود که کاربر استفاده از هر تجهیزی را که به طور اتوماتیک بعد از دشارژ یکسان می شود، ارزیابی کند، به خصوص اگر آن تجهیز به طور اتوماتیک و برای مدت طولانی بعد از دشارژهای کوتاه و یا در مدت پایه از پیش تعیین شده یکسان شود. دشارژ در ولتاژهای شناور عادی اتفاق خواهد افتاد هر چند دشارژ می تواند با استفاده از شارژ برابر کننده تسریع شود. 

یادآوری - سلول های VRLA نباید یکسان شوند مگر بنابر توصیه سازنده باتری 

۳-۱۰-۱۰- ملاحظات در خصوص ضمانت نامه 

از آنجایی که شرایط ضمانت نامه ها بطور وسیعی در میان سازندگان تغییر می کند، شایسته است در زمان انتخاب باتری، ملاحظات دقیقی درباره ضمانت نامه صورت پذیرد. 

۱-۳-۱۰-۱۰- معیار پذیرش 

ضمانت نامه عرضه شده باید کاربرد و نحوه استفاده از باتری را تعیین کند. بعضی از سازندگان ضمانت نامه ها را بر اساس دوره سرویس دهی (تعداد دوره ها) و/یا دما عرضه می کنند که ممکن است نیازمند یک سیستم پایش برای تایید باشد. ضمانت نامه می تواند بر اساس سرویس شناور کامل و عمر طراحی باشد. (توجه به نحوه کاربرد تعریف شده برای UPS از طرف سازنده و نحوه اثر گذاری این موضوع بر ضمانت نامه موضوع مهمی است). مهم است توجه شود نگهداری چه نوعی از سوابق ممکن است برای معتبر بودن ضمانت نامه مورد نیاز باشد. 

۲-۳-۱۰-۱۰- ضمانت نامه تعویض کامل 

اگر باتری یا یک سلول در بازه اولیه ی عمر سرویس (نوعاً یک سال) معیوب شود. معمولا تحت ضمانت نامه کامل توسط سازنده تعویض خواهد شد. این موضوع به طور معمول شامل هزینه مربوط به نیروی کار لازم برای تغییر باتری یا سلول و/یا هزینه حمل و نقل نمی شود. 

۳-۳-۱۰-۱۰- اصلاح ارزیابی اولیه 

اگر باتری یا یک سلول پس از بازه گارانتی تعویض کامل، پیش از موعد دچار خرابی شود هزینه باتری جایگزین معمولا بر اساس ماه های استفاده از سرویس و دوره گارانتی اعلام شده امتیازدهی می شود.

این اعتبار به طور معمول به قیمت فعلی باتری اعمال می شود. این پوشش به طور معمول شامل (هزینه مربوط به) نیروی کار برای تغییر باتری یا سلول جدید، هزینه حمل و نقل باتری یا سلول جدید و ایا هزینه دفع باتری یا سلول خراب نیست. 

۴-۳-۱۰-۱۰- هزینه های دیگر 

حمل و نقل و نصب باتری جدید ممکن است به عنوان بخشی از تنظیم ضمانت نامه پوشش داده نشود. دفع امحاء باتری معیوب غالبا به عنوان بخشی از ضمانت نامه پوشش داده نمی شود. 

۵-۳-۱۰-۱۰- ارزیابی ضمانت نامه 

در ارزیابی ضمانت نامه آیتم های ذیل باید در نظر گرفته شوند : 

    • دوره تعویض کامل 

    • دوره تنظیم امتیازدهی 

    • هزینه ناوگان 

    • هزینه نصب 

    • شرایط استفاده 

    • دما 

    • چرخه شارژ و دشارژ 

    • شارژ کردن 

    • سوابق تعمیر و نگهداری 

    • تاریخ شروع ضمانت نامه 

    • دفع باتری معیوب 

    • ادعا 

    • هزینه تایید 

    • قيود و الزامات آزمون نصب