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蓄电池组容量的选择

发布时间:2021-09-29
       ( 1 )逆变器配套的蓄电池选择与逆变器配套的蓄电池应为可进行深循环充放电的铅酸蓄电池。对于具有深放电功能的蓄电池,其电量的计量单位一般为安培小时( A.h) , 它表明在单位时间(通常为20h)能够提供的电流值。如电量为100A h的蓄电池,表示可连续在20h内提供5A的电流,即20x 5=100。
       蓄电池是逆变器系统中非常重要的组成部分。
       用户在选购蓄电池时,应选择品质好、电量较大的品种,大容量的蓄电池使用时间长,同时能为大功率用电设备的瞬间启动提供足够的电流。对于一些大功率的用电设备,建议蓄电池应为200A.h (< 1000W ) , 功率再大时,至好使用400A.h的蓄电池。

       ( 2 )根据用电器耗电量选择蓄电池容量如何根据使用的电器来确定蓄电池的容量,简单的方法就是将所有用电器的功率,乘以蓄电池每次充电间隔之间的使用时间。

计算电器耗电量的单位不外是功率或伏安,下面按每天充一次电为例,具体计算结果如表5-1。

       将W.h除以10 ,就可将瓦时转换为Ah (在30.。C) : 1495W.h- 10=149.5A.h.对于上述负载,一个150Ah的蓄电池就可满足需要。但在这种情况下,蓄电池就将电放尽,而一般蓄电池放电的理想状态为50%,故对于上述负载,用户就需要一个300A.h的蓄电池。 蓄电池的电量(安时)越大,供电能力就越强,蓄电池过度放电的可能性就越小。

       蓄电池的寿命取决于其放电深度,放电深度越大,使用寿命就越短。当负载增加时,蓄电池的电量也应该增加。这样就可能需要使用多块蓄电池。

       两块蓄电池连接的方法为:将蓄电池的正极与正极、负极与负极连接。这样蓄电池的电量就会增加一倍,而电压与一块蓄电池的电压一样。将不同生产厂商或不同安时的蓄电池连接在一起的做法是不可取的,因为这样会减少蓄电池的使用寿命。

       (3)变电站蓄电池容量的选择

       容量选择计算的基本要求包括以下两点:变电站交流站用电事故停电时间-般按1h计算,对于远离市区的系统终端无人值守变电站宜按8h计算。

       蓄电池容量选择计算的条件,应满足变电站事故停电时间内的放电容量要求,应计及事故初期直流电动机启动电流和其他冲击负荷电流,并应计及蓄电池组持续放电时间内的随机负荷电流。

       确定蓄电池容量后,应按最严重的事故放电阶段校验直流母线的实际电压水平。

       根据《火力发电厂、变电站直流系统设计技术规定》的推荐,蓄电池的容量计算方法有两种,一是电压控制法;二是阶梯负荷计算法。这两种计算方法没有本质上的区别,其计算结果相差也不大。

       本节以GM型阀控密封铅酸蓄电池为例,以阶梯负荷计算法说明直流系统设计中蓄电池容量的计算。

       ①直流负荷统计

       a.直流负荷分类。直流负荷按用电性质可分为两类: -是经常性负荷,约占直流总负荷的5% ;二是事故负荷,约占直流总负荷的95%。在蓄电池容计算中,事故负荷起决定作用。在事故负荷中,可以分为事故初期负荷和事故持续负荷。事故初期负荷通常是指交流电源消失后蓄电池开始放电的最初1min内的全部负荷;事故持续负荷是指各事故放电阶段由蓄电池持续提供的负荷。

       事故末期冲击负荷,这一概念仅适用于一个阶梯的直流事故负荷,而对于多阶梯的直流事故负荷中,由于冲击负荷是随机的,且并不一定是事故末期的工况更严重,从而事故末期冲击负荷这一概念无法确切反映冲击负荷的作用时间,故义而言随机负荷取代事故末期冲击负荷更为确切。

       b.事故负荷计算时间。事故负荷的持续时间,国家规定为1h。

       c.同时率及负荷系数。根据对工程统计和数据分析、整理、归纳的直流负荷统计分析表,作为容量计算的参考依据。

       d.随机负荷的处理。由于随机负荷作用时间的随机性,故在蓄电池容量选择计算中,通常按可能出现的较严重情况处理,即:

       随机负荷持续时间取5s,负荷系数取1.0 ,经有关部门认可后也可取0.8 ;

       随机负荷作用时间为除第一阶段以外的任意一个最大事故负荷放电阶段末期;

       对合闸电流较小的操作机构(如弹簧、液压机构) ,合闸时间取5s或1min均可。

       e.直流母线电压波动范围。直流母线电压允许波动范围取决于用电设备的允许电压偏差。根据用电设备的标准要求上限值控制在+ 10%U,N1下限值对于动力负荷(包括混合供电)控制在-15%UN ;对于控制负荷可控制在-20%U,N。

       考虑到电缆压降等因素后,可将直流母线上限值提高到112.5%UN ;下限值对于动力负荷取87.5%Uy,对于控制负荷为85%Uy。

       f.可靠系数

       可靠系数由式( 5-2 )确定

式中K–温度补偿系数 ,取1.10 ;

 

       Kx–设计余量系数 ,取1.15;

       Ka– 老化系数,取1.10 ;

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

       ②阶梯负荷计算法。阶梯负荷计算法是按照HOXIE公式基本原理转化而来的,是目前国内外常用的蓄电池容量选择计算方法之一。

       a.阶梯负荷计算法。阶梯负荷计算法的要点是:直流事故负荷是一个由高到低阶梯形曲线,尤其是在事故放电的起始瞬间,有一个很大的冲击放电电流,是不容忽视的。

       蓄电池放电过程是一个由化学能转化为电能的过程。当蓄电池以大电流放电时,极板中的酸很快地被消耗掉,极板中由化学反应产生的水来不及被酸置换,导致由溶差而弓|起的内阻急剧增加,端电压迅猛下降。但是,若让电池在大电流放电后休止一段时间或以较小电流继续放电,那么,在极板中酸的密度由于电解液中酸的扩散作用会得到部分恢复,则溶差内阻下降,端电压上升,形成了一个额外容量。也可理解为大电流放电时为维持-定电压下的放电电流而需要的蓄电池容量,并不真正完全消耗掉。随着放电条件改善,这些不被消耗掉的容量可得到部分恢复, 这是个很重要的概念。

按负荷曲线进行计算,故其计算结果保证了各事故放电阶段的母线电压。根据蓄电池的化学反应原理,蓄电池的端电压在整个放电过程中随着放电电流及时间在变化,蓄电池的最低放电电压,可能出现在初期或中间放电阶段,另外,该计算公式可根据各事故放电阶段不同的终止电压和母线电压要求进行计算。

 

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