Режимы работы стационарных аккумуляторных батарей

Существует несколько схем включения аккумуляторных батарей. На старых электроустановках можно встретить схемы заряд-разряд (рис. 2.1), при которой всю основную нагрузку длительно несет батарея, а зарядное устройство подключается только на время заряда разряженной батареи. Мощность зарядного устройства, таким образом, должна быть достаточной для одновременного заряда батареи и питания всей основной нагрузки. Однако в последнее время от этой схемы отказались, так как частые глубокие разряды батареи быстро изнашивают активную массу пластин аккумуляторов и усложняют эксплуатацию.

схемы подключения аккумуляторных установок:

Рис. 2.1. Схема аккумуляторной установки, работающей по методу «заряд— разряд»
Б — аккумуляторная батарея; P1— Р2 — элементный коммутатор; ЗА — зарядный агрегат

Сейчас применяют исключительно схему постоянного подзаряда (рис. 2.2), которая отличается от схемы заряд— разряд режимами работы батареи и наличием специального подзарядного агрегата. Подзарядный агрегат работает в этой схеме непрерывно, неся постоянную нагрузку, подключенную к шинам, и подзаряжая батарею небольшим током. Батарея принимает на себя только толчковую нагрузку, возникающую, например, при включении выключателей.
На рис. 2.2 можно видеть элементный коммутатор Р1— Р2, назначение которого — поддерживать постоянным напряжение на зажимах батареи. При отклонении напряжения от нормального элементный коммутатор подключает или отключает часть аккумуляторов, поддерживая напряжение на шинах постоянным. Так как скользящие контакты вносят известную ненадежность в работу схемы, а также имеют недостаточное быстродействие, в современных схемах применяются не элементные коммутаторы, а тиристорные зарядно-подзарядные устройства (выпрямительные агрегаты). При этом в нормальном режиме нагрузка питается от выпрямительного устройства, а при повышенной нагрузке тиристорное устройство практически мгновенно подключает к шинам дополнительные элементы.

Рис. 2.2, Схема аккумуляторной установки, работающей по методу постоянного подзаряда
ПЗА - подзарядный агрегат; Д - выпрямитель

Рис. 2.3. Схема аккумуляторной установки с противоэлементами. ПЭ — противоэлементы Н-нагрузка

Существует также схема аккумуляторной установки, в которой часть нагрузки, нуждающаяся в регулировании напряжения, подключается к батарее через группу электролитических элементов, состоящих из стальных пластин, погруженных в раствор щелочи (едкого кали или натра). При прохождении тока через эти так называемые противоэлементы в них возникает реакция электролиза щелочного раствора, сопровождающаяся поглощением энергии и падением напряжения, не зависящим от тока. Таким образом, изменяя число включенных противозлементов, можно понижать напряжение на регулируемых шинах до нужного уровня (рис. 2.3).

Достоинствами схемы с противоэлементами являются отсутствие элементного коммутатора, уменьшение износа и увеличение срока службы основных аккумуляторов. Схема с противоэлементами известна давно, но широкого распространения не получила, по-видимому, из-за некоторой громоздкости и усложнения эксплуатации.

3.Методики выбора аккумуляторных батарей – расширенная и упрощенная.

На электростанциях, как правило, устанавливается несколько аккумуляторных батарей.

Количество зависит от мощности турбоагрегатов и типа тепловой схемы.

На ТЭЦ с поперечными связями в тепловой части мощностью до 200 МВт устанавливается одна аккумуляторная батарея, а при мощности более 200 МВт - две одинаковой емкости.

На ТЭЦ с блочными тепловыми схемами выдачи мощности, для каждого из двух блоков, обслуживаемых с одного блочного щита, предусматривается установка, как правило, одной аккумуляторная батареи.

Для блоков мощностью 300 МВт и выше в тех случаях, когда применение одной батареи на два блока невозможно по условиям выбора коммутационной аппаратуры постоянного тока, допускается установка отдельной батареи для каждого блока.

 Выбор аккумуляторной батареи производится в соответствии с графиком нагрузки постоянного тока. На рис.3 приведен график нагрузки постоянного тока для ТЭЦ 3х63 МВт. На данном графике приведены следующие величины:     

• I₁ – ток постоянно включенной нагрузки (аппараты управления, блокировки, сигнализации и релейной защиты, постоянно включенная часть аварийного освещения);

• I₂ – ток, потребляемый электромагнитными приводами выключателей 6 кВ;

• I₃ – ток резервного преобразовательного агрегата устройств связи;

• I₄ – ток аварийного освещения;

• I_пуск – пусковой ток двигателей аварийных маслонасосов (АМН) уплотнений вала генератора;

• I₅ – рабочий ток двигателей АМН уплотнений вала генератора;

• I_6пуск – пусковой ток двигателей АМН смазки подшипников турбины;

• I₆ – рабочий ток двигателей АМН смазки подшипников турбины;

 • I₇ – ток, потребляемый электромагнитными приводами выключателя 220 кВ;

• I_уст – ток установившегося (получасового) аварийного режима;

• I_max – максимальный толчковый ток в конце разряда.  

Рис 3.График нагрузки аккумуляторной батареи для ТЕЦ 3х63МВт

На отечественных электростанциях применяются, как правило, аккумуляторы типа СК (стационарные для кратковременного разряда), выпускаемые в 46 типовых исполнениях емкостью 18…5328 А·ч. Характеристики аккумуляторов СК-1 представлены в табл.3.1.

Таблица 3. Характеристики аккумуляторов СК-1.

Разрядные токи и емкости других аккумуляторов (СК-2, СК-3, …, СК-46) определяются умножением соответствующего значения для СК-1 на типовой номер. Например, аккумулятор СК-14 имеет разрядный ток одночасового разряда 14·18,5 = 259 А. Установившееся напряжение полностью заряженного аккумулятора СК при разомкнутой цепи 2,05 В.