Аккумуляторы

Аккумуляторы свинцовые для стационарных установок типа С. Свинцовые (кислотные) стационарные аккумуляторы типа С имеют наибольшее распространение в электропитающих установках устройств автоматики, телемеханики и связи, по номинальной емкости изготавливаются 45 разновидностей — от 36 до 5328 А-ч. Номинальное напряжение и емкость соответствуют 10-часовому режиму разряда.

Условное обозначение аккумуляторов состоит из букв и чисел, которые расшифровываются так: С — начальная буква слова «стационарный»; К-начальная буква слова «короткий» (режим разряда-1 ч). Аккумуляторы, имеющие в условном обозначении букву К, отличаются тем, что у них полосы, соединяющие пластины, имеют большее сечение; 3 — аккумулятор закрытого исполнения; Э — аккумулятор собирается в эбонитовом баке. Отсутствие буквы Э в условном обозначении говорит о том, что аккумуляторы собираются в стеклянных или деревянных баках; число (индекс аккумулятора) после буквенного обозначения указывает номинальную емкость аккумулятора, величина которого численно равна произведению индекса на 36.

Аккумуляторы небольшой емкости с индексами 1-16, как правило, собираются в стеклянных баках, а аккумуляторы большой емкости — в деревянных баках, выложенных листовым свинцом. Аккумуляторы с индексами 16-76 могут собираться в деревянных или эбонитовых баках.

Электрические параметры и характеристики аккумуляторов типа С. Режим разряда для аккумуляторов типа С, при котором они отдают номинальную емкость, является 10-часовой разрядный ток 3,6 А, умноженный на индекс аккумулятора. В табл. 1У.26 приведены емкости, которые могут отдать аккумуляторы типа С при различных разрядных токах. Все номинальные параметры аккумуляторов С отнесены к температуре +20°С. При более низких температурах раствора электролита емкость аккумуляторов понижается, а при более высоких — повышается. Это необходимо учитывать при расчете емкости акку-

Емкость, отдаваемая аккумуляторам типа С при различных режимах разряда

Тип аккумулятора	д «З Ч л	10	ч	7,	5 ч	1 5	Гок н еі* ч	(КОСТЬ 3	аккумул ч	ятора г 2	Іри реж ч	йме раз 1	ряда ч	0,5 ч		0,25 ч
	Й я SS « ^ 3 к <Ий	Ток, А	Ем кость, А-ч	Ток, А	Ем кость, А-ч	Ток, А	Ем кость, А*ч	Ток, А	Ем кость, А-ч	Ток. А	Ем кость, А-ч	Ток, А	Ем кость, А-ч	Ток, А	Ем кость, А-ч	Ток, А	Ем кость А-ч
				Типы С. СК*. СЭ, СЗЭ,				сз					Типы СК		СКЭ. СЗ
ск-1. сз-i СК-2, СЗ-2 ск-з. сз-з СК-4 СК-5. СЗ-5 СК-6 СК-8 С-10, СК-10 С-12, СК-12 С-14. СК-14	9 18 27 36 45 54 72 90 108 126	3,6 7,2 10,8 14.4 18,0 21,6 28,8 36, 0 43,2 50.4	36 72 108 144 180 216 288 360 432 504	4,4 8,8 13.2 17,6 22,0 26, 4 35.2 44,0 52,8 61,4	33 66 99 132 165 198 264 330 396 462	6 12 18 24 ЗО 36 48 60 72 84	зо 60 90 120 150 180 240 300 360 420	9 18 27 36 45 54 72 90 108 126	27 54 81 108 135 162 216 270 324 378	11 22 33 44 55 66 88 110 132 154	22 44 66 88 ПО 132 176 220 264 308	18.5 37.0 55.5 74.0 92.5 111,0 148.0 185.0 222.0 259, 0	18.5 37.0 55.5 74.0 92.5 111,0 148.0 185.0 222.0 259,0	25 50 75 100 125 150 200 250 300 350	12.5 25.0 37.5 50.0 62.5 75.0 100 125 150 175	32 64 96 128 160 192 256 320 384 448	8 16 24 32 40 48 64 80 96 112
С-16, СК-16, 1 СЭ-16, СКЭ-16 )	144	57,6	576	70, 4	528	96	480	144	432	176	352	296,0	296,0	400	200	512	128
С-18, СК-18, і СЭ-18, СКЭ-18 і	162	64,8	648	79,2	594	108	540	162	486	198	396	333,0	333,0	450	225	576	144
С-20, СК-20, 1 СЭ-20. СКЭ-20, f СЗЭ-20 >	180	72,0	720	88,0	660	120	600	180	540	220	440	370,0	370,0	500	250	64С	160
С-24, СК-24, 1 СЭ-24» СКЭ-24 і	216	86,4	864	105.6	792	144	720	216	648	264	528	444,0	444,0	600	300	768	192
С-28, СК-28* 1 СЭ-28, СКЭ-28 і	252	100,8	1008	123,2	924	168	840	252	756	308	616	518,0	518,0	700	350	896	224
С-32, СК-32, 1 СЭ-Э2. СКЭ-32 )	288	115,2	1182	140,8	1056	192	960	288	864	352	704	592,0	592,0	800	400	1024	256
с-36, ск-36, і СЭ-36, СКЭ-36 І	324	129,6	1296	158,4	1183	216	1080	324	972	396	792	666,0	666, 0	900	450	1152	288
С-40, СК-40, і СЭ-40, СКЭ-40 )	360	144,0	1440	176,0	1320	240	1200	360	1080	440	880	740,0	740,0	1000	500	1280	320

Рис. 1У.40. График изменения напряжения у аккумуляторов типа С в процессе разряда при Г=

= + 15°С:

10-часового — /р=3,6 Ы, А; 7,5-часового — /р-4,4 N. А; 5-часового — /р=> =6 Ы, А; 3-часового — /р-9 Л’, А; 2-часового — /р-11 Ы, А; 1-часового — /р=18,5 N. А

муляторных батарей. Номинальное напряжение для аккумуляторов С принимается равным 2 В (наименьшее напряжение полностью заряженного аккумулятора в течение первого часа разряда током 10-часового режима разряда).

На рис. 1У.40 приведены кривые изменения напряжения во время разряда аккумуляторов С токами различной величины. Внутреннее сопротивление постоянному току аккумулятора С-1 в заряженном состоянии равно 0,0046 Ом, в разряженном —

0,006 Ом; аккумуляторов бблыней емкости — делением этих величин на индекс аккумулятора.

Свинцовые аккумуляторы даже в бездействующем состоянии способны постепенно терять запасенную ими емкость. Эта потеря емкости обусловлена явлением саморазряда аккумуляторов и может достигать

3-5% в сутки.

Эксплуатация свинцовых аккумуляторов типа С. Режим эксплуатации.

Основным режимом эксплуатации аккумуляторов типа С является режим постоянного подзаряда. При этом аккумуляторная батарея, полностью заряженная и обладающая емкостью не ниже номинальной, получает от буферного (или специально предназначенного для этой цели) выпрямителя постоянный подзаряд.

Для компенсации саморазряда и содержания батареи в полностью заряженном состоянии необходимо поддерживать на ней напряжение из расчета 2,2+0,05 В на аккумулятор. При выполнении этого условия ток подзаряда составит 0.02А, А, где N — индекс аккумулятора. Напряжение на батарее (2,2+0,05 В на аккумулятор) буферные выпрямительные устройства должны поддерживать стабильным с точностью ±2%- Эксплуатация аккумуляторов при напряжении 2,2+0,05 В осуществляется без тренировочных зарядов-разрядов и перезарядов.

Контрольные разряды батареи целесообразно проводить ежегодно или один раз в 2 года и всякий раз, когда возникает подозрение о снижении емкости батареи. Они могут производиться на реальную нагрузку батареи, если она примерно постоянна во времени, или на нагрузочные сопротивления НС. Ток контрольного разряда должен выбираться в пределах 3-10-часового режима. Для более правильной оценки состояния батареи желательно, чтобы все контрольные разряды данной батареи проводились в одном и том же режиме.

На тех батареях, где режим работы электроустановки позволяет поддерживать напряжение подзаряда лишь в пределах 2,15±0,05 В на аккумулятор, должен ежеквартально проводиться уравнительный заряд батареи при напряжении 2,3±0,05 В на аккумулятор в течение 2-3 суток. При напряжении 2,15 В на аккумулятор ток подзаряда примерно в 2 раза меньше, чем при напряжении 2,2 В на аккумулятор. При правильно организованном режиме постоянного подзаряда срок службы стационарных аккумуляторов составляет не менее 20 лет.

В электропитающих установках постов ЭЦ крупных станций применяется режим импульсного подзаряда аккумуляторных батарей (ПВ-24, ПВ-24/220ББ, ПДЦ). При режиме импульсного подзаряда выпрямительное устройство периодически изменяет величину выпрямленного тока. Если напряжение на каждом аккумуляторе равно или ниже 2,1 В, то выпрямитель дает максимальный ток, величина которого больше тока нагрузки. В это время выпрямитель питает нагрузку и заряжает аккумуляторную батарею, напряжение которой постепенно увеличивается. Когда напряжение на каждом аккумуляторе достигает 2,2 В, ток выпрямителя автоматически уменьшается и становится меньше тока нагрузки. Батарея аккумуляторов начинает разряжаться до напряжения 2,1 В на аккумулятор. После этого процесс повторяется.

Расчет аккумуляторной батареи, составленной из аккумуляторов типа С.

Для расчета аккумуляторных батарей, работающих в буферном режиме и обеспечивающих аварийное питание аппаратуры в течение заданного времени, необходимы следующие исходные данные:

величина тока нагрузки /_н, на который должна быть рассчитана аккумуляторная батарея. Общий аварийный ток нагрузки складывается из тока, потребляемого аппаратурой /_ап_Д, и тока на вспомогательные нужды /_Всд. Под вспомогательными нуждами понимаются аварийное освещение (рабочее или эвакуационное), пожарная сигнализация и т. д.: /_н = /апп+/вс_п;

продолжительность питания нагрузки от аккумуляторной батареи в аварийном режиме резервирования.

Индекс аккумуляторов каждой группы батареи

(IV.!)

где /р — расчетное время разряда батареи, ч;

т)₉ — коэффициент отбора емкости, зависящей от интенсивности разряда аккумуляторов (рис. 1У.41);

Т — низшая температура электролита аккумуляторов, равная низшей расчетной температуре аккумуляторного помещения. Для зданий с центральным отоплением эта температура принимается +15 °С, с печным отоплением +10 °С, а для необслуживаемых помещений +5 °С;

36 — номинальная емкость аккумулятора типа СК-1, А-ч.

Пример. Определить емкость аккумуляторной батареи, необходимую для питания аппаратуры связи в течение 2 ч, и напряжение в конце двухчасового режима разряда батареи для ЭПУ — 24 В. /_п = 339 А, Т = + 15°С. Аккумуляторная батарея состоит из двух групп.

Определяем индекс аккумуляторов. Коэффициент отбора емкости для двухчасового разряда Т1₉=0,61. Ток каждой группы равен половине общего 339-2=169,5 А Индекс аккумуляторов выбирают в сторону увеличения емкости. В нашем случае выбираем аккумуляторы СК-18.

Так как индекс аккумуляторов, проектируемых к установке, выбирается несколько большим, чем полученный расчетом, то режим разряда аккумуляторной батареи будет больше чем 2 ч. Для определения фактического режима разряда батареи на рис. 1У.42 приведен график зависимости отношения /р/тн

Рис. ІУ.43. Графики зависимости снижения напряжения на одном аккумуляторе от процента израсходованной емкости

от ?_р. Численное значение этого отношения

Ь _ ЛГ [1+0,008 (Г-20)] 36 ¦П? /н где N — принятый индекс аккумуляторов;

/ _н — ток одной группы (половина общего).

Совпадение по времени аварии со стороны переменного тока с отключением от ЭПУ одной из групп аккумуляторной батареи (например, для ремонта) не рассматривается ввиду малой вероятности.

Для нашего случая /_Р./тк=3,67. Этому значению соответствует (_р=2,5 ч (см. рис. IV.42). Напряжение на каждом аккумуляторе в конце заданного двухчасового аварийного режима при /_р=2,5ч определяется по графику, приведенному на рис. 1У,40 (между кривыми 2- и 3-часового режимов разряда), и будет равно 1,855 В, а на всей батарее 1,855-13=24,11 В, где 13 -число аккумуляторов в каждой группе аккумуляторной батареи.

При расчете емкости аккумуляторных батарей в устройствах СЦБ приняты следующие коэффициенты: Ли = 0,96, соответствующий принятому снижению емкости от возможного понижения температуры в постовых зданиях с центральным отоплением; Кс_т=0,85- учитывающий снижение емкости аккумуляторов с течением длительного времени эксплуатации. Общий коэффициент снижения емкости аккумуляторов в устройствах СЦБ определяется Лсцб ⁼ = ^(15^(04 = 0,81. С подстановкой этого коэффициента формула (IV.!) принимает вид

IV =-Ыл-₌ -ЬЬ-. (1У.З)

36-0,81п, 29,2^ ‘ ‘

В сложных режимах эксплуатации аккумуляторных батарей при наличии основного и дополнительного режимов резервирования (например, основной режим- питание всех устройств ЭЦ: 1_р.осн = 6 ч и дополнительный режим — питание красных огней входного светофора и части реле: 1_р._Доп = 4 ч) необходимо определить по току основного режима (всегда большего, чем ток дополнительного режима) расчетный коэффициент отбора емкости х_{ч Р}асч. Для этого определяется расчетное время:

Аэсн ^р.осн + Люп ^Р-доп ^

/

р.расч —

¦¦осн где /осн, /р.осн» /дод и /_р.д₀п — соответственно токи и время основного и дополнительного режимов, а (р.расч — возможная длительность разряда батареи током основного режима.

По полученному значению /_р._расч и графику рис. IV.41 определяется Т1₃._расч. Тогда формула (IV.3) принимает вид

(/осн/р. ОСН + /дОП*Р- ДОп),jy g*

29,2r]_gp_ac4

В случае если индекс аккумулятора значительно превышает расчетную величину необходимой емкости, определяется фактический коэффициент отбора емкости в основном режиме. При этом формула (IV.2) преобразовывается:

По графику рис. ІУ.42 определяем /р.факт.

Определение напряжения батареи, при котором необходимо отключить основной режим и включить дополнительный, производится по проценту использования емкости аккумуляторов в основном режиме:

По графику рис. 1У.43 находим напряжение на аккумуляторе С/_акк, а напряжение отключения батареи умножением числа аккумуляторов на него.

Размещение аккумуляторных батарей типа С. Аккумуляторы могут устанавливаться в один ряд при одностороннем их обслуживании или в два ряда — при двустороннем. Проходы для обслуживания аккумуляторных батарей должны быть шириной в свету между стеллажами не менее 1 м при двустороннем расположении аккумуляторов и 0,8 м при одностороннем. Расстояние аккумуляторов до отопительных приборов должно быть не менее 0,75 м.

Рис. 1У.44. Расположение на стеллажах аккумуляторов: о -СК-2; б -СК-4.

Пластины: 1 — отрицательная крайняя; 2 — отрицательная средняя; 3 — положительная

Способ осуществления и конструкцию проводок в аккумуляторном помещении выбирают при проектировании с учетом местных условий, величины нагрузки, допустимой потери напряжения ДУ и расстояний от аккумуляторного помещения до помещения преобразователей. От батарей низкого напряжения со значительной нагрузкой следует применять шинные проводки, а от батарей относительно высокого напряжения и при небольших нагрузках — проводки проводом или кабелем по стенам или в полу в трубах. Для укорочения проводок и облегчения конструкций для их прокладки аккумуляторные батареи размещают торцами к стенам аккумуляторного помещения, примыкающим или близко расположенным к помещению выпрямительной.

Устройство стеллажей и установка на них аккумуляторов типа С. Аккумуляторы в аккумуляторных помещениях устанавливаются на деревянных стеллажах. Стеллажи для установки аккумуляторов должны быть выполнены, испытаны и маркированы в соответствии с требованиями [4].

Аккумуляторы до СК-3 включительно располагаются иа стеллаже так, что пластины их направлены перпендикулярно продольной оси стеллажа, а соединительные полосы — вдоль этой оси (рис. 1У.44, а). Аккумуляторы большей емкости располагаются так, чтобы пластины их были направлены вдоль осн стеллажа, а соедииитеьиые полосы — перепндикулярно этой оси (рис. 1У.44, б).

⇐Выпрямительное и преобразовательное оборудование устройств связи | Электропитающие устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи | Список литературы⇒