Расчёт аккумуляторной батареи

Реферат

 

В данном курсовом проекте производится проектирование электропитания устройств автоматики и связи. В процессе проектирования производится разработка вводного устройства, выпрямительного устройства, аккумуляторной батареи, конверторов и инверторов, дизельного автогенератора, распределительного шкафа, размещение данного оборудования и защитного контура, расчёт надёжности электропитающей установки.

Введение

 

Система электропитания стационарных устройств связи и автоматики - сложный комплекс, на который приходится более 40 % количества повреждений и стоимости оборудования.

Цель работы: составить по заданным условиям задания один из вариантов системы электропитания с расчетом и выбором ее элементов.

Основные источники электроэнергии − внешнее электроснабжение по фидерам напряжением 380, 220 В 50 Гц, местная дизель-генераторная установка (ДГУ) и аккумуляторная батарея (АБ).

По уровню надежности электропитающие установки (ЭПУ) связи и автоматики разделяют на электроприемники I, I особой и II категорий.

К ЭПУ особой группы I категории надежности относят посты ЭЦ, узлы связи с количеством портов (абонентов) более 10000, узлы междугородной и международной связи, узлы связи, соединенные с узлами оперативных служб.

К ЭПУ II категории надежности относят узлы местной связи с количеством портов до 1024, базовые станции подвижной связи.

Питание ЭПУ I категории и особой группы I категории осуществляют от двух фидеров внешнего электроснабжения. Для особой группы обязательно наличие дополнительно автоматизированной дизель-генераторной установки (АДГУ) при двух фидерах питания и двух АДГУ - при одном фидере.

Для питания ЭПУ II категории в качестве одного из двух независимых источников допускается использование ДГУ.

На время переключения фидеров или ввода ДГУ в устойчивую работу питание ЭПУ особой группы I категории должно осуществляться при максимальной нагрузке от АБ в течение не менее 2-х часов, питание ЭПУ I категории - не менее 8-и часов, а ЭПУ II категории - не менее 24-х часов.

Из всех используемых в настоящее время способов электропитания в данном проекте рассматривается наиболее сложная работа ЭПУ для стационарных объектов связи и автоматики по системе «On-Line», т. е. с двойным преобразованием электроэнергии. При данном способе электропитания входное сетевое напряжение преобразуется в постоянное при наличии опорной свинцово-кислотной АБ, работающей в буфере с выпрямителями, а постоянное напряжение с помощью электронных блоков − в заданное переменное или постоянное напряжение нагрузки.

Такую однобатарейную систему с опорной АБ используют при задании одной нагрузки большой мощности, близкой по напряжению к напряжению АБ, и при других нагрузках, не превышающих по мощности 10 кВт.

Структурная схема электропитающей установки

 

Структурная схема электропитающей установки изображена на рисунке 1.

Ф1, Ф2 - фидеры внешнего электроснабжения;

ЩВРА - вводные устройства, включающие в себя вводные щиты, шкафы, узлы автоматического включения резерва (АВР);

ДГУ - дизель-генераторная установка;

ВУ - выпрямители;

ССПН - стойка стабилизаторов постоянного напряжения;

КВ - конвертор (вольтодобавочное устройство);

ИТ - инвертор;

ШР - шкаф распределительный.

Расчёт ЭПУ начинается с расчёта аккумуляторной батареи АБ.

Рисунок 1 - Структурная схема ЭПУ.

Выбор элементов ЭПУ

Расчёт аккумуляторной батареи

 

Аккумуляторная батарея − это важнейший узел, от параметров которого зависит бесперебойное электроснабжение системы связи и автоматики.

По конструкции используются аккумуляторы с жидким и гелеобразным электролитом. Расчет ведется при аварийном режиме ЭПУ, когда основная нагрузка, ее преобразователи получают электроэнергию только от АБ.

Прежде всего найдём суммарный ток, потребляемый от батареи в аварийном режиме преобразователями ССПН-1, NetPro и выпрямителя, ИТ, аварийным освещением и другими нагрузками при минимальном напряжении батареи в конце разряда с учетом коэффициента полезного действия (КПД) каждого преобразователя равным 0,9, по формулам (1)-(4):

 

 (1)

 (2)

 

 (3)

 (4)

 

За U_АБ приняли напряжение первой нагрузки, так как на ней максимальная мощность. Мощность выпрямляющего устройства равна:

 

 (5)

 

Ёмкость разрядки рассчитывается по формуле:

 

 (6)

 

Номинальная ёмкость разрядки находится:

 

 (7)

 

Выбрал температуру эксплуатации равной 20⁰С, коэффициент , это следует из того, что максимальное время отключения внешнего электроснабжения равно 10ч.

α = 0,0008 - температурный коэффициент изменения емкости аккумулятора.

 

Исходя из вычисленной ёмкости разрядки, выбрал аккумуляторы типа А602/800 с обозначением 8OPzV800, номинальным напряжением U_НОМ=2В и геометрическими параметрами высотахдлинахширина 650х212х193мм.

Номинальное значение батареи 48В, поэтому допустимое падения напряжения . Количество аккумуляторов в одной группе определяется выражением

 

, (8)

 

Проверим, хватит ли по 22 аккумулятора в каждой группе, с учётом того, что ССПН способен корректировать напряжение на ±20%.

 

 

Значит, получаем, что для данной схемы подойдёт двухгрупповая батарея, в каждой группе по 22 аккумулятора типа А602/800 с обозначением 8OPzV800.