Manual De Procedimiento Instalacion Baterias Litio.pdf

PROCEDIMIENTO PARA EL CAMBIO DE BATERÍAS PLOMO - ACIDO POR BATERÍAS DE LITIO UE – 48Li 100 EN GABINETES RECTIFICADORES ZTE PARA LA COMPAÑÍA CLARO

Manual: 2018_Litio

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Contenido 1.

OBJETIVO ................................................................................................................................ 3

2.

ALCANCE ................................................................................................................................. 3

3.

INTRODUCCIÓN..................................................................................................................... 3

5.

4.1.

ELEMENTOS DE PROTECCION PERSONAL (EPP) ..................................................... 3

4.2.

INVENTARIO DE HERRAMIENTA ................................................................................ 3

4.3.

INVENTARIO DE MATERIALES .................................................................................... 4

ACERCA DE LA BATERIA UE-Li 48 100 ............................................................................ 4 5.1.

5.1.1.

ESPECIFICACIONES ................................................................................................ 4

5.1.2.

CERTIFICACIONES .................................................................................................. 5

5.1.3.

CURVAS DE COMPORTAMIENTO ........................................................................ 6

5.1.4.

PROTECCIONES DE LA BATERIA ........................................................................ 7

5.1.5.

ALARMAS ................................................................................................................. 8

5.1.6.

RECOMENDACIONES ............................................................................................. 8

5.2.

6.

CARACTERISTICAS ...................................................................................................... 4

SISTEMA DE ADMINISTRACION DE BATERIAS (BMS)....................................... 9

5.2.1.

CONEXION Y COMUNICACION ............................................................................ 9

5.2.2.

MONITOR TIEMPO REAL ..................................................................................... 11

5.2.3.

VISUALIZAR REGISTRO ...................................................................................... 13

5.2.4.

ALMACENAMIENTO BMS ................................................................................... 14

PROCEDIMIENTO ................................................................................................................ 15 6.1.

CONDICIONES INICIALES ........................................................................................... 15

6.2.

DESCONEXION BANCO DE BATERIAS ..................................................................... 15

6.3.

REFORMA DEL GABINETE .......................................................................................... 17

6.4.

INSTALACION BATERIAS DE LITIO .......................................................................... 18

6.5.

CONFIGURACIÓN DEL MODULO RECTIFICADOR................................................. 19

6.6.

REESTABLECIMIENTO DEL SISTEMA ...................................................................... 19

6.6.1.

CON GRUPO ELECTRÓGENO .............................................................................. 19

6.6.2.

SIN GRUPO ELECTRÓGENO ................................................................................ 21

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1. OBJETIVO Servir como documento de referencia para la ejecución del plan de mejora de cambio de baterías plomo – acido por batería totalmente nueva de litio en gabinete rectificador ZTE, cumpliendo con los estándares de seguridad y técnicos para la correcta ejecución de las tareas. 2. ALCANCE Personal técnico (auxiliares, encargados e ingenieros residentes) 3. INTRODUCCIÓN Este manual le ayudará a realizar una correcta ejecución del plan de mejora en el cambio de baterías, por lo cual, el personal idóneo para esta labor se le facilitará comprender por medio de un paso a paso la ejecución de la actividad. Este manual tiene como base, especificaciones técnicas de los equipos, así como requerimientos del cliente. 4. ANTES DE LA EJECUCIÓN Antes de realizar cualquier actividad debe revisar el cumplimiento de: 4.1.ELEMENTOS DE PROTECCION PERSONAL (EPP) Deben ser de uso constante y adecuado para la tarea a realizar. EPP tales como:      

Casco con barboquejo. Gafas de protección. Botas de seguridad dieléctrica. Overol de dotación. Guantes, tapa oídos. (de ser necesario)

4.2. INVENTARIO DE HERRAMIENTA Recuerde que el buen estado de la herramienta es vital para un manejo eficaz del material y principalmente para el cuidado de su integridad. Herramientas como: 

Pelacable, 3ortafrío, alicate Página 3 de 21

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    

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Juego de atornilladores dieléctrico Juego de llaves fijas Pinza voltiamperimetrica Taladro PC Puerto RJ 45 y RS 232

4.3. INVENTARIO DE MATERIALES Verificación del listado de materiales requeridos para el inicio del plan de mantenimiento: ITEM 1 2 3 4 5 6

DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD Batería UE – 48Li 100 Maestra un 1 Batería UE – 48Li 100 Extensión un 5 Cable tipo soldador No. 2 AWG m 5 terminales para cable No. 2 AWG un 4 perfiles y accesorios un 4 Fungibles (tornillería, cinta, etc.) gl 1 Tabla 1. Materiales principales.

5. ACERCA DE LA BATERIA UE-Li 48 100 5.1. CARACTERISTICAS Este capítulo define las características técnicas de la batería UE-48Li 100 de la compañía UPOWER LTD. 5.1.1. ESPECIFICACIONES ITEM a b c d e f g

DESCRIPCION Capacidad Normal Potencia Nominal Voltaje Nominal Resistencia Interna Voltaje de carga normal Voltaje de carga flotante (para uso en espera) Corriente máxima de carga permitida

CARACTERISTICAS 100Ah 4,8 kWh 48V (15 celda serial) ≤25mΩ @1kHz AC 54.75±0.3V 51.75±0.3V 50A

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≤50A 40V Longitud 482±2 mm Dimensiones Altura 178±2 mm profundo 520±2 mm Peso Aprox. 56kg ≤2%/Mensual; ≤10%/ Porcentaje de auto descarga anual 0～45℃ Carga Temperatura de -20～60℃ operación Descarga -20～+35℃、45～ ≤1mes 75%RH Entorno de -10～+35℃、45～ Almacenamiento ≥3mes 75%RH Ambiente recomendado 15～30℃、45～75%RH Tabla 2. Características técnicas de la batería Corriente de carga recomendada Voltaje de descarga final

5.1.2. CERTIFICACIONES

Imagen 1. Certificación Manejo ambiental y Certificado gestión de Calidad

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5.1.3. CURVAS DE COMPORTAMIENTO

Imagen 2. Curva profundidad de descarga Según temperatura ambiente.

Imagen 3. Curva vida útil Según capacidad de descarga a cierta temperatura.

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5.1.4. PROTECCIONES DE LA BATERIA Este paquete de baterías tiene un Sistema de administración de baterías (BMS), que puede monitorear el estado de funcionamiento del sistema, proporcionar sobrecarga, sobrecorriente, cortocircuito, sobrecalentamiento, protección contra baja temperatura. Y el BMS admite la comunicación entre paquetes de baterías y se conecta a equipos externos

Tabla 3. Protecciones incluidas en las baterías.

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5.1.5. ALARMAS Este paquete de baterías cuenta con un Sistema de información visual LED, en el cual por medio de un LED rojo nos indica si la batería se encuentra en falla o alarmada y el porcentaje SOC en el que se encuentra la misma.

     

LED de Alarma (Si se presenta una alarma continua el LED encendera 1s y apagara 1s, en secuencia repititiva). LED SOC 4 LED ON : 75%~100%SOC 3 LED ON : 50%~75%SOC 2 LED ON : 25%~50%SOC 1 LED ON : 0%~25%SOC

5.1.6. RECOMENDACIONES 

Quienes no sean profesionales o capacitados tienen prohibido instalar o poner en servicio la batería.



La función de límite de corriente de carga debe abrirse cuando las baterías se conecten en paralelo.



No revise los parámetros de la batería por el software BMS cuando la batería esté funcionando.



Como hay voltajes peligrosos dentro de la batería, solo un técnico de Master Battery o El técnico autorizado de Master Battery está autorizado para abrirlo. No observar Página 8 de 21

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esto podría resultar en riesgo de descarga eléctrica e invalidez de cualquier garantía implícita. 

Nunca arroje la batería al fuego, ya que puede explotar y poner en peligro la seguridad del personal.



No lleves al uso o conexión a baterías de otras normas por su incompatibilidad.

5.2. SISTEMA DE ADMINISTRACION DE BATERIAS (BMS). El sistema integrado de baterías LiFePO4 consiste principalmente en celdas y BMS (Administración de baterías). BMS consta de cinco subsistemas: gestión de carga y descarga; administración de temperatura; gestión de las comunicaciones; gestión de datos; gestión de la igualación. Para un mejor mantenimiento de la batería o la adquisición de datos, es muy útil operar el BMS software. Puede mostrar información en tiempo real y encontrar directamente la razón por la que las baterías tienen faltas. 5.2.1. CONEXION Y COMUNICACION a) Conectar lineas RS485 en cascada en las baterías que conforman el banco de baterías.

b) Conectar un transductor RS485 a USB

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c) Establecer la dirección de banda de las baterías

d) Presione el botón RESET por 6 segundos hasta que la luz LED parpadee.

e) Abra la carpeta BMSTOOLS, espere unos segundos hasta que se formalice la comunicación

BMS puede comunicarse con el software “Bms Tools-EN” a través del puerto RS485, de modo que la información de varias baterías se muestra en la PC, incluido el voltaje de la batería, la corriente, la temperatura, el estado, SOC, SOH e información de producción, etc. Cuando se utiliza el puerto RS485, la velocidad de transmisión debe establecerse en 9600. Página 10 de 21 Dirección: Calle 74 #15 –80 Int 2 Of 504 Telefax 7 552548 - Bogotá D.C. - www.cinemco.com - Email: [email protected]

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Imagen 4. Diagrama conexión comunicación RS485 El software muestra cinco interfaces de pantalla: Realtime Monitor, Display Record, BMS Almacenamiento, configuración de parámetros, configuración del sistema. 5.2.2. MONITOR TIEMPO REAL Con la aplicación BMSTools tenemos la posibilidad de observar los parámetros eléctricos y físicos de la batería en tiempo real (ver Imagen. 4)

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Imagen 5. Parámetros de la batería Parámetros que podemos observar: 

 

  

Área de "información del paquete": esta área muestra información en tiempo real que incluye el voltaje del paquete, la corriente, SOC (Estado de carga), SOH (Estado de salud), capacidad restante, capacidad plena y Ciclo de carga y descarga. Área de "Temperatura": esta área muestra la temperatura en tiempo real del MOSFET, entorno y cuatro celdas. El área de "Voltaje de celda" muestra el voltaje en tiempo real de cada celda. Lo máximo y lo mínimo. Los voltajes de las celdas están marcados con amarillo y verde por separado El área "Puerto serie" muestra el paquete No, el puerto, la cantidad del paquete y la dirección Área "Estado del sistema": esta área muestra el estado del sistema en tiempo real. Área de "Estado de alarma": el área muestra la alarma en tiempo real. Página 12 de 21

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

El área de "Estado de protección" muestra el estado de protección. Por ejemplo, la protección de sobrecarga de voltaje, Protección de voltaje bajo descarga, protección de sobrecalentamiento de descarga y Protección bajo temperatura, etc.  Área de "Estado de falla": si la batería tiene una falla, hay una luz roja en el área de "Estado de falla".  Área "Control de cambio": cuando las baterías se usan en paralelo, el botón "ChgCurrentLimit" se reproduce Un papel muy importante en la zona. 5.2.3. VISUALIZAR REGISTRO La interfaz de pantalla "Display Record" se ilustra de la siguiente manera:

Imagen 6. Histórico de registros La interfaz de pantalla registra el estado en tiempo real (tiempo, paquete No, corriente, voltaje, capacidad restante, etc) de cada batería.

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Después de hacer clic en el cuadro "Pantalla", se muestra "√" en el cuadro. Mientras tanto, la interfaz puede Mostrar el estado en tiempo real. Al hacer clic en el botón "Borrar" se puede borrar el registro en tiempo real. Al hacer clic en el botón "Guardar" se puede guardar el registro en tiempo real. Al hacer clic en el cuadro "Almacenamiento automático" se puede almacenar automáticamente el registro en tiempo real. 5.2.4. ALMACENAMIENTO BMS La interfaz de pantalla de "Almacenamiento BMS" se ilustra a continuación:

Imagen 7. Programar intervalos de lectura en BMs La interfaz de pantalla registra datos (tiempo, corriente, voltaje, capacidad restante, capacidad total) de cada batería. En el área de "Configuración de almacenamiento", encontramos los botones de "almacenamiento de lectura", "borrar almacenamiento", "guardar Página 14 de 21 Dirección: Calle 74 #15 –80 Int 2 Of 504 Telefax 7 552548 - Bogotá D.C. - www.cinemco.com - Email: [email protected]

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almacenamiento". Si es necesario, es posible cambiar el intervalo de tiempo en el marco de "Intervalo de tiempo". 6. PROCEDIMIENTO 6.1. CONDICIONES INICIALES a) Tramitar permisos de ingreso y de trabajo b) Según información anticipada del Site Ownner validar que el grupo electrógeno junto con el Sistema de transferencia automática estén en su totalidad funcional para eventos de una contingencia, de no ser así, informar al coordinador y realizar punto 5.5.2. c) Realice la apertura de la puerta principal del gabinete a intervenir. d) Tome lectura del consumo del equipo en amperios en el display del rectificador, de no ser así, mida con una pinza amperimetrica el consumo en cada una de las bandejas de banco de baterías. Lo Anterior con el fin de saber la capacidad de la batería de respaldo mientras se realiza la instalación de las baterías de litio.

6.2. DESCONEXION BANCO DE BATERIAS a) Deshabilite el interruptor termo magnético de la bandeja No. 1, desconecte la terminal (+) de la última batería que forma la serie y proceda a medir tensión en el grupo de batería de dicha bandeja. (ver Imagen 8)

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Imagen 8. Medición de tensión en una de las bandejas. b) Realice el mismo procedimiento del punto a) con cada una de las bandejas y tome nota de las tensiones que registra cada una. Esto ayudara a escoger el banco de batería con mejor tensión de flotación para utilizarlo como fuente DC de respaldo. c) Retire del gabinete el banco de batería seleccionado para ser la fuente de respaldo, vuelva a conectar la serie para la tensión DC de -48 V y por medio del cable 2 AWG tipo soldador conecte directo al barraje positivo y al el negativo al interruptor termo magnético.

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Imagen 9. Conexión Banco de batería de respaldo. d) Retire los bancos de batería que se encuentran instalados en el gabinete dejando como única fuente DC la salida del rectificador y el banco de batería suplente que dejo instalado anteriormente. 6.3. REFORMA DEL GABINETE Puesto que las baterías tienen una dimensión frontal de 19” los soportes de los gabinetes ZTE son exclusivos para el montaje de éstas. Por medio de un taladro, se realizaran perforaciones y con ayuda de tornillos de 5/16” se ajustaran los ángulos que nos servirán como perfiles para apoyar cada una de las baterías. (Ver Imagen 10). Nota: La reforma del gabinete no afectara su IP. No se contemplan puntos de soldadura.

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Imagen 10. Adecuación de gabinete para baterías tipo Litio. 6.4. INSTALACION BATERIAS DE LITIO a) Instale los soportes junto con sus accesorios en el espacio de banco de baterías, obteniendo como resultado una estructura tipo Rack de seis espacios para 6 baterías de litio. b) Monte sobre la estructura tipo Rack las baterías de litio teniendo en cuenta que la batería maestro irá en la primera posición de forma descendente (la reconoce porque tiene un puerto de comunicación adicional a diferencia de las otras 5). c) Conecte la borna negativa de la batería 1 con la borna negativa de la batería 2; las características de la batería garantizan realizar una conexión tipo cascada, para esta aplicación conectaremos la fuente de alimentación cada dos baterías seguidas y la comunicación es en serie. (ver Imagen 11).

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Imagen 11. Conexión alimentación DC y comunicación Baterías de litio. Nota: No cierre los interruptores, ya que aún se encuentra conectada el banco de baterías de suplencia. Cerrarlos genera una diferencia de potencial y circular una corriente, causaría riesgo eléctrico y descarga en las baterías de litio. El cierre de los interruptores se realizara una vez parametrizado el Power. 6.5. CONFIGURACIÓN DEL MODULO RECTIFICADOR a) Para parametrizar los datos de batería en el rectificador (ver Tabla 2, “especificaciones técnicas de batería UE – 48Li 100) 6.6. REESTABLECIMIENTO DEL SISTEMA 6.6.1. CON GRUPO ELECTRÓGENO a) Diríjase al tablero de transferencia automática del sitio, por medio de un voltimetro, mida tensión aguas arriba del mini braker tripolar de control para Página 19 de 21 Dirección: Calle 74 #15 –80 Int 2 Of 504 Telefax 7 552548 - Bogotá D.C. - www.cinemco.com - Email: [email protected]

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b) c)

d) e)

f)

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la señal de red, si la lectura es de 220V AC, abra dicho interruptor para que el grupo electrógeno encienda y tome la carga del sitio. Bloquee el acceso al tablero de transferencia mientras termina de realizar la totalidad de la maniobra, ejecute las 5 reglas de oro. El gabinete cuenta en este momento con una fuente de alimentación alterna por medio del grupo electrógeno y directa por cuenta del banco de batería de suplencia. (ver Imagen 12) Realice la apertura del minibraker del banco de batería de suplencia y proceda a desconectarlo del barraje positivo y negativo del gabinete. Cierre los interruptores de las baterías de Litio teniendo como resultado una fuente de alimentación AC del grupo electrógeno y una DC de las baterías de litio. (En este paso el gabinete no cuenta con baterías de plomo - acido, en su funcionamiento). (ver Imagen 13). Diríjase al tablero de transferencia automática y cierre el interruptor de control de señal de RED para que restablezca el sistema por medio de la energía eléctrica del operador de red. (tardara unos segundos)

Imagen 12. Gabinete alimentado por grupo electrógeno y banco de batería Suplencia.

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Imagen 13. Gabinete alimentado por Baterías de litio y grupo electrógeno. RIESGOS 

Al momento de forzar el cierre del interruptor del grupo electrógeno, puede haber la posibilidad que algunas cargas queden desenergizadas, ya que, posiblemente el grupo electrógeno no tenga el 100% de la carga de la EB.

6.6.2. SIN GRUPO ELECTRÓGENO a) Solicitar autorización a CLARO la intervención de la estación teniendo en cuenta la falta de grupo electrógeno. b) De tener autorización realizar cambio de baterías ítem 5.3 y 5.4 teniendo el riesgo de quedar sin suministros de energía AC al momento de realizar el cambio de batería plomo – batería Litio. c) Tener en cuenta que si no es permitido los puntos a y b anteriores se registra una visita fallida.

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