Выбор аккумуляторных батарей на ТЭС - Выбор на ТЭЦ с поперечными связями

           5 Выбор аккумуляторных батарей на ТЭЦ с поперечными связями
          
         1) Производим расчет токов нагрузки. Расчет делается в табличной форме.
Таблица 5.1 – Расчет токов нагрузки для выбора АБ на ТЭЦ

  
         В таблице 5.1 приводится расчет нагрузки на одну батарею ,от которой могут питаться потребители трех агрегатов (3*60МВт или 2*60 МВт+1*100МВт). Значения токов, потребляемых электромагнитами приводов выключателей следует брать из таблицы П1 в соответствии с типом выключателей в цепи резервного трансформатора собственных нужд. Токи, потребляемые электромагнитами аварийных маслонасосов турбин и генераторов следует принять из таблицы П2.
2)Определяем типоразмер  аккумуляторной батареи (номер) по формуле                                                                                     

                N  ≥  1.05Iав /j,           (5.1)                                                                                                    
где N– номер аккумуляторной батареи;
1,05 – коэффициент, учитывающий старение аккумуляторов;
Iав – ток установившегося аварийного разряда, А; 
j– допустимый ток получасового аварийного разряда, приведенный к первому номеру аккумулятора, А/N (принимается  j = 21 А/N при температуре электролита 100С,  j = 25 А/Nпри температуре 250С).
Полученный номер аккумуляторной батареи округляется до ближайшего большего типового. Например, по разрядному току, приведенному в таблице 5.1, определим
N  ≥  1.05Iав /j= 1,05*549/25=23,
где j = 25 А/N.
Предварительно принимают типоразмер СК-24.
3) Затем проверяют батарею по уровням напряжения для наибольших толчковых токов переходного аварийного режима.
Толчок тока может иметь место в начале аварийного режима (действие АВР). При расчете определяют напряжение на шинах в момент приложения толчковой нагрузки и составляют с наименьшим допустимым  напряжением на зажимах приемников, участвующих в расчетной толчковой нагрузки, с учетом падения напряжения в питающей сети. Так, если минимальное допустимое напряжение на приводе выключателя составляет 85 %, а падение напряжения в кабеле – 5 %, то напряжение на шинах должно быть равным 90 % номинального.
Задав допустимое напряжение на шинах установки постоянного тока, по кривым (рисунок 5.2) определяют толчковый ток, приведенный к первому номеру аккумуляторной батареи, и вычисляют номер

N  =  Iт /jт.доп                                                                                 (5.2)

Из двух значений N  выбирают большее.
В конце аварии выполняют поочередное включение выключателей высокого напряжения. Если выключатели масляные (У-110, У-22,), то возникают значительные толчковые токи в конце аварии, которые воспринимаются разряженной батареей. Этот режим также должен быть проверен. Исходя из предварительно принимаемого номера батареи N, рассчитывают ток предшествующего разряда j = Iав/N  и толчковый ток в конце аварии, отнесенный к первому номеру, j` т = I` т/N  . Напряжение на аккумуляторе Uэл в конце разряда при толчке определяют из графика на рисунке5.1. Из семейства кривых выбирают кривую, соответствующую току получасового разряда (8N, 13N…, 25NА) и по значению j` т определяют Uэл. Число элементов батареи в конце разряда 130, поэтому напряжение на шинах  Uш = Uэл *130.   Полученное напряжение сравнивают с минимальным допустимым для потребителей с учетом потерь в кабелях.
Проверим АБ по уровням напряжения для рассматриваемого примера:
а) по формуле (5.2)  имеем

N  ≥  Iт /jт.доп= 391/20=19,5,

 где  Iт принимают по таблице 5.1;
jт.доп= 20 А/N определяют по кривой( рисунок5.2) для 108 элементов из условий обеспечения минимального допустимого напряжения на приводе выключателя 85 % Uном с учетом падения напряжения в кабеле 5 %  Uном ;
б) при толчке тока в конце аварийного режима (включение У-220) ток предшествующего разряда

j = Iав/N  = 549/24 = 23 А/N,

 ток  в момент толчка, приведенный к первому номеру,

 j` т = I` т/N  = 1269/24=53 А/N;

по кривой( рисунок5.1) определяют напряжение на элементе в момент толчка Uэл = 1,55 В и напряжение на шинах батареи Uш = 1,55*130 = 202 В, или 92 % Uном .
Окончательно выбираем батарею типа СК-24.

Рисунок 5.1 – Напряжение на аккумуляторе типа СК во время толчкого тока при различной степени разряда перед толчком

Рисунок 5.2 – Зависимость напряжения от толчкового тока при+250С(- - -) и +100С
4)Затем производим выбор подзарядных устройств. Подзарядное устройство находится длительно в работе и в нормальных условиях одновременно с  подзарядом батареи питает постоянно включенную нагрузку. К подзарядному устройству присоедиединены основные элементы батареи. Добавочные элементы батареи находятся в режиме постоянного подзаряда от отдельного устройства  с автоматическим регулированием напряжения.
Ток подзаряда основных элементов принимают равным 0,25NА, а для добавочных элементов – 0,05NА.
Таким образом, подзарядное устройство основных элементов выбирается из условий:

Iпз.о ≥ 0,15N +  Iп ;       Uпз.о ≥ 2,15n0 ,                                   (5.3)

а добавочных элементов -

Iпз.доб ≥ 0,05N  ;       Uпз.доб ≥ 2,15nдоб ,                                  (5.4)

где Iп  - ток постоянно включенной нагрузки.

В качестве подзарядного устройства на станциях используется выпрямительный зарядно-подзарядный агрегат ВАЗП-380/260-40/80, выполненный на кремниевых выпрямителях с автоматической стабилизацией напряжения. Питание его осуществляется от сети переменного тока 380 В. Максимальное напряжение в рабочем режиме 260 и 380 В, рабочий ток – 80 и 40А соответственно. При небольшой нагрузке постоянного тока, в частности на подстанциях, этот агрегат обеспечивает и заряд батареи.
Произведем выбор подзарядного и зарядного устройств для рассматриваемого примера. Для подзарядного устройства основных элементов по формуле(5.3)

Iпз.о ≥ 0,15N +  Iп  ≥ 0,15*24 + 20 = 23,6 А;    

Uпз.о ≥ 2,15n0 ≥ 2,15*108 = 232 В.

Выбирается агрегат ВАЗП-380/260-40/80.
Для подзарядного устройства добавочных элементов по формуле(5.4)

Iпз.доб ≥ 0,05N  ≥ 0,05*24 = 1,2 А      

Uпз.доб ≥ 2,15nдоб ≥ 2,15*22 = 47,7 В.

Принимается выпрямительное устройство типа АРН-3, поставляемое комплектно с панелью автоматического регулирования напряжения типа ПЭХ-9045-00А2.
Выбораем зарядное устойство. В соответствии с ПТЭ оно должно работать периодически (один раз в квартал) при выполнении уравнительных зарядов, а также заряда батареи после аварийных разрядов. Максимальный ток при уравнительном заряде составляет 5NА. При этом следует учитывать и ток  Iп. Напряжение на элементе в конце заряда 2,75 В, и номинальные параметры зарядного устройства должны удовлетворять условиям

Iз ≥ 5N +  Iп ;       Uз ≥ 2,75n.                                (5.5)

В качестве зарядных устройств для аккумуляторных батарей электрических станций применяются двигатели-генераторы серии П на напряжение Uном =270 В (таблица 5-2) Для зарядного агрегата в рассматриваемом примере расчета АБ по формуле5.5 получим

Iз ≥ 5N +  Iп  ≥ 5*24 + 20 = 140  А;    

 Uз ≥ 2,75n ≥ 2,75*130 = 356 В.
Выбирается генератор постоянного тока типа П-91 (Рном= 43 кВт, Uном= 270 В, Iном = 159 А), соединенный с электродвигателем переменного тока типа А2-82-4 (Рном= 55 кВт).

Таблица 5.2- Технические характеристики генераторов серии П с номинальным напряжением 270 В и частотой вращения 1450 об/мин

В настоящее время также разработаны и применяются на новых станциях выпрямительные зарядно-подзарядные коммутационные полупроводниковые устройства (ВАЗПК), применение которых исключает необходимость во вращающихся зарядных агрегатах, элементных коммутаторах и в целом делает экономичнее установку постоянного тока.