센티넬(Sentinel) 축전지 감시 시스템:

자주 질문받는 사항에 대한 답변 (Frequently Asked Questions)

참조: 셀(2V)과 모노블럭(6V, 12V)의 용어는 본 문에서 같은 의미입니다.

Q1. 센티넬(Sentinel) 시스템은 저렴합니까?

심각한 장애를 예방하는 것 이상으로, 지속적인 축전지 감시는 정기유지보수 비용자체를 절감할 수 있고, 특정 셀에서의 특성변화가 전체 셀이 영향을 미치기 전에,  고장에 대한 사정경고를 얻을 수 있습니다.  그러나, 대부분의 축전지 감시 시스템은 축전지 비용의 40-50% 정도 될 수 있습니다.  장치비에 추가되는 비용, 즉 설치비와 같은 간접 비용은 장치비의 25-35% 정도 치지할 수 있습니다.  

• LEM사에서는 "축전지 감시 시스템은 중요하지만  비용은 축전지의 10-15% 정도를 초과하지 않아야 된다"고 생각합니다.
• 또한, 센티넬(Sentinel) 키트는, 저렴한 사전에 단말처리된 통신 링크와 전원 및 센서 케이블을 연결만 하면 되므로, 타 시스템을 설치하는 소요시간의 25% 정도 만 소요됩니다.  
• 본 시스템의 투자비 회수비 회수기간은 1년 이내가 될 수 있습니다.

Q2. 센티넬(Sentinel) 시스템에서 특별한 것이 무엇입니까?

• 셀티넬(Sentinel)은, 셀 또는 모노블럭의 셀 온도, 임피던스, 전압을 측정을 위한, 세계 최초로 개발된 단일 모듈입니다.  
• 방전전류와 정확한 부동충전전류, 그리고 리플전류 측정과 함께, 전류측정 시스템 기술에서 상당히 진보된, 센티넬(Sentinel) 시스템은 매우 파악하기 쉬운 축전지 감시 시스템입니다.

Q3. 센티넬(Sentinel) 시스템이란?

센티넬(Sentinel) 시스템은, 단일 칩(IC)를 기본으로 한 "예비 축전지 감시 시스템"입니다.  센티넬(Sentinel) 모듈은 1.5V ∼ 15V까지 셀 또는 모노블럭을 측정할 수 있습니다.  센티넬(Sentinel)은 "셀 전압, 셀 온도, 셀 임피던스"를 측정할 수 있는 지능적인 변환기(intelligent transducers)입니다.  또한, 부동충전 또는 방전상태에서의 셀 전압을 측정합니다.

Q4. 왜 정기점검 보다 연속 감시시스템을 도입하여야 합니까?

정기점검은 확실히 가치가 있지만 고장은 방문기간 사이에 발생될 수 있습니다.  그러나, 감시시스템은 감시시스템은 그런 사고를 근본적으로 방지합니다.  더욱이, 매우 고가의 유지보수비를 지출하지 않으면, 온도 폭증과 노이즈 및 리플전압과 같은 항목은 효과적으로 관리될 수 없습니다.  예를 들어, IEEE에서 권고된 유지보수 절차를 부지런히 수행함에도 불구하고, 미국에서 UPS의 관련 비용의 상당부분은 축전지 설계 수명의 50%이하에서 교체합니다.  설비관리 엔지니어인, 죠셉 패리노(Joseph Parrino)는 제반사항을 검토한 결과, 축전지 감시시스템은 필수장비라고 (Proc. BATTCON 2004)에서 발표하였습니다.

Q5. LEM사가 예비 축전지 감시장치와 관련된 사업실적은?

LEM사는 스위스를 기반으로 하는, 첨단 기술의 부품 제조회사이고, 홀-효과와 Fluxgate 측정장치의 세계적인 선두회사입니다.  25년 이상, LEM사는 축전지의 전류와 전압 요소를 측정하는 사업실적이 있습니다.  LEM사의 전류 변환기 감시장치는, 세계 최대 축전지 시스템인, BESS 알라스카에 있는 45 메가와트급 5,000V를 설치되어 있습니다.  2003년, LEM사는 독창적이고 특허기술로서 많은 산업체와 정부로부터 인증을 받은  "축전지 해석 및 감시시스템" 회사인 "Guardian Link"사를 인수하였습니다.  상당히 앞선 이 기술은, LEM사에서 지금까지 개발된 어떠한 감시장치보다 휠씬 저렴한 지능적인 변환기(Intelligent Transducers)로 개발되고 있습니다.

Q6. 센티넬(Sentinel) 시스템은 단순한 변환기 모듈입니까?

그렇지 않습니다.  마이크로 가드(MicroGuard) 에서는 250셀까지  아주 저렴한 축전지 감시 시스템을 구성할 수 있고, PC 기반으로 각 셀의 상태를 해석하고 표시하는 프로그램 (CellView)가 있습니다.  더욱이, LEM사는 예비 축전지 시스템을 위해 특별히 고 정밀도의 "부동 및 방전전류 변환기"를 개발하고 있습니다.

Q7. 센티넬(Sentinel) 모듈은 측정 셀에서 전원을 인가 받으므로, 이것이 셀에 고장을 일으키지 않습니까?

비록, 센티넬(Sentinel) 모듈은 그것이 설치되어 있는 셀로부터 전원을 인가 받지만, 셀의 임피던스를 측정하지 않는 상태에서는 "슬립(sleep) 모드"로 되도록 하였습니다; 측정시간은 5 - 10분마다 0.1초 이하입니다.  슬립모드에서는, 센티넬(Sentinel)은 셀에서부터 1mA 이하의 전류를 공급받으므로, 이 전류는 부동충전 상태에 전혀 영향을 미치지 않습니다.

Q8. 축전지실 온도보다 셀 온도 감시가 더 중요한 이유는?

축전지실 온도 감시로는 셀 온도폭증의 초기상태를 탐지할 수 없습니다.  비록, 흔히 발생되지 않지만, 특정 타입의 축전지에서는 여전히 온도폭증의 위험은 여전히 존재합니다.  운용중인 셀의 실제 표면온도를 감시하는 센티넬(Sentinel) 모듈로 비정상 온도인 셀을 찾아내고, 온도폭증이 발생하기 전에 알람을 발생합니다.  Proc. INTELEC 1996, "Telstra Laboratories & Bell Communications" 연구에서, 개별 셀 전압의 적은 증가만으로 온도폭증 상태가 시작하게 한다는 것을 확인하였습니다.  "Telstra & Bell" 연구에서, 200시간 (9일 정도) 정도 간격이 중요하므로, 정기점검은 온도폭증을 발견하는데 적합하지 않습니다.

Q9. 임피던스 테스트가 DC부하측에 노이즈를 발생합니까?

개별 셀을 시험하는 것은, 축전지 셀에서 어떠한 전기적인 노이즈를 발생시키지 않는 가장 좋은 방법입니다.  더우기, 임피던스 측정에서 충전기, 인버터, 또는 시스템 부품을 포함시키지 않는 것이 또한 최선의 방법입니다.

Q10. 센티넬(Sentinel)의 임피던스 측정이 신뢰성이 있습니까?

부동충전 상태인 셀에서 부정확한 측정을 피하기 위해서, 회로적으로 "피상적인" 충전을 초과하는, 충분한 전류 레벨까지 테스트하는 것이 반드시 필요합니다.  센티넬(Sebtinel) 시스템의 테스트 패턴은 테스트 전류를 최적화되도록 프로그램되어 있어, 이러한 문제점을 최소화시킵니다.

Q11. 고장개소를 발견하는 임피던스 방법은 효과적입니까?

최근까지, 셀에 대한 임피던스/ 컨덕턴스/ 저항성분을 측정법이 성능저하 또는 초기고장을 찾는 가장 강력한 방법입니다.  임피던스는 대부분의 고장증상시 변화되고, 기대수명 기간동안 지수적으로 증가하는 것으로 알려졌고,  셀 임피던스 값의 추이는 매우 효과적으로 이용될 수 있다고 확인되었습니다.

Q12. 임피던스, 컨덕턴스, 레지턴스 중 가장 효과적인 측정 방법?

타 회사는 자체 장비의 특정에 따라 3가지 중 1가지를 선호합니다.  사실, 테스트를 "지능적으로" (즉, 특정 주파수와 테스트 전류 레벨에 대한 방응도) 수행하게 되면, 이들 기술간에는 거의 차이가 없습니다.  결국, 컨덕턴스는 셀 저항의 역수이고, 저항은 특정 테스트 주파수에서 임피던스와 동일합니다.

Q13. 센티넬(Sentinel)은 안전합니까?

센티넬(Sentinel)은 국제적으로 안전규격으로 디자인되어있습니다.  통신링크는 각 모듈에 대하여 5,000V 가지 절연되어있습니다.  센티넬(Sentinel) 케이스는, 외부 파손으로 인한 전기쇼크가 사람에게 전해지지 않도록, 고강도 충격으로 견디도록 테스트 되었고, 그리고 난연성 재질로 제작되었습니다. 센티넬(Sentinel) 전원 및 센서 리드선(Power and Sense leads)은 600V DC 전연이 되도록 설계되었고, PSL과 공통 리드선은 2중으로 절연되고 산업계의 안전기준을 충족합니다.  또한, 센티넬(Sentinel)은 관련 EMC 기준에도 적합성에도 테스트받았습니다.

Q14. 센티넬(Sentinel)은 고장이 나면, 숏트가 됩니까?

센티넬(Sentinels)에서 어떠한 고장이 발생하면, 오픈-회로가 되도록 설계되어 있습니다.  모듈에서 과열이 발생하면, 즉시 해당 부품이 셧다운 되도록 합니다.

Q15. 센티넬(Sentinel)은 "one-wire" 통신 시스템이므로, 장애가 발생하면 어떻게 됩니까?

통신라인 상에 active부품이 전혀 없습니다, 그래서 신뢰성은 아주 우수합니다.  비록, 항상 필요한 것은 아니지만, 통신라인에서 마지막 모듈에 추가된 보완신호선은 모니터에 예비로 동작될 수 있습니다.  링(ring)으로 구성하는 것은, 통신회선의 신뢰성을 2배로 하고, 가상적으로 고장이 발생되지 않도록 한다.

Q16. 예비 축전지를 운영하고 있으면, LEM사로부터 센티넬(Sentinel) 시스템을 구입할 수 있습니까?

그렇습니다.  당신이 축전지 시스템을 보유하고 있고 설치할 수 있는 전기 엔지니어가 있으면 가능합니다.  그렇지 않다면, LEM사에서 고객이 원하는 시스템을 설치할 수 있는, 자격있는 대리점을 소개시켜줍니다.

Q17. 축전지가 오프라인이 되면 어떻게 되나요?

축전지가 한 동안 오픈 회로로 되면, 센티넬(Sentinel)은 감시 시스템으로 부터 폴링을 받지 않게 되므로 슬립상태로 됩니다.  만약, 정상상태로 회복되면, 평균적으로 모듈은 셀당 1개월 당 1AH이하 소모합니다.