3. Расчет и выбор установок постоянного тока.

3.1 Общие сведения

На ТЭЦ применяются свинцово-кислотные стационарные аккумуляторы типа СК и СН, отличающиеся электрическими характеристиками, размерами пластин, устройством сосудов и другими элементами конструкции.

Для аккумуляторов типа СК установлено 45 типоразмеров, а для аккумуляторов типа СН - 14 типоразмеров.

В обозначении типа аккумулятора имеется так же числовая часть ( номер типа), указывающая во сколько раз емкость аккумулятора данного типа больше емкости аккумулятора СК-1. Характеристики аккумулятора СК первого типа представлены в таблице 12

Таблица 12

Продолжительность разряда, ч	0,5
Разрядный ток. А	25
Номинальная емкость, А*ч	12,5

В качестве зарядных устройств для аккумуляторных батарей электрических станций применяются двигатели-генераторы, состоящие из асинхронных двигателей и генераторов постоянного тока единой сери «П»

В качестве подзарядных устройств на станциях устанавливаются выпрямительные агрегаты ВАЗП-380/260-40/80, питание которых осуществляется от трехфазной сети 380/220В. Максимальное напряжение в длительном режиме подзаряда равно 260В, рабочий ток 80А.

Когда в электрической сети переменного тока, от которой получают питание подзарядное и зарядное устройства нормальный режим, то аккумуляторная батарея работает в режиме постоянного подзаряда. При этом подзарядное устройство питает нагрузку и подзаряжает аккумуляторную батарею. Один раз в квартал осуществляют уравнительный заряд (переразряд) аккумуляторной батареи. При аварии в сети переменного тока, когда подзарядное устройство теряет питание, аккумулятор переходит в режим разряда. Длительность установившегося аварийного режима принимается 0,5 часа для станций работающих в системе и 1 час для изолированных ТЭЦ. После окончания аварийного режима необходимо с помощью зарядного устройства полностью зарядить батарею, при этом зарядное устройство одновременно должно питать нагрузку. При нормальном режиме работы к шинам постоянного тока подключается постоянная нагрузка (аппараты устройств управления, блокировки, сигнализации релейной защиты, постоянно обтекаемые током, постоянно включенная часть аварийного освещения). Поскольку постоянные нагрузки имеют незначительную величину, как правило, не влияющую определенным образом на выбор батареи по длительному режиму разряда, допустимо ориентировочно принимать в расчетах для станций с агрегатами 150-200МВт это значение равным 30А.

Постоянная нагрузка остается неизменной в течение всего аварийного режима. При возникновении аварийного режима, к шинам постоянного тока подключается дополнительная нагрузка, характеризуемая кратковременными толчковыми токами, связанными с включением приводов выключателей, пуском маслонасосов, а так же временной нагрузкой токов аварийного освещения, аварийных маслонасосов, агрегатов связи и пр.

3.2 Выбор аккумуляторных батарей.

На основании требований ПТЭ напряжение на шинах установки постоянного тока принимается на 5% выше номинального, то есть 230 В. Число основных элементов аккумуляторной батареи, присоединенных к шинам в нормальном режиме определяется по выражению

п₀ - число основных элементов батареи;

U_ш = 230 В - напряжение на шинах;

U_{n, з} =2,15В - напряжение на элементе в режиме подзарядки.

В конце заряда, напряжение на элементе поднимается до 2,75В и минимальное число элементов батареи в конце аварийного режима заряда, подключаемое элементным коммутатором, определим

Здесь

U_mах = 2.755 - напряжение на элементе в период окончания заряда

Для окончания аварийного получасового (часового) режима разряда батарей, в котором элементный коммутатор подключает все ее элементы (основные и дополнительные) определим так:

Здесь:

U_min = 1.75В - минимальное допустимое напряжение на элементе в конце его разряда током получасового (часового) режима.

Число дополнительных элементов, вводимых элементным коммутатором определится так:

п_доп=п-п₀ =132-108 = 24

Выбрав число элементов батареи, определим ее типоразмер. Предварительно он определяется по формуле:

Здесь:

1,05 - коэффициент, учитывающий старение аккумуляторных батарей;

1_ав - нагрузка установившегося часового аварийного разряда Определяется по

таблице 5.2.;

j = 18.5 A/N,- допустимая нагрузка часового аварийного разряда, приведенная к

первому номеру аккумулятора. Принята для температуры электролита 25° С.

Расчет токов нагрузки производится в табличной форме, см. таблицу 13.

№			Количество, n	Номинальная мощность Рн, кВт	Номинальный ток, 1ном, А	Расчетный ток длительного режима, 1р, А	Пусковой ток In. A	Расчетные нагрузки
	Наименование приемников							Установившийся авар. Режим 1ав, А	Толчок тока в начале авар. Режима (АВР) Тт А	Наибольший толчок тока при пуске маслонасоса 1т', А	Наибольший толчок тока в конце аварийного режима 1т", А
1	Постоянная нагрузка		-	-	-	30	-	30	30	30	30
2	Аварийное освещение		-	-	-	200	-	200	-	200	200
3	Привод ы выключ ателей	ВЭК- 220	2	-	100 720	-	-	-	920		720
		ВГМ-20	1
4	Электродвигатель преобразовательн ого агрегата оперативной связи.		1	7,2	38	30	100	30	100	30	30
5	Электродвигатель аварийного маслонасоса уплотнений генератора		2	25	128	120	300	240		420	240
6	Электродвигатель аварийного маслонасоса системы смазки турбин		2	14	73,5	73	184	146		73	146
7	Расчетные величины		-	-	-	-	-	646	1050	753	1366

Таблица 13

Таким образом:

Предварительно принимаем аккумуляторную батарею СК-40. Далее, проверим батарею по уровням напряжения для наибольших толчковых токов переходного аварийного режима.

Произведем расчет батареи по уровням напряжения для наибольших толчковых нагрузок в первую минуту и в конце аварийного режима. Хотя элементный коммутатор вводит дополнительные элементы за 50 секунд, условно примем, что в первую минуту аварии работают только основные элементы. В конце аварии задействованы все элементы.

Определим для расчетных толчков тока Iт, Iт', Iт" минимальные допустимые напряжения на элементе:

U_т.д = (U_m._n.д+ΔU_m.д)/n_p

Здесь:

U_тпд - минимальное допустимое напряжение на приемнике;

ΔU_mд - максимальное допустимое падение напряжение в распределительной сети постоянного тока в переходном аварийном режиме;

п_р - расчетное число элементов батарей (для токов Iт, Iт', Iт" это

соответственно п₀, п₀, п)

При расчете напряжения учитывается тот приемник, подключенный к

батарее во время толчковой нагрузки, для которого сумма U_тпд+ΔU_тд имеет

наибольшее значение. Значения U_тпд и ΔU_тд приняты согласно

рекомендациям [5] стр. 11

U т.доп = (О,85П220 + 0,050220) /108 = 1,84В

U'т.доп. = (0,75П220 + 0,1П220) /108 = 1,73В

U''т.доп. = (0,850220+ 0,050220)/132 = 1,5В

Для значений Uт.доп соответствующего току Iт, U'т.доп. соответствующего току Iт' и U''т.доп соответствующего току Iт" определим значения максимального толчкового тока Jt:

По графику 6 [5] определяем

j_T = 20 А для Uт.доп.

j_T = 40 А для U'т.доп.

j_T =60 А для U''т.доп.

Выбираем наименьший типовой номер аккумулятора, удовлетворяющий условию

Очевидно, что при условии

Выбранный аккумулятор СК-40 не может обеспечить покрытие толчковой нагрузки в начальный момент аварийного режима. Принимаем, напряжение на шинах 253В, для возможности применения аккумулятора из ряда типовых. Производим расчет заново

Число основных элементов аккумуляторной батареи, присоединенных к шинам в нормальном режиме, определяется по выражению

Здесь:

п₀ - число основных элементов батареи;

и_ш = 253 В - напряжение на шинах;

U_n.з =2,155 - напряжение на элементе в режиме подзарядки.

В конце заряда, напряжение на элементе поднимается до 2,75В и минимальное число элементов батареи в конце аварийного режима заряда, подключаемое элементным коммутатором, определим

Здесь

U_mах = 2.75В - напряжение на элементе в период окончания заряда

Для окончания аварийного часового режима разряда батарей, в котором

элементный коммутатор подключает все ее элементы (основные и дополнительные) определим так:

Здесь:

U_min =1.75В - минимальное допустимое напряжение на элементе в конце его разряда током часового режима.

Определим для расчетных толчков тока Iт, Iт', Iт" минимальные допустимые напряжения на элементе:

U т.доп. = (0,850253 + 0,050253)/108 =1,68В

U'т.доп. = (0,750253 + 0,13253) /108 = 1,58В

U''т.доп.= (0,850253 + 0,050253) /132 = 1,37В

Для значений Uт.доп соответствующего току Iт, U'т.доп. соответствующего току Iт' и U''т.доп соответствующего току Iт" определим значения максимального толчкового тока Jt:

По графику 6 [5] определяем

j_T = 43 А для Uт.доп.

j_T = 62 А для U'т.доп.

j_T =72 А для U''т.доп.

Выбираем наименьший типовой номер аккумулятора, удовлетворяющий условию

Очевидно, что при условии

Выбранный аккумулятор СК-40 полностью обеспечивает покрытие толчковой нагрузки в начальный момент аварийного режима. Окончательно, для комплектования установки постоянного тока проектируемой ТЭЦ, принимает аккумулятор СК-40