I – цепи управления и сигнализации; II – аварийное освещение и электродвигатели;

III – электромагниты включения.

Схема на рисунке 33 применяется, как правило, на электрических станциях, когда из-за различного характера нагрузки, значительной её величины и продолжительности аварии на шинах аккумуляторной батареи (GB) наблюдаются глубокие посадки напряжения. С помощью элементного коммутатора обеспечивается требуемый уровень напряжения у потребителей постоянного тока в течение всего периода аварийного разряда аккумуляторной батареи.

Принимаем одну АКБ на один блок по 63 МВт и одну – на оставшийся блок и генераторы в неблочной части (3 генератора по 63 МВт). Батарея будет работать в режиме постоянного подзаряда в схеме с элементным коммутатором. Расчетная длительность аварийной нагрузки 0,5 ч. Номинальное напряжение на шинах установки 230 В. Расчетная температура электролита +25^оС.

От аккумуляторных батарей питаются следующие электроприемники:

• аппараты систем управления (реле защит, автоматики, блокировки, электромагниты управления выключателями и т.д.), часть этих аппаратов постоянно обтекается током, часть включается кратковременно;

• электромагниты включения выключателей. Для их питания целесообразно иметь особую сеть;

• лампы аварийного освещения;

• электродвигатели особо ответственных механизмов (аварийных маслонасосов систем регулирования, смазки, уплотнения подшипников турбин, генераторов и синхронных компенсаторов и т.д.);

• технологические защиты, электроприводы отсечных клапанов газопроводов, электрогидравлических преобразователей (ЭГП) систем регулирования и электромагниты отпорных клапанов турбин.

• преобразовательные агрегаты оперативной связи (двигатель-генераторы мощностью 7,2 и 9,0 кВт) или инверторы, служащие для автоматического питания устройств связи при полном отключении электроэнергии (потере источника питания собственных нужд станции), преобразуя постоянный ток от аккумуляторной батареи в переменный синусоидальный (гармонический) ток с помощью инверторов.

Таблица 33. Классификация электроприемников постоянного тока

Характер нагрузки	в нормальном режиме	в аварийном режиме
		переходном	установившемся
Постоянная	Токи аппаратов устройств управления, блокировки, сигнализации и релейной защиты
Кратковременная	Токи включения и отключения приводов выключателей и автоматов. Токи аппаратов устройств управления, блокировки, сигнализации и РЗ
	-	Пусковые токи электродвигателей	-
Временная	-	Токи аварийного освещения	Токи электродвигателей и аварийного освещения

В настоящее время на электрических станциях и подстанциях осуществляют режим постоянного подзаряда аккумуляторных батарей. Это значит, что в нормальном режиме электроустановки подзарядный агрегат питает всю постоянно включенную нагрузку () и компенсирует ток самозаряда аккумуляторной батареи (). Следовательно, батарея в режиме подзаряда всегда заряжена на полную емкость. Зарядка аккумуляторной батареи необходима, если в аварийном режиме на станции емкость ее заряда снизилась более, чем на 10% [5].

Определим нагрузку на аккумуляторную батарею.

Таблица 34. Перечень потребителей постоянного тока

Вид потребителя	Кол-во электроприемников	Параметры эл. приемников					Расчетные нагрузки, А
		Ном. мощность, кВт	Ном ток, А	Расчетный ток длит режима, А	Пусковой ток, А	Аварийный режим до 30 мин		Толчок тока в начале аварийного режима	Наибольший толчковый ток (в конце разряда)
Постоянная нагрузка	-	-	-	30	-	30		30	30
Аварийное освещение	-	-	-	200	-	200		-	200
Приводы выключателей	2	-	5	-	-	-		30	-
Преобразовательный агрегат оперативной связи	1	7,2	38	30	100	30		100	30
Двигатели аварийного маслонасоса уплотнений генератора	3	25	128	120	300	360		-	360
Двигатели аварийного маслонасоса смазки подшипников турбины	3	14	73,5	73	184	219		-	219
Включение выключателя ВГТ-110	1	-	2,5	-	-	-		10	-
Итого:	-	-	-	-	-	839		170	839

Аккумуляторная батарея в нормальных условиях работает в режиме нормального подзаряда и, следовательно, постоянной нагрузки не несет. Поэтому расчетной является аварийная ситуация на станции, когда батарея принимает на себя всю аварийную нагрузку [17]. По [17], стр. 341 для ТЭС и ГЭС, работающих в системе, рекомендуется принимать длительность работы аварийного режима равной 0,5 ч.

Число основных элементов батареи (присоединяемых к шинам установки в режиме постоянного подзаряда):

,

где:

- напряжение на шинах;

- напряжение на элементе в режиме подзаряда.

Общее число элементов в батарее:

,

где - напряжение на элементе в конце аварийного разряда.

Тогда число добавочных элементов, включаемых на элементный коммутатор:

.

Типовой номер батареи:

,

где - ток разряда аккумулятора первого номера, определяемый согласно [17] по рис. 8.16, кривой номер 1 по температуре электролита.

Принимаем ближайший больший типовой номер батареи .

Выбираем по [7] аккумуляторную батарею 10 БП 1000 Курск производства Курского завода аккумуляторов и проверяем её по условию :

.

Таким образом, условие выполняется.

В режиме кратковременной нагрузки значение определяем по условию надёжной работы приводов выключателей, то есть оно должно мыть не менее 85% от. С учётом потерь напряжения в питающем кабеле (~5%) принимаем. Для этого используем графическую зависимость, которая для аккумуляторов 10БП 1000 Курск задается в виде таблицы [7], где.

Таким образом, аккумуляторная батарея 10 БП 1000 Курск удовлетворяет всем условиям и принимается к установке.

Имея наилучшие токовые характеристики в режиме короткого разряда, аккумуляторные батареи серии БП значительно дешевле аналогичных аккумуляторных батарей зарубежного производства и существенно превосходят по эксплуатационным характеристикам [7].

Выбираем подзарядные устройства (ПЗУ) основных и добавочных элементов по току и напряжению, имеющие три автоматических регулятора напряжения (АРН–1 – для подзарядки основных аккумуляторов, АРН–2 – регулятор разряда с воздействием на элементарный коммутатор, АРН–3 – для подзарядки добавочных элементов):

Согласно [17] ток подзаряда должен быть 0,03NА. Однако, учитывая возможные продолжительные разряды, этот ток принимают равным 0,15N.

Ток подзаряда равен:

= 0,15·36 + 30 = 35,4 А,

где - ток постоянно включенной нагрузки.

Напряжение подзарядного устройства равно:

U_ПЗУ = U_пз·n₀ = 2,15·108 = 232,2 В,

где U_пз=2,15 В.

Выбираем подзарядное устройство ВАЗП-380/260-40/80, выполненное на кремниевых выпрямителях с автоматической стабилизацией напряжения. Максимальное напряжение в рабочем режиме 260 и 380 В, рабочий ток 80 и 40 А соответственно. При небольшой нагрузке постоянного тока этот агрегат обеспечивает и заряд батареи.

Подзаряд добавочных элементов:

I_пз= 0,05N = 0,05·36 = 1,8 А;

U_{ПЗУдоб.} = U_пз·n_доб= 2,15·24 = 51,6 В.

Выбираем автоматическое подзарядное устройство типа АРН-3, которое поставляется комплектно с панелью автоматического регулирования напряжения типа ПЭХ-9045-00А2.

Выбираем зарядное устройство. Ток и напряжение заряда равны:

I_з= 5N + I_п= 5·36 + 30 = 210 А;

U_з= 2,75= 2,75 ·132 = 363 В.

Выбираем зарядный агрегат, состоящий из генератора постоянного тока П-92 с Р_ном= 60 кВт, U_ном= 260/380 В, I_ном= 222 А и асинхронного двигателя типа А2-91-4 с Р_ном= 75 кВт.