l– длина кабельной линии, м;
Iпик –пиковаятоковаянагрузкасистемыбесперебойногоэлектропитания,А. Номинальная емкость, А∙ч, аккумуляторной батареи предварительно определяется по формуле
E kз I t ,
ном k p тр
т1
3)
гдеkз –коэффициентзапаса,учитывающийпогрешностьврасчетах,kз =1,1; kт1 – технологический коэффициент, учитывающий снижение емкости батареи к концуслужбына20%,kт1 =0,8; Iр –расчетныйтокпотребителейэлектроэнергии,А; tтр –требуемоеминимальноевремяработынагрузкиотАБ,ч. После предварительного выбора АБ производится проверка емкости выбранной батареи.
Первый этап проверки, выбранной АБ – определение фактического времени разряда батареи при расчетной нагрузке с учетом условий разряда. Фактическое время разряда АБ при расчетной нагрузке с учетом условий разряда должно превышать требуемое минимальное время работы нагрузки от АБ. Данная проверка производится по такому соотношению:
tф tтр,
4)
гдеtф –фактическоевремяразрядаАБприрасчетнойнагрузкесучетомусловийразряда, ч.
Фактическое время разряда АБ при расчетной нагрузке с учетом условий разряда вычисляется по следующему выражению:
t kт1kт2 E 1.
фk I з p
5)
гдеkт2 –технологическийкоэффициент,учитывающийтемпературуокружающейсредыи фактический токразрядабатареиIр,kт2 определяется порисунку2. Для уточненной проверки, выбранной АБ вводится технологический коэффициент, учитывающийтемпературуокружающейсредыифактическийтокразрядабатареиIр.Исходнымипараметрамидляопределениякоэффициентаkт2 являютсятокразрядаАБвотносительных единицах (относительно номинального тока разряда) и температура окружающей среды:
kт2 f(I*;tос),
6)
гдеI* –токразрядаАБвотносительныхединицах относительнономинального,о.е.; tос –температураокружающейсреды,°С. Ток разряда АБ в относительных единицах относительно номинального тока разряда определяется по формуле
I 10 Ip.
* E
7)
Следующий этап проверки АБ – проверка остаточного напряжения согласно разрядной характеристике (рисунок 1). На рисунке 1 изображена разрядная характеристика АБ с номинальным напряжением 2 В на элемент и 6 элементами (номинальное напряжение АБ 12 В). Из графика видно, что при разряде напряжение на АБ может снизиться до 10,5 В. Это приведет к тому, что напряжение на выводах электроприемника окажется ниже 95% от номинального, установленного стандартом качества электроэнергии.
ЕмкостьАБсучетомкоэффициентаkт2 инапряжениянаАБвконцеразрядаопределяется итерационно. В случае нехватки емкости АБ или недостаточного уровня остаточного напряжения в конце разряда необходимо выбрать АБ большей емкости и повторно произвести проверку.
Выбор зарядно-подзарядного устройства АБ осуществляется по номинальному току. Номинальный ток зарядно-подзарядного устройства определяется по следующему выражению:
Iзпу Iзар Ip ,
8)
гдеIзпу –номинальныйвыходнойтокзарядно-подзарядногоустройства,А;Iзар – ток заряда АБ (определяется по рисунку 2, исходя из времени заряда), А.Зарядные устройства должны обеспечивать следующие функции: поддерживающий заряд АБ с номинальным напряжением заряда;
уровень пульсаций не более значений, допустимых по условиям работы потребителей постоянного тока и АБ;
возможность параллельной работы на стороне выпрямленного напряжения; контроль целостности цепи АБ;
регулирование напряжения подзаряда в зависимости от температуры АБ;
заряд АБ после аварийного разряда до 90% степени заряженности за установленное время;
ограничение зарядного тока АБ.
Зарядные устройства должны иметь защиту от токов перегрузки и короткого замыкания, как самих приборов, так и присоединенных к ним АБ.
Выводы
Применение аккумуляторных батарей в системах бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей электроэнергии в настоящее время не может быть заменено другими способами резервирования питания вследствие отсутствия дешевой технологии накопления энергии с подходящими выходными параметрами и возможности создания системы большой емкости.
Рассмотренная методика выбора аккумуляторных батарей учитывает основные процессы, происходящие в батарее в моменты заряда и разряда, а также параметры окружающей среды. В тоже время данная методика является довольно простой, что обуславливает ее практическое применение в инженерных расчетах.