3. Расчет аккумуляторной батареи

Расчет ведется при аварийном режиме ЭПУ, когда основная нагрузка, ее преобразователи получают электроэнергию только от АБ.

3.1. Расчет емкости и выбор типа аккумуляторов

Прежде всего найдем суммарный ток, потребляемый от батареи в аварийном режиме преобразователями ССПН, КУВ, ИТ, аварийным освещением и другими нагрузками при минимальном напряжении батареи в конце разряда с учетом коэффициента полезного действия (КПД) каждого преобразователя одного из вариантов ЭПУ по рис. 1.

Например, КПД стойки ССПН η_спн = 0,92; для КВ, работающего совместно с АБ, принимаем η_кв = 0,85; КПД инвертора ИТ примем η_ит = 0,8.

Тогда:

(2)

где U_трс − допустимое падение напряжения в токораспределительной сети [2], определяемое по табл. 2.

Таблица 2

Допустимое падение напряжения в токораспределительной сети

Номинальное напряжение, В	12	24	48	60	120	220
Допустимое падение напряжения, В	0,4	0,8	1,4	1,6	3,0	5,0

Ток аварийного освещения определяем по заданию:

. (3)

Общий ток разряда АБ в течение десяти часов аварийного режима составляет:

I_р10 = I_{вх сспн} + I_{вх кв} + I_{вх ит} + I _АО. (4)

Необходимая номинальная емкость батареи С_прив, приведенная к условному 10-и часовому режиму разряда и температуре среды ≥ 20^о С, зависит от ряда факторов: тока разряда I_р, времени разряда t_р и соответствующего ему коэффициенту отдачи по емкости η_G, от температуры окружающей среды t_ср.

Фактическая разрядная емкость АБ:

С_ф = I_pt_p, (5)

где I_p = I_p10η_i (η_i – коффициент кратности, определяемый для гелевых АБ по табл. 3 в зависимости от заданного t_р ).

С учетом падения емкости АБ в конце срока эксплуатации на 20%:

, Ач, (6)

где α = 0,0008 – температурный коэффициент изменения емкости аккумулятора.

Значения η_G в зависимости от выбранного t_р приведены в табл. 3.

Таблица 3

tр, ч	≥ 10	9	8	7	6	5	4	3	2	1
ηG	1	0,97	0,94	0,91	0,89	0,83	0,8	0,75	0,61	0,51
ηi	1	1,1	1,15	1,3	1,48	1,66	2,0	2,5	3,05	5,1

При наличии 2-х групп АБ, включенных параллельно и имеющих большую, близкую к предельной емкость, емкость элементов каждой группы находим:

С_{гр.прив} = С_прив/2. (7)

Из всего многообразия выберем для АБ ЭПУ стационарные герметизированные по AGM-технологии аккумуляторы марки «Marathon L» и «А600-OPzV», производимые по зарубежным лицензиям. Срок службы таких аккумуляторов – более 10 лет. Их параметры указаны в приложении, соответственно в табл. П.2, П.3, П.4, П.5.

По табл. П.2, П.4 и расчетному значению по формуле (7) выбираем тип элемента или блока АБ, округляя расчетное значение в большую сторону и получая уточненную величину емкости одной группы АБ– С_гр.Максимальная емкость такого элемента АБ не должна превышать 3000 Ач.

Тогда емкость всей выбранной по таблицам АБ

С_АБ = 2 С_гр. (8)

Для АБ малой емкости выбираем емкость каждой из двух групп, равную расчетной С_прив (6), что значительно повышает надежность работы ЭПУ.

При емкости элемента АБ, превышающей 3000 Ач, необходимо ввести в схему ЭПУ дополнительно 2-х группную АБ, провести перерасчет, выравняв по возможности нагрузки между этой и предыдущей АБ для выбора в идеале однотипной емкости 1-й и 2-й АБ.