ИРИС-СОПТ — это прибор диагностики и мониторинга, предназначенный для непрерывного контроля состояния аккумуляторной батареи (АБ) и сети оперативного постоянного тока (СОПТ). В отличие от периодических ручных проверок, регламентированных правилами технической эксплуатации, ИРИС-СОПТ работает круглосуточно, выявляя малейшие отклонения, которые могут сигнализировать о начале серьезных проблем. Устройство поддерживает работу с любыми АБ: 2 В, 12 В и другими.
Применение ИРИС-СОПТ
Рисунок 1 — Контроль симметрии аккумуляторных батарей с номинальным напряжением 2 В и/или 12 В
Рисунок 2 — Контроль АБ с наличием хвостовых элементов. Обеспечивается раздельный контроль симметрии основных и хвостовых элементов
Рисунок 3 — Контроль симметрии групп АБ. Может использоваться как более детализированный вариант контроля элементов АБ и применяется для любых исполнений аккумуляторных батарей, в том числе с элементами 2 В, 6 В и 12 В, независимо от их количества
Диагностика неисправности напряжения АБ
ИРИС-СОПТ не просто показывает напряжение на клеммах АБ, как измерительный прибор, но и анализирует комплекс параметров, чтобы поставить точный диагноз состоянию аккумуляторной батареи.
Для полноценной работы к ИРИС-СОПТ необходимо подвести четыре напряжения в соответствии со схемой подключения (рис. 1).
Рисунок 1 — Схема подключения устройства к аккумуляторной батарее
Глубокий разряд АБ
При глубоком разряде АБ образуется крупнокристаллический сульфат свинца, который не преобразуется обратно при заряде. Это приводит к резкой потере емкости.
Устройство фиксирует, что напряжение на АБ опустилось ниже критического уровня Uразряд, например, 170 В для батареи 220 В и удерживалось там дольше заданного времени Tразряд.
При этом сформируется сигнал срабатывания защиты «Глубокий разряд».
ИРИС-СОПТ может подать команду на отключение второстепенных нагрузок (например, освещения), чтобы сохранить энергию для критически важных цепей релейной защиты и автоматики (РЗА), и отправить аварийный сигнал персоналу. Это предотвращает необратимое повреждение АБ.
Перезаряд АБ
Заряд повышенным напряжением вызывает неизбежный ускоренный электролиз воды, содержащейся в электролите. Это приводит к его выкипанию, оголению и окислению пластин, а также к коррозии решеток положительных электродов.
Прибор фиксирует превышение напряжения уставки Uмакс (например, 240 В) в течение времени Tмакс. При этом сформируется сигнал «Высокое U».
Персонал получает сигнал о неисправности зарядного устройства, которое подает избыточное напряжение. Это позволяет своевременно отрегулировать или отремонтировать его, предотвращая выход из строя дорогостоящей АБ.
Несимметрия напряжения АБ
В многосекционной батарее одна из половин (например, положительная) может деградировать или быть нагруженной сильнее. Это приводит к тому, что одна секция перезаряжается, а другая — недозаряжается.
Устройство вычисляет разницу напряжений между положительным U+ и отрицательным U- полюсами относительно средней точки. Если разница ΔU превышает уставку (например, 2 В), то сформируется аварийный сигнал «Несимметрия АБ».
Сигнал указывает на проблему в конкретной секции АБ. Это позволяет целенаправленно провести выравнивающий заряд или заменить проблемные аккумуляторы, избегая полного отказа системы. Уставка ΔU регулируемая, и данная функция подходит для аккумуляторных батарей с Uном=2 В, Uном=12 В и др.
Пульсации напряжения АБ
Высокие пульсации напряжения от зарядного устройства вызывают микроразряды/микрозаряды пластин, приводящие к нагреву АБ и ускоренной сульфатации.
Прибор вычисляет коэффициент пульсации КпU и при превышении уставки (например, 1,5 %) сигнализирует о проблеме, формируя сигнал «Высокие пульсации U».
Это позволяет обнаружить неисправность зарядного устройства, которая не всегда видна по постоянной составляющей напряжения.
Контроль изоляции СОПТ
Сеть оперативного тока должна быть хорошо изолирована от земли. Любое ухудшение изоляции — это прямая угроза безопасности и надежности цепей РЗА.
ИРИС-СОПТ помогает контролировать изоляцию сети оперативного тока путем непрерывного измерения напряжения положительного Ug+ и отрицательного Ug- полюсов относительно земли. В идеально изолированной и симметричной системе эти напряжения равны по величине и противоположны по знаку. При ухудшении изоляции возникает утечка на землю и появляется разница напряжений ΔUg. Если данная разница превысит уставку Uперекоса, то сформируется сигнал «Перекос полюсов».
Таким образом, обнаружение несимметрии позволяет:
- Выявить деградацию изоляции на ранней стадии, до того, как она приведет к короткому замыканию.
- Локализовать проблему, определив, на каком именно полюсе (+ или -) произошло повреждение.
- Предотвратить ложные срабатывания устройств РЗА, которые могут быть вызваны токами утечки при ухудшении изоляции. Это ключевая функция для обеспечения бесперебойной и надежной работы всей системы оперативного тока.
Уставка ΔUg регулируемая, и данная функция подходит для аккумуляторных батарей с Uном=2 В и Uном=12 В.
Мониторинг режима АБ
Прибор автоматически сохраняет историю измерений с гибко настраиваемым интервалом (от 1 минуты до 1 суток). В памяти хранится до 1000 последних записей, которые можно выгрузить на ПК для детального анализа в виде графиков.
Встроенный цифровой осциллограф фиксирует аварийные события в стандартном формате COMTRADE. Запись длится до 11 секунд и включает 0,5 секунды до срабатывания, что позволяет анализировать причины аварии. Осциллограммы содержат все ключевые параметры (напряжения, состояния входов/выходов) и могут быть запущены автоматически или вручную. Для анализа записи скачиваются через ПО на ПК.
Коммуникация с АСУ
Базовая версия ИРИС-СОПТ включает в себя два интерфейса:
- Bluetooth — для беспроводного подключения к телефону или ПК для настройки и мониторинга.
- RS-485 — основной проводной интерфейс для интеграции в АСУ. Поддерживает протоколы Modbus-RTU и IEC 60870-101.
С модулем расширения ИРИС-МИ-ETH добавляется еще два интерфейса:
- Ethernet — с поддержкой протоколов Modbus-TCP, IEC 60870-104 — для интеграции в современные SCADA-системы, IEC 61850 MMS — ключевой протокол для цифровых подстанций, SNTP — для точной синхронизации времени по сети.
- RS-485 — основной проводной интерфейс для интеграции в АСУ. Поддерживает протоколы Modbus-RTU и IEC 60870-101.
Устройство передает в АСУ всю телеметрию, статусы защит, состояния дискретных сигналов и предоставляет доступ к осциллограммам.
Лицевая панель устройства
Вместо статических светодиодных символов ИРИС-СОПТ использует три IPS-дисплея. Каждый дисплей показывает наименование и единицу измерения (например, «UАБ В») для величины, выведенной на расположенный рядом ряд семисегментных индикаторов.
Такой подход является гибким и информативным. Оператор всегда видит, какой именно параметр он наблюдает, без необходимости всматриваться в светодиоды. Это существенно упрощает работу с прибором по сравнению со устройствами, имеющими жестко заданную светодиодную индикацию.
Мобильное приложение для ИРИС-СОПТ
Для мобильных устройств на операционной системе Android доступно фирменное приложение. Оно подключается к прибору по Bluetooth и предоставляет удобный интерфейс для:
- просмотра текущих параметров в реальном времени;
- быстрой настройки уставок и конфигурации;
- просмотра и скачивание журналов событий и осциллограмм.
Использование мобильного приложения упрощает взаимодействие оперативного персонала с устройством ИРИС-СОПТ.
Соответствие нормативам ПАО «Россети»
Разработка ИРИС-СОПТ изначально велась с учетом строгих требований нормативов. Устройство соответствует:
СТО 56947007-29.120.40.041-2010: Этот стандарт прямо предписывает необходимость создания системы мониторинга СОПТ для непрерывного контроля:
- напряжений между выводами АБ (напряжений групп аккумуляторов);
- напряжений на сборках шин щита постоянного тока (ЩПТ);
- пульсаций напряжения на выходе зарядного устройства;
- сопротивлений изоляции полюсов распределительной сети относительно «земли».
СТО 56947007-29.120.40.262-2018: Стандарт регламентирует применение необслуживаемых аккумуляторов (типов AGM, GEL), для которых непрерывный контроль режимов заряда/разряда критически важен. ИРИС-СОПТ идеально подходит для работы с такими АБ.
Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП): Устройство помогает выполнять требования ПТЭЭП по поддержанию АБ в исправном состоянии и контролю изоляции.
В чём смысл устройства ИРИС-СОПТ
ИРИС-СОПТ трансформирует подход к обслуживанию АБ и СОПТ — от реактивного (когда действуют после отказа) к проактивному и предиктивному. Эксплуатационный персонал получает дополнительное время, чтобы в штатном режиме, заблаговременно спланировать вывод СОПТ в ремонт и организовать проведение профилактических работ. ИРИС-СОПТ является ключевым элементом для обеспечения бесперебойного питания устройств релейной защиты и автоматики, от которых зависит устойчивость всей энергосистемы. Это не просто прибор, это интеллектуальная система, которая непрерывно анализирует состояние жизненно важного узла энергообъекта и своевременно предупреждает о надвигающихся проблемах.
Микропроцессорные технологии — создаём надёжное будущее!