Меню

Коэффициент интенсивности разряда аккумуляторов таблица



Расчет аккумуляторной батареи 24 В

Расчет батареи заключается в определении ее емкости и выборе типа аккумуляторов СК по индексу.

При определении емкости аккумуляторов следует исходить из усло­вий эксплуатации батареи в основном и дополнительном режимах резерви­рования.

Основной режим резервирования соответствует питанию в течение 2ч. от батареи всех гарантированных нагрузок ЭЦ в аварийных условиях при отключении источников переменного тока, в том числе и ДГА.

Потребителями гарантированного питания от батареи в этом случае являются:

1) релейная аппаратура ЭЦ (расход тока I а в расчете на одну стрелку составляет 0,262 А);

2) приборы питающий установки — реле, блоки, сигнализаторы зазем­лений и др. (потребляемый приборами ток I рт не зависит от числа стрелок и в целом на пост ЭЦ составляет 0,432 А);

3) контрольные лампочки на табло и панелях питания — контроля фи­деров, работы преобразователя и т.п. (потребляемый лампочками ток I лп в расчете на пост ЭЦ равен 0,175 А);

4) контрольные лампочки повторителей входных светофоров на табло (потребляемый ток I лс в расчете на один подход может быть принят равным 0,090 А);

5) преобразователь ППВ-1 по гарантированному питанию цепей переменного тока I п=8,793 А

Разрядный ток батареи в режиме основного резервирования, А,

где n с — число стрелок ЭЦ;

n вх — число подходов к станции.

Расчетное время t р o (2ч) основного резервирования выбрано с учётом времени устранения возможной неисправности ДГА.

Если в течение двух часов неисправность ДГА не устранена, батарея переводится с основного режима резервирования на дополнительный. Это достигается отключением от батареи релейных устройств ЭЦ (путем изъятия предохранителей на стативах).

Разрядный ток батареи в дополнительном режиме резервирования

При установленной продолжительности местного аккумуляторного резерва красных огней входного светофора в 12 ч продолжительность дополнительного режима t рд контрольной батареи 24 В принята равной 10 ч.

В условиях рассматриваемого режима эксплуатации аккумуляторной батареи фактическая ее разрядная емкость составит, А×ч,

Емкость аккумуляторов, гарантируемая заводом, характеризуется номинальным значением Q н. Однако с повышением интенсивности разряд и понижением температуры электролита емкость, отдаваемая аккумуляторами, уменьшается. Поэтому фактическая емкость Q ф, требуемая от аккумуляторов, пересчитывается к номинальным условиям. Такой пересчёт А×ч, ведется по формуле:

где Q p — расчетная номинальная емкость батареи;

К с – коэффициент снижения ёмкости аккумуляторов от старения (для устройств СЦБ принимаемый равным 0,85);

р — коэффициент интенсивности разряда (коэффициент отбора емкости);

К t— температурный коэффициент емкости (для аккумуляторов СК составляющий 0,008);

t° — температура электролита во время разряда батареи (принимаемая равной температуре аккумуляторного поме­щения, которая на постах ЭЦ составляет +15°С).

Значение расчетного коэффициента интенсивности разряда р следует определять по режиму разряда батареи током I бо как наиболее неблагопри­ятным (I бо>I бд) для батареи.

В таком случае расчетная (возможная) длительность разряда батареи t pp током основного режима I бо составит

По полученному значению t pp расчетного режима разряда определяем коэффициент интенсивности разряда аккумуляторов р по данным из альбома ЭЦ-10-88 том 3 с.17 р=0,835.

По номинальной расчетной емкости Q p определяем тип аккумуля­торов СК — их индекс номер и паспортная номинальная емкость Q n,

Индекс аккумуляторов можно определить по следующему соотноше­нию:

где Q 1 — номинальная емкость аккумулятора типа СК с индексом 1 (составляющая 36 А×ч).

Выбираем тип аккумулятораCK8.Паспортная номинальная ёмкость аккумулятора СК8 составляет

Источник

Характеристики аккумуляторов

Наиболее важными показателями качества АБ являются: емкость, напряжение, габариты, вес, стоимость, допустимая глубина разряда, срок службы, КПД, диапазон рабочих температур, допустимый ток заряда и разряда. Также, необходимо учитывать, что все характеристики производитель дает при определенной температуре – обычно 20 или 25 °С. При отклонениях от этого напряжения, характеристики меняются, и обычно в худшую сторону.

Значения напряжения и емкости обычно входят в название модели батареи. Например: RA12-200DG – батарея напряжением 12 вольт и емкостью 200 ампер*часов, гелевая, глубокого разряда. Это значит, что батарея может выдать в нагрузку энергию 12 х 200 = 2400 Вт*ч при 10 часовом разряде током в 1/10 от емкости. При больших токах и быстром разряде емкость батареи понижается. При меньших токах – обычно увеличивается. Это можно видеть на графике разрядных характеристик аккумуляторных батарей. Также, нужно смотреть на разрядные характеристики на конкретные батареи. Иногда производители в названии пишут завышенную емкость аккумулятора, которая имеет место только в идеальных условиях – так, например, делает Haze (у аккумуляторов Haze реальная емкость процентов на 10-20 ниже, чем указано в названии батареи).

При разряде током в 0,1 С время работы составляет 10 часов и батарея полностью выдаст в нагрузку аккумулированную энергию. При разряде током 2 С (в 20 раз большим) время работы будет около 15 минут (1/4 часа) и при этом батарея выдаст в нагрузку только половину аккумулированной энергии. При больших токах разряда это значение еще меньше. Зачастую в источниках бесперебойного питания аккумуляторные батареи работают в еще более тяжелых режимах, при которых токи разряда достигают 4 С. При этом время разряда сравнимо с 5 минутами и батарея выдает в нагрузку менее 40% энергии.

Количество энергии, которое может быть сохранено в батарее, называется ее емкостью. Она измеряется обычно в ампер-часах, хотя правильнее приводить значения в ватт-часах.

Емкость (Вт*ч) = U*I*t

где U – напряжение аккумулятора, В; I – ток, который он может отдавать в течение времени t.

Так как обычно принимается, что для различных аккумуляторов напряжение одинаковое, то из формулы убирается напряжение, и остается емкость в ампер-часах.

Одна АБ емкостью 100 Ач может питать нагрузку током 1 А в течение 100 часов, или током 4 А в течение 25 часов, и т.п., хотя емкость батареи снижается при увеличении разрядного тока. На рынке продаются батареи емкостью от 1 до 3000 Ач.

Другие статьи Руководства

Для увеличения срока службы свинцово-кислотной АБ желательно использовать только малую часть ее емкости до повторной зарядки. Каждый процесс разряда-заряда называется зарядным циклом, причем не обязательно полностью разряжать аккумулятор. Например, если вы разрядили аккумулятор на 5 или 10% и затем снова зарядили его – это тоже считается как 1 цикл. Конечно, количество возможных циклов будет сильно отличаться при различной глубине разряда (см. ниже). Если возможно использовать более 50% энергии, запасенной в АБ до ее заряда, без заметного ухудшения ее параметров, такая батарея называется батареей “глубокого разряда”.

Можно повредить батареи, если перезарядить их. Максимальное напряжение синцово-кислотных АБ должно быть 2,5 вольта на элемент, или 15 В для 12-ти вольтовой батареи. Многие фотоэлектрические батареи имеют мягкую нагрузочную характеристику, поэтому при увеличении напряжения ток заряда снижается значительно. Поэтому всегда необходимо использовать специальный контроллер заряда для солнечных батарей. В случае применения ветроэлектрических станций или микроГЭС, такие контроллеры также обязательны.

Читайте также:  Пример таблицы для чертежа

Напряжение на аккумуляторе зачастую является основным параметром, по которому можно судить о состоянии и степени заряженности аккумулятора. Особенно это относится к герметизированным аккумуляторам, у которых не возможно измерить плотность электролита.

Напряжение при заряде, разряде и отсутствии тока очень сильно отличаются. Для определения степени заряженности аккумулятора измеряют напряжение на его клеммах при отсутствии как зарядного, так и разрядного токов в течение как минимум 3-4 часов. За это время напряжение обычно успевает стабилизироваться. Значение напряжения при заряде или разряде ничего не скажет от состоянии или степени заряженности АБ. Примерная зависимость степени заряженности аккумулятора от напряжения на его клеммах в режиме холостого хода, приведена в таблице ниже. Это типичные значения для стартерных аккумуляторов с жидким электролитом. Для герметизированных аккумуляторов (AGM и гелевых) обычно эти напряжения немного выше (нужно запрашивать производителя) – например, AGM батареи полностью заряжены, если напряжение составляет 13-13,2В (сравните с напряжением стартерных батарей с жидким электролитом 12,5-12,7В).

Степень заряженности зависит от очень многих факторов, и точно ее могут определить только специальные зарядные устройства с памятью и микропроцессором, которые отслеживают как заряд, так и разряд конкретного аккумулятора в течение нескольких циклов. Этот метод наиболее точный, но и наиболее дорогой. Однако он сможет сэкономить много денег при обслуживании и замене аккумуляторов. Применение специальных устройств, контролирующих работу аккумуляторов по степени их заряженности, позволяет очень сильно повысить срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов. Ряд предлагаемых нами контроллеров для солнечных батарей имеют встроенные устройства вычисления степени заряженности аккумулятора и регулируют заряд в зависимости от ее величины.

Для определения степени заряженности можно использовать также следующие 2 упрощенных метода.

  1. Напряжение на аккумуляторе. Этот способ наименее точный, но требует только наличия цифрового вольтметра, способного измерять десятые и сотые доли вольта. Перед измерениями нужно отсоединить от аккумулятора всех потребителей и все зарядные устройства и подождать как минимум 2 часа. Затем можно измерить напряжение на терминалах аккумулятора. Ниже в таблице приведены напряжения для аккумуляторов с жидким электролитом. Для полностью заряженной новой AGM или гелевой батареи напряжение составляет 13-13,2В (сравните с напряжением стартерных батарей с жидким электролитом 12,5-12,7В). По мере старения аккумуляторов это напряжение снижается. Можно измерять напряжение на каждой банке аккумулятора, чтобы найти неисправную банку (разделите напряжение для 12В на 6 для того, чтобы определить нужное напряжение на одной банке).
  2. Второй метод определения степени заряженности – по плотности электролита. Этот метод подходит только для аккумуляторов с жидким электролитом.

Также, нужно подождать 2 часа перед измерениями. Для измерения используется ареометр. Обязательно наденьте резиновые перчатки и защитные очки! Держите рядом пищевую соду и воду на случай, если вода попадет на кожу.

Степень заряженности Батарея 12В Батарея 24 В Плотность электролита
100 12.70 25.40 1.265
95 12.64 25.25 1.257
90 12.58 25.16 1.249
85 12.52 25.04 1.241
80 12.46 24.92 1.233
75 12.40 24.80 1.225
70 12.36 24.72 1.218
65 12.32 24.64 1.211
60 12.28 24.56 1.204
55 12.24 24.48 1.197
50 12.20 24.40 1.190
40 12.12 24.24 1.176
30 12.04 24.08 1.162
20 11.98 23.96 1.148
10 11.94 23.88 1.134

Срок службы аккумуляторов

Неправильно определять срок службы аккумуляторов в годах или месяцах. Срок службы батареи определяется числом циклов заряд-разряд и значительно зависит от условий ее эксплуатации. Чем глубже разряжается батарея, чем большее время она находится в разряженном состоянии, тем меньшее число возможных циклов работы.

Само понятие «количество рабочих циклов «заряда-разряда» аккумулятора» относительное, так как сильно зависит от различных факторов. Кроме того, значение количества рабочих циклов, например для одного типа аккумулятора, не является универсальным понятием, так как зависит от технологии, различной у каждого из производителей.Срок службы аккумуляторов определяется в циклах, поэтому время работы в годах – приблизительное и рассчитано для типичных условий работы. Поэтому, если, например, в рекламе указано, что срок службы аккумуляторов составляет 12 лет, это значит, что производитель посчитал срок службы для буферного режима с средним числом циклов заряд-разряд 8 в месяц. Например, для AGM аккумуляторов Haze указывается срок службы 12 лет и максимальное число циклов 1200 при разряде на 20%. В год получается 100 таких циклов, в месяц – около 8.

Еще один важный момент – в процессе эксплуатации полезная емкость аккумулятора уменьшается. Все характеристики по количеству циклов обычно приводятся не до полной смерти аккумулятора, а до момента потери им 40% своей номинальной емкости. Т.е, если производителем приведено количество циклов 600 при 50% разряде, это значит, что через 600 идеальных циклов (т.е. при температуре 20С и разряде током одной величины, обычно 0,1С) полезная емкось аккумулятора будет 60% от начальной. При такой потере емкости уже рекомендуется замена аккумулятора.

Свинцово-кислотные АБ, предназначенные для использования в системах автономного электроснабжения имеют, срок службы от 300 до 3000 циклов в зависимости от типа и глубины разряда. В системах на базе ВИЭ батарея может разрядиться гораздо сильнее, чем при буферном режиме. Для обеспечения длительного срока службы, в типичном цикле разряд не должен превышать 20-30% емкости АБ, а глубокий разряд – не более 80% емкости. Очень важно сразу же после разряда заряжать свинцово-кислотные аккумуляторы. Длительное нахождение (более 12 часов) в разряженном или не полностью заряженном состоянии приводит к необратимым последствиям в аккумуляторах и снижению их срока службы.

Как определить, что аккумулятор уже близок к окончанию своего срока службы? Очень просто – у аккумулятора повышается внутреннее сопротивление, это приводит к более быстрому росту напряжения при заряде (и, соответственно, снижению времени, требуемого для заряда), и более быстрому разряду аккумулятора. Если заряд производится током, близким к предельно допустимому, умирающий аккумулятор будет нагреваться при заряде сильнее, чем раньше.

Максимальные токи заряда и разряда

Токи заряда и разряда любой аккумуляторной батареи измеряются относительно ее емкости. Обычно для аккумуляторов максимальный ток заряда не должен превышать 0,2-0,3С. Превышение зарядного тока ведет к сокращению срока службы аккумуляторов. Мы рекомендуем устанавливать максимальный ток заряда не более 0,15-0,2С. Смотрите характеристики на конкретные модели аккумуляторов для определения максимального зарядного и разрядного токов.

Явление саморазряда характерно в большей или меньшей степени для всех типов аккумуляторов и заключается в потере ими своей емкости после того, как они были полностью заряжены в отсутствие внешнего потребителя тока.

Для количественной оценки саморазряда удобно использовать величину потерянной ими за определенное время емкости, выраженную в процентах от значения, полученного сразу после заряда. За промежуток времени, как правило, принимается интервал времени, равный одним суткам и одному месяцу. Так, например, для исправных NiCD аккумуляторов считается допустимым саморазряд до 10% в течение первых 24 часов после окончании заряда, для NiMH – немного больше, а для Li-ION пренебрежимо мал и оценивается за месяц. Саморазряд в герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторах значительно уменьшен и составляет 40% в год при 20 °С и 15% при 5 °С. При более высоких температурах хранения саморазряд увеличивается: при 40 °С батареи лишаются 40 % емкости за 4-5 месяцев.

Читайте также:  D r patent 147023 клейма датировка таблица

Следует отметить, что саморазряд аккумуляторов максимален именно в первые 24 часа после заряда, а затем значительно уменьшается. Глубокий его разряд и последующий заряд увеличивают ток саморазряда.

Саморазряд аккумуляторов в основном обусловлен выделением кислорода на положительном электроде. Этот процесс еще больше усиливается при повышенной температуре. Так, при повышении окружающей температуры на 10 градусов по отношению с комнатной возможно увеличение саморазряда в два раза.

В некоторой степени саморазряд зависит от качества использованных материалов, технологического процесса изготовления, типа и конструкции аккумулятора. Потери емкости могут быть вызваны повреждением сепаратора, когда образования слипшихся кристаллов пробивают его. Сепаратором принято называть тонкую пластину, разделяющую положительный и отрицательный электроды. Это обычно происходит из–за неправильного обслуживания аккумулятора, его отсутствия или применения несоответствующих или некачественных зарядных устройств. У изношенного аккумулятора пластинки электродов разбухают, слипаясь друг с другом, что приводит к повышению тока саморазряда, при этом поврежденный сепаратор невозможно восстановить проведением циклов заряда/разряда.

Каргиев Владимир, “Ваш Солнечный Дом”
©При цитировании ссылка на эту страницу и на “Ваш Солнечный Дом” обязательна

Дополнительная информация по теме в Разделе “Библиотека“. Настоятельно рекомендуем почитать эту статью

ГЛОССАРИЙ

Емкость (С) – энергия, которую способен отдать аккумулятор в нагрузку, выражаемая в ампер-часах (А·ч, мA·ч). Она будет больше при следующих условиях: меньшем токе разряда, разряде с меньшими перерывами, более высокой температуре окружающей среды, а также более низком конечном напряжении.

Номинальная емкость – номинальное значение емкости: количество энергии, которую способен отдать полностью заряженный аккумулятор при разряде в строго определенных условиях.

Саморазряд – потеря емкости в отсутствие внешнего потребителя тока.

Срок службы батареи – наработка, при которой разрядная емкость сделается меньше определенной нормированной величины, обычно оценивается рабочим количеством циклов “заряд-разряд”.

Срок хранения – максимальный период времени, в течение которого батарея может храниться при оговоренных условиях, не требуя дополнительной зарядки.

Источник

Расчет емкости и количества аккумуляторных батарей

В аварийном режиме питание нагрузки и аварийных потребителей обеспечивается от аккумуляторной батареи, расчет которой заключается в определении номинальной расчетной емкости и выбору по ней типа аккумулятора и их количества.

При централизованной системе ЭП для ЭПУ каждого номинального напряжения рассчитывается суммарный ток нагрузки всех потребителей (см. рис. 1). И приводятся расчеты для трех ЭПУ на 24, 48, и 60 В.

При расчете комбинированной системы ЭП, например 24/48В, необходимо пересчитать токи нагрузки I Н48 с учетом сохранения потребляемой мощности Р 48= I Н48·48В. Следовательно, ток от ЭПУ-24 для обеспечения этой мощности Р 48 определяется по формуле I Н24/48= Р 48/24. Суммарный ток, потребляемый от ЭПУ-24 с учетом КПД конвертора, будет определен выражением I ЭПУ-24 = I 24 + (Р 48/η 48)/U 24

3.1. Аварийный ток I АВскладывается из тока, необходимого для питания аппаратуры связи I Н (тока нагрузки), и токов аварийных потребителей I АП (в среднем 3% от тока нагрузки)

Питание во время нарушения электроснабжения переменным током аварийных потребителей (аварийное освещение, пожарная и охранная сигнализация и др.) обеспечивается от аккумуляторной батареи одной из ЭПУ (чаще ЭПУ-24).

3.2. Номинальная расчетная емкость аккумуляторовопределяется по основной расчетной формуле для кислотных аккумуляторов или по разрядным таблицам.

Условия эксплуатации аккумуляторов обычно отличаются от условий, для которых задана номинальная емкость. Поэтому номинальная расчетная емкость, необходимая для выбора аккумуляторов, определяется с учетом действительного тока разряда и температуры:

где I АВ – аварийный ток, А;

t Р – время разряда аккумуляторной батареи, ч (2 ч);

P – коэффициент интенсивности разряда определяется по графику (рис. 6);

α – температурный коэффициент емкости, 1/град;

t – минимальная температура электролита, град. (+15);

T – температура, для которой задана номинальная емкость, град. (+20);

n Г – число групп АБ.

Для кислотных аккумуляторов: Р=0,61 (при t Р=2ч), α=0,008.

Источник

Определение емкости аккумуляторной батареи

date image2015-05-05
views image2497

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

4.2.1. Работа аккумуляторной батареи в аварийном режиме

При полном отключении внешних источников переменного тока аккумуляторная батарея переходит в аварийный режим работы, обеспечивая питанием минимум релейной аппаратуры и гарантированных нагрузок. В аварийном режиме различают основной и дополнительный периоды.

В течение основного периода аварийного режима предпринимаются попытки получить электроэнергию от ДГА или восстановить внешние источники энергоснабжения. Аккумуляторная батарея в это время работает по полной программе, предусмотренной проектом для аварийного режима. Как правило, обеспечиваются питанием приборы ЭПУ; лампочки-индикаторы аварии переменного тока; световые ячейки табло, отображающие состояние участков путевого приближения и удаления, смену направления движения и занятость перегонов; необходимая часть релейной нагрузки; статив диспетчерской централизации (ДЦ); преобразователи постоянного напряжения в переменное. При безбатарейной системе к преобразователям в аварийном режиме подключаются дешифраторные ячейки участков удаления от станции, схемы смены направления и контроля занятости перегонов, схемы двойного снижения напряжения на лампах станционных и перегонных светофоров, лампы красных и пригласительных огней входных светофоров с контрольными лампочками табло. При батарейной системе от преобразователей, кроме этого, получают питание электродвигатели стрелочных приводов и контрольные цепи стрелок. Контрольные лампочки стрелочных коммутаторов имеют резерв непосредственно от батареи.

Если запуск ДГА не увенчался успехом, а внешние фидеры продолжают оставаться обесточенными, то наступает дополнительный период аварийного режима, в котором большинство нагрузок от батареи отключается. Сохраняется минимум резервирования, при котором обеспечивается питание красных ламп входных светофоров, а также схем и лампочек табло, отображающих аварийную ситуацию и состояние подходов к станции.

При безбатарейной системе продолжительность аварийного режима для крупных станций составляет до 12 ч (в том числе основного периода – 2 ч, дополнительного – 10), для промежуточных – 4 ч (без разделения на основной и дополнительный периоды). При батарейной системе промежуточных станций продолжительность аварийного режима зависит от схемы энергоснабжения поста ЭЦ, при наличии двух внешних фидеров и ДГА она составляет до 8 ч, а при отсутствии ДГА – до 16; при наличии одного внешнего фидера и ДГА – 10 ч, а при отсутствии ДГА – 22. Во всех случаях продолжительность дополнительного периода принимается равной 4 ч.

4.2.2. Методика расчета

Потребная емкость аккумуляторной батареи определяется по формуле:

где Ро – суммарная активная мощность нагрузок, подключенных к батарее в основной период, Вт;

tо – длительность основного периода, ч;

Рд – суммарная активная мощность нагрузок, продолжающих питаться от батареи в дополнительный период, Вт;

Tд – длительность дополнительного периода, ч;

Читайте также:  Таблица с формулами для расчета прибыли

Uб – номинальное напряжение батареи, В;

ηq – коэффициент отбора емкости, зависящий от интенсивности разряда батареи;

kт – коэффициент, учитывающий возможное снижение температуры аккумуляторного помещения, kт = 0,96;

kст – коэффициент старения аккумуляторов, kст = 0,85.

В сложном режиме эксплуатации аккумуляторной батареи при наличии основного и дополнительного периодов разряда коэффициент отбора емкости ηq определяется исходя из расчетного времени резервирования:

где Iо, Iд – соответственно токи разряда основного и дополнительного периодов аварийного режима, А;

tо, tд – длительность основного и дополнительного периодов, ч.

Значения токов, потребляемых некоторыми нагрузками в аварийном режиме, приведены в табл. 4.1. При расчетном времени резервирования 2 ч коэффициент ηq равен 0,65; при 4 ч – 0,8; при 6 – 0,88; при 8 – 0,95; при 10 – 1.

Т а б л и ц а 4.1

Значения токов, потребляемых нагрузками

от батареи в аварийном режиме, А

Вид нагрузки Измеритель Ток, отнесенный к единице измерения
Приборы питающей установки Реле групповых комплектов Контрольные лампочки табло Статив ДЦ Релейные стативы систем ЭЦ: БМРЦ УЭЦ-М ЭЦИ ЭЦ-12 Пост Пост Лампа Пост Стрелка Стрелка Стрелка Стрелка 0,432 0,981 0,105 2,500 0,170 0,262 0,215 0,200

Ток, потребляемый преобразователем напряжения от батареи в аварийном режиме, определяется по формуле:

где Рн – суммарная активная мощность нагрузок, подключенных к преобразователю, Вт;

ηпр – КПД преобразователя;

Uб – номинальное напряжение батареи, В.

КПД преобразователя описывается уравнением:

где ηφ – зависимость КПД от cosφ;

ηн – зависимость КПД от коэффициента нагрузки kн.

где Рн – активная мощность, потребляемая преобразователем, Вт;

Рном – активная мощность преобразователя, на которую он был настроен при наладке устройств ЭЦ, Вт.

Зависимости КПД преобразователя от cosφ и коэффициента нагрузки kн приведены в табл. 4.2 и 4.3 соответственно.

Т а б л и ц а 4.2

Зависимость КПД преобразователя от cosφ

cosφ 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00
ηφ 0,63 0,67 0,70 0,73 0,76 0,78 0,80 0,81 0,82

Т а б л и ц а 4.3

Зависимость КПД преобразователя от коэффициента нагрузки kн

kн 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
ηн 0,50 0,64 0,72 0,77 0,81 0,82 0,83 0,83 0,83 0,83

По результатам расчета выбирается тип аккумуляторов. При проектировании, когда наблюдается определенный стандарт в наборе резервируемых от батареи нагрузок, институтом ГТСС рекомендуется применять для промежуточных станций аккумуляторы СК4, для станций с количеством стрелок 31 – 50 – аккумуляторы СК6/СК8, для станций с количеством стрелок 51 – 100 – аккумуляторы СК8/СК10 (в знаменателе – с учетом статива ДЦ). На промежуточных станциях при батарейной системе питания необходимые сроки резервирования обеспечиваются батареей из аккумуляторов типа СК10 – СК12 (цифра в обозначении типа аккумулятора указывает на его индекс).

4.2.3. Примеры расчета

Пример 1. Определить емкость аккумуляторной батареи промежуточной станции однопутного участка с количеством стрелок 15 при безбатарейной системе питания. Проектные решения выполнены по типовому альбому ЭЦ-12.

На основе данных табл. 4.1. запишем нагрузки, получающие питание от батареи в аварийном режиме (за исключением преобразователя), и рассчитаем их мощность:

— контрольные лампочки (0,105 А · 24 В = 2,5 Вт):

аварии переменного тока, 4 шт. Р = 2,5 · 4 = 10 Вт

— путевого приближения, удаления, направления

движения, занятия перегона, 8 шт. Р = 2,5 · 8 = 20 Вт

— релейные стативы (0,2 А · 24 В = 4,8 Вт) Р = 4,8 · 15 = 72 Вт

— статив ДЦ (2,5 А · 24 В = 60 Вт) Р = 60 · 1 = 60 Вт

Определим загрузку преобразователя ПП1 панели ПР2-ЭЦ, пользуясь данными табл. 4.4. К преобразователю в аварийном режиме подключаются:

— лампы красных огней

входных светофоров, 2 шт. Р = 32 · 2 = 70 Вт; Q = 13 · 2 = 26 В∙Ар

— лампа пригласительного огня Р = 32 · 1 = 32 Вт; Q = 13 · 1 = 13 В∙Ар

— схемы ДСН на прилегающих

перегонах Р = 12,7 · 2 = 25,4 Вт; Q = 6 · 2 = 12 В∙Ар

— схема ДСН на станции Р = 36,5 · 1 = 36,5 Вт; Q = 5 · 1 = 5 В∙Ар

— схемы смены направления и

контроля занятия перегонов Р = 12,7 · 2 = 25,4 Вт; Q = 6 · 2 = 12 В∙Ар

— ячейки ДЯ участков

удаления Р = 16,6 · 2 = 33,2 Вт; Q = 16,8 · 2 = 33,6 В∙Ар

Отсюда, пользуясь формулами (4.7) и (4.8), вычисляем полную мощность Sпр = 247 В∙А и cosφ = 0,91. Исходя из номинальной мощности преобразователя Рном = 300 Вт по формуле (4.5) определяем коэффициент нагрузки kн = 0,75;
затем из табл. 4.2 и 4.3 находим коэффициенты ηφ = 0,8 и ηн = 0,83.
Это позволяет по формуле (4.4) вычислить КПД преобразователя ηпр = 0,8 и далее – активную мощность, которую он потребляет от батареи. Из уравнения (4.3) следует, что

Определим суммарную мощность нагрузок, подключенных к батарее в аварийном режиме:

Поскольку для промежуточных станций при безбатарейной системе существует только основной период аварийного режима продолжительностью
tр = 4 ч, то коэффициент отбора емкости ηq = 0,8. По формуле (4.1) определяем потребную емкость аккумуляторной батареи:

Qб = 444 · 4/24 · 0,8 · 0,96 · 0,85 = 113 А·ч.

Пример 2. Определить емкость аккумуляторной батареи крупной станции двухпутного участка с количеством стрелок 52, оборудованной системой УЭЦ-М.

На основе данных табл. 4.1 запишем нагрузки и токи, потребляемые от аккумуляторной батареи в основном периоде аварийного режима:

− приборы питающей установки I = 0,432 А

− реле групповых комплектов I = 0,981 А

− контрольные лампочки аварии переменного тока I = 0,105 · 4 = 0,42

− лампочки табло путевого приближения и удаления I = 0,105 · 8 = 0,84 А

− релейные стативы I = 0,262 · 52 = 13,6 А

К преобразователю напряжений панели ПВП1-ЭЦК подключаются те же нагрузки, что и для промежуточной станции, рассмотренные в примере 1, поэтому по формуле (4.3) определим ток, потребляемый им от батареи:

Iпр = 225,5 / 0,8 · 24 = 11,74 А.

Следовательно, разрядный ток в основном периоде

В дополнительном периоде аварийного режима к батарее остаются
подключенными приборы питающей установки (0,432 А), лампочки табло
(12 шт., 1,26 А) и преобразователь (11,74 А) с суммарным током потребления
Iд = 13,43 А. Имея в виду, что для крупной станции длительность основного периода составляет 2 ч, а дополнительного – 10 ч, по формуле (4.2) вычисляем расчетное время аварийного режима:

tр = (28,02 · 2 + 13,43 · 10)/28,02 = 6,8 ч.

Следовательно, коэффициент отбора емкости находится в пределах от 0,88 до 0,95; примем ηq = 0,91. По формуле (4.1) определяем потребную емкость аккумуляторной батареи:

Qб = (28,02 · 24 · 2 + 13,43 · 24 · 10)/24 ·0,91 · 0,96 · 0,85 ≈ 256 А·ч.

Источник

Adblock
detector