蓄電池的選擇及容量計(jì)算方

12.4.4蓄電池的選擇及容量計(jì)算方法12.1.4.1鉛酸蓄電池[66]鉛酸蓄電池型式。變電所直流操作電源用鉛酸蓄電池，一般均為固定式鉛酸蓄電池。國(guó)產(chǎn)固定式蓄電池有下列幾種：①開啟式G（或GG）型蓄電池；②防酸隔爆式GF（或GM）型蓄電池；③防酸式GFD型蓄電池。開啟式G（或GG）型蓄電池，由于酸霧大，維護(hù)管理復(fù)雜且對(duì)維護(hù)工人的健康影響較大，在各生產(chǎn)廠已極少生產(chǎn)，不推薦使用。防酸式GFD蓄電池產(chǎn)品達(dá)到德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN43539的要求。防酸式GF（或GM）型蓄電池同GFD型蓄電池一樣，均具有防酸隔爆的特性，且能量高，壽命較長(zhǎng)，安裝、維護(hù)管理方便，可降低蓄電池室的耐酸等級(jí)，且其價(jià)格低于GFD型。鉛酸蓄電池容量的選擇。二十世紀(jì)80年代以前蓄電池容量的選擇計(jì)算基本上是沿用前蘇聯(lián)的計(jì)算方法。隨著國(guó)外技術(shù)的引進(jìn)，能源部在總結(jié)了國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了用電壓控制法和階梯負(fù)荷計(jì)算法來(lái)選擇蓄電池的容量。由于階梯負(fù)荷計(jì)算法多適用于大型發(fā)電廠，而電壓控制法既可用于發(fā)電廠也可用于各種類型變電所，故本節(jié)只介紹電壓控制法用以選擇有端電池及無(wú)端電池直流系統(tǒng)固定式鉛酸蓄電池的容量。電壓控制法計(jì)算方法如下；1）蓄電池容量選擇應(yīng)滿足事故全停電狀態(tài)下的持續(xù)放電容量CCK SX（12?1?1）c kKK CB C式中C——蓄電池10h放電率計(jì)算容量，Ah；cC——持續(xù)事故放電容量，Ah；SXK——可靠系數(shù)，取1.40；kK——容量換算系數(shù)（根據(jù)不同的放電終止電壓，對(duì)應(yīng)放電時(shí)間1h，由圖12?1?2中曲線查C出）；K容量比例系數(shù)，根據(jù)事故放電時(shí)間由表12?1?2查出。但事故放電時(shí)間，應(yīng)與C所取時(shí)CB SX間相一致，對(duì)變電所一般取1h，故K1。CB放放電時(shí)間（h）0.51.01.52.03.04.05.06.07.08.0容量比例系數(shù))(CBK0.601.001.301.501.701.902.002.102.202.30根據(jù)C計(jì)算值，選擇接近該值的蓄電池容量C。 C 102）蓄電池選擇容量應(yīng)滿足事故放電過(guò)程中各階段電壓水平要求：a）事故放電初期電壓水平IK1.1cho（12?1?2）cho C10式中K——事故放電初期沖擊系數(shù)；choI——事故放電初期放電電流，A；choC——蓄電池10h放電率額定容量，Ah；101.1——電壓水平校驗(yàn)系數(shù)。根據(jù)K由圖2?9?15曲線中的“0”或虛線曲線查出單體電池電壓值U，則蓄電池組的端cho cho電壓為UnU≥0.885U（12?1?3）D cho e式中U——蓄電池出口端子電壓，V；DU——直流系統(tǒng)額定電壓，V；en——蓄電池組的電池個(gè)數(shù)。b）整個(gè)事故放電過(guò)程中，最嚴(yán)重的階段是放電末期，此時(shí)承受沖擊負(fù)荷的電壓水平為IK1.1SXm C10IK 1.1ch（12?1?4）（12?1?5）chm C10式中K——事故放電電流的放電率；mI——與公式12?1?1中所采用的C相對(duì)應(yīng)的事故持續(xù)放電電流，A；SX SXI——放電末期沖擊電流，A；chK——該事故放電階段的放電末期沖擊系數(shù)。chm根據(jù)K的值，由圖12?1?4或圖12?1?5曲線族中，對(duì)應(yīng)于K值曲線，查出單體電池電壓值chm mU，進(jìn)而可得到蓄電池組在放電末端的端電壓。chmU=nU≥0.885U（12?1?6）D chm ec）某事故放電階段末期，蓄電池所能保持的電壓水平IK1.1s（12?1?7）m C10式中I——某事故放電階段持續(xù)放電電流，A；sK——事故放電電流的放電率。m根據(jù)K值，由圖12?1?3中曲線，對(duì)應(yīng)于某事故放電階段的放電時(shí)間，查出單體電池電壓值mU。進(jìn)而可得到某事故放電階段蓄電池端電壓fmUnU≥0.885U（12?1?8）D fm e式12?1?1和式12?1?2對(duì)于有端電池和無(wú)端電池的直流系統(tǒng)都是適用的。而式12?1?3和式12?1?4僅適用于無(wú)端電池的直流系統(tǒng)，因?yàn)樵谑鹿史烹娺^(guò)程中，有端電池的直流系統(tǒng)可以及時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)端電池的數(shù)量來(lái)維持直流母線的電壓值在要求的水平上。式12?1?5也是僅適用于無(wú)端電池的直流系統(tǒng)。式12?1?5中放電末期沖擊電流I在變電所中是指斷路器合閘沖擊電流，可以根據(jù)斷路器的ch合閘機(jī)構(gòu)的型式確定。在一般變電所中，可以考慮最大一臺(tái)斷路器的合閘電流。對(duì)大型自動(dòng)化水平較高的變電所，如裝設(shè)了自動(dòng)重合部裝置或備用電源自動(dòng)投入裝置等，有可能出現(xiàn)兩臺(tái)或多臺(tái)斷路器同時(shí)合閘時(shí)，則應(yīng)根據(jù)具體情況確定。但應(yīng)指出，當(dāng)沖擊負(fù)荷出現(xiàn)的時(shí)間差在0.25s以上時(shí)，可以不按同時(shí)出現(xiàn)來(lái)考慮。圖12?1?2~圖12?1?5是鉛酸蓄電池GF?1000的特性曲線，對(duì)變電所這些曲線可以適用于100?1000Ah的GF、GM、GGF、GGM型蓄電池。圖12?1?2蓄電池放電容量與放電時(shí)間的關(guān)系曲線1－終止電壓1.80V；2－終止電壓1.75V；3－終止電壓1.70V；4－終止電壓1.65V圖12?1?3蓄電池放電電流、時(shí)間與電壓Uf(t)/I（常數(shù)）關(guān)系曲線根據(jù)以上蓄電池容量的計(jì)算方法及蓄電池技術(shù)參數(shù)，即可確定設(shè)計(jì)所選用的蓄電池的型號(hào)及容量。（3）鉛酸蓄電池?cái)?shù)目的計(jì)算：圖12?1?4蓄電池持續(xù)放電1h沖擊放電曲線圖12?1?5鉛酸蓄電池持續(xù)放電0.5h沖擊放電曲線容量1）有端蓄電池。蓄電池?cái)?shù)目的選擇，應(yīng)保證直流母線電壓在事故放電終了和充電末期均能比額定電壓高5%。蓄電池總數(shù)按下式確定Unm（12?1?9）Ufm式中n——蓄電池總個(gè)數(shù)；U——直流母線電壓，V，對(duì)220V直流系數(shù)U230V，對(duì)110V直流系統(tǒng)U115V；m m mU——事故放電末期每個(gè)蓄電池的電壓，V，變電所一般U1.95V。fm fm對(duì)于220蓄電池，其總數(shù)n為118個(gè)；對(duì)于110V蓄電池，其總數(shù)為60個(gè)。其電池?cái)?shù)Unm（12?1?10）0Ucm式中n——基本蓄電池?cái)?shù)；0U——充電末期每個(gè)蓄電池的電壓，取平均值2.6~2.7V。cm端電池?cái)?shù)nnn（12?1?11）d 0在浮充電時(shí)，接于直流母線上的蓄電池?cái)?shù)Unm（12?1?12）fcUfc式中n——浮充電時(shí)接在母線上的電池?cái)?shù)；fcU——浮充電時(shí)單個(gè)蓄電池的電壓，取其平均值2.15V；fcU——浮充電時(shí)直流母線電壓，V。m對(duì)220V直流系統(tǒng)一般取n30個(gè)，n106或108個(gè)；對(duì)110kV直流系統(tǒng)n16個(gè)，n52d fc d fc或54個(gè)。2）無(wú)端蓄電池。由于沒(méi)有端電池，蓄電池的個(gè)數(shù)應(yīng)保證在各種正常運(yùn)行條件下直流母線電壓不超過(guò)允許值，且在事故放電末期，能夠維持直流母線電壓水平保證滿足直流負(fù)荷的需要。無(wú)端電池的直流系統(tǒng)蓄電池的個(gè)數(shù)，可按下述條件確定：a）保證在事故放電末期，維持直流母線的電壓水平，即0.85Un e（12?1?13）Ujn式中n——蓄電池個(gè)數(shù)；U——直流母線額定電壓，V；eU——蓄電池放電