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蓄電池組容量的選擇

發布時間:2021-09-29
? ? ? ?( 1 )逆變器配套的蓄電池選擇與逆變器配套的蓄電池應為可進行深循環充放電的鉛酸蓄電池。對于具有深放電功能的蓄電池,其電量的計量單位一般為安培小時( A.h) , 它表明在單位時間(通常為20h)能夠提供的電流值。如電量為100A h的蓄電池,表示可連續在20h內提供5A的電流,即20x 5=100。
? ? ? ?蓄電池是逆變器系統中非常重要的組成部分。
? ? ? ?用戶在選購蓄電池時,應選擇品質好、電量較大的品種,大容量的蓄電池使用時間長,同時能為大功率用電設備的瞬間啟動提供足夠的電流。對于一些大功率的用電設備,建議蓄電池應為200A.h (< 1000W ) , 功率再大時,至好使用400A.h的蓄電池。

? ? ? ?( 2 )根據用電器耗電量選擇蓄電池容量如何根據使用的電器來確定蓄電池的容量,簡單的方法就是將所有用電器的功率,乘以蓄電池每次充電間隔之間的使用時間。

計算電器耗電量的單位不外是功率或伏安,下面按每天充一次電為例,具體計算結果如表5-1。

? ? ? ?將W.h除以10 ,就可將瓦時轉換為Ah (在30.。C) : 1495W.h- 10=149.5A.h.對于上述負載,一個150Ah的蓄電池就可滿足需要。但在這種情況下,蓄電池就將電放盡,而一般蓄電池放電的理想狀態為50%,故對于上述負載,用戶就需要一個300A.h的蓄電池。 蓄電池的電量(安時)越大,供電能力就越強,蓄電池過度放電的可能性就越小。

? ? ? ?蓄電池的壽命取決于其放電深度,放電深度越大,使用壽命就越短。當負載增加時,蓄電池的電量也應該增加。這樣就可能需要使用多塊蓄電池。

? ? ? ?兩塊蓄電池連接的方法為:將蓄電池的正極與正極、負極與負極連接。這樣蓄電池的電量就會增加一倍,而電壓與一塊蓄電池的電壓一樣。將不同生產廠商或不同安時的蓄電池連接在一起的做法是不可取的,因為這樣會減少蓄電池的使用壽命。

? ? ? ?(3)變電站蓄電池容量的選擇

? ? ? ?容量選擇計算的基本要求包括以下兩點:變電站交流站用電事故停電時間-般按1h計算,對于遠離市區的系統終端無人值守變電站宜按8h計算。

? ? ? ?蓄電池容量選擇計算的條件,應滿足變電站事故停電時間內的放電容量要求,應計及事故初期直流電動機啟動電流和其他沖擊負荷電流,并應計及蓄電池組持續放電時間內的隨機負荷電流。

? ? ? ?確定蓄電池容量后,應按最嚴重的事故放電階段校驗直流母線的實際電壓水平。

? ? ? ?根據《火力發電廠、變電站直流系統設計技術規定》的推薦,蓄電池的容量計算方法有兩種,一是電壓控制法;二是階梯負荷計算法。這兩種計算方法沒有本質上的區別,其計算結果相差也不大。

? ? ? ?本節以GM型閥控密封鉛酸蓄電池為例,以階梯負荷計算法說明直流系統設計中蓄電池容量的計算。

? ? ? ?①直流負荷統計

? ? ? ?a.直流負荷分類。直流負荷按用電性質可分為兩類: -是經常性負荷,約占直流總負荷的5% ;二是事故負荷,約占直流總負荷的95%。在蓄電池容計算中,事故負荷起決定作用。在事故負荷中,可以分為事故初期負荷和事故持續負荷。事故初期負荷通常是指交流電源消失后蓄電池開始放電的最初1min內的全部負荷;事故持續負荷是指各事故放電階段由蓄電池持續提供的負荷。

? ? ? ?事故末期沖擊負荷,這一概念僅適用于一個階梯的直流事故負荷,而對于多階梯的直流事故負荷中,由于沖擊負荷是隨機的,且并不一定是事故末期的工況更嚴重,從而事故末期沖擊負荷這一概念無法確切反映沖擊負荷的作用時間,故義而言隨機負荷取代事故末期沖擊負荷更為確切。

? ? ? ?b.事故負荷計算時間。事故負荷的持續時間,國家規定為1h。

? ? ? ?c.同時率及負荷系數。根據對工程統計和數據分析、整理、歸納的直流負荷統計分析表,作為容量計算的參考依據。

? ? ? ?d.隨機負荷的處理。由于隨機負荷作用時間的隨機性,故在蓄電池容量選擇計算中,通常按可能出現的較嚴重情況處理,即:

? ? ? ?隨機負荷持續時間取5s,負荷系數取1.0 ,經有關部門認可后也可取0.8 ;

? ? ? ?隨機負荷作用時間為除第一階段以外的任意一個最大事故負荷放電階段末期;

? ? ? ?對合閘電流較小的操作機構(如彈簧、液壓機構) ,合閘時間取5s或1min均可。

? ? ? ?e.直流母線電壓波動范圍。直流母線電壓允許波動范圍取決于用電設備的允許電壓偏差。根據用電設備的標準要求上限值控制在+ 10%U,N1下限值對于動力負荷(包括混合供電)控制在-15%UN ;對于控制負荷可控制在-20%U,N。

? ? ? ?考慮到電纜壓降等因素后,可將直流母線上限值提高到112.5%UN ;下限值對于動力負荷取87.5%Uy,對于控制負荷為85%Uy。

? ? ? ?f.可靠系數

? ? ? ?可靠系數由式( 5-2 )確定

式中K–溫度補償系數 ,取1.10 ;

 

? ? ? ?Kx–設計余量系數 ,取1.15;

? ? ? ?Ka– 老化系數,取1.10 ;

? ? ? ?Kk–-1.10x115x1.10=1.39 ,取1.40.?

? ? ? ?②階梯負荷計算法。階梯負荷計算法是按照HOXIE公式基本原理轉化而來的,是目前國內外常用的蓄電池容量選擇計算方法之一。

? ? ? ?a.階梯負荷計算法。階梯負荷計算法的要點是:直流事故負荷是一個由高到低階梯形曲線,尤其是在事故放電的起始瞬間,有一個很大的沖擊放電電流,是不容忽視的。

? ? ? ?蓄電池放電過程是一個由化學能轉化為電能的過程。當蓄電池以大電流放電時,極板中的酸很快地被消耗掉,極板中由化學反應產生的水來不及被酸置換,導致由溶差而弓|起的內阻急劇增加,端電壓迅猛下降。但是,若讓電池在大電流放電后休止一段時間或以較小電流繼續放電,那么,在極板中酸的密度由于電解液中酸的擴散作用會得到部分恢復,則溶差內阻下降,端電壓上升,形成了一個額外容量。也可理解為大電流放電時為維持-定電壓下的放電電流而需要的蓄電池容量,并不真正完全消耗掉。隨著放電條件改善,這些不被消耗掉的容量可得到部分恢復, 這是個很重要的概念。

按負荷曲線進行計算,故其計算結果保證了各事故放電階段的母線電壓。根據蓄電池的化學反應原理,蓄電池的端電壓在整個放電過程中隨著放電電流及時間在變化,蓄電池的最低放電電壓,可能出現在初期或中間放電階段,另外,該計算公式可根據各事故放電階段不同的終止電壓和母線電壓要求進行計算。

 

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