I – цепи управления и сигнализации;

II – аварийное освещение и электродвигатели;

III – электромагниты включения.

Схема на рисунке 22 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 устройства стабилизации постоянного напряжения обеспечивается требуемый уровень напряжения у потребителей постоянного тока в течение всего периода аварийного разряда аккумуляторной батареи.

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 1 – 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 саморазряда 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.

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 [10]. По [10], стр. 341 для ТЭС и ГЭС, работающих в системе, рекомендуется принимать длительность работы аварийного режима равной 0,5 ч.

Число основных элементов батареи необходимы для создания номинального напряжения без учета разряда:

, 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 в составе батареи, необходимых для поддержания номинального напряжения на весь аварийный период:

.

Типовой номер батареи:

,

где - ток разряда аккумулятора первого номера, определяемый согласно [10] по рис. 8.16, кривой номер 1 по температуре электролита.

Таблица 2 – 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 смазки подшипников турбины	3	14	73,5	73	184	219		-	219
Включение выключателя ВЭБ-110	1	-	2,5	-	-	-		10	-
Итого:	-	-	-	-	-	839		170	839

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, АРН–3 – для подзарядки добавочных элементов):

Согласно [10] ток подзаряда должен быть 0,03N А. 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 типа УЗП-М-240УХЛ4.

Устройство УЗП-М представляет собой модульный высокочастотный транзисторный преобразователь и предназначено для заряда стационарных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей различными методами, как в автоматическом режиме, так и в ручном, при участии оператора; подзаряда аккумуляторных батарей с возможностью параллельной работы на постоянную нагрузку, подключённую к щиту постоянного тока (ЩПТ). Устройства УЗП-М могут обеспечить электропитание любых потребителей постоянного тока электростанции или подстанции, в том числе и чувствительных к качеству напряжения питания.

Подзаряд добавочных элементов:

I_пз= 0,05N = 0,05·20 = 1 А.

U_{ПЗУ ДОБ.}=Uпз·n_ДОБ= 2,15·22 = 47,3 В.

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

Зарядное устройство:

I_з= 5N + I_п= 5 · 20 + 20 =120 А;

U_з= 2,75n = 2.75 ·125 = 343.75 В.

Выбираем зарядный агрегат, состоящий из генератора постоянного тока 2ПО(электрические машины серии 2П заменяют машины серии П) и асинхронного двигателя типа4АА564УЗ.