蓄电池有关计算老高整理注册电气工程师执业资格考试发输变电专业.docx

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蓄电池有关计算老高整理注册电气工程师执业资格考试发输变电专业

【题目】

某

火力发电厂，每台机组装设3组蓄电池，其中2组110V蓄电池对控制负荷供电，另1组220V蓄电池对动力负荷供电。

两台机组的220V直流系统间设有联络线。

蓄电池选用阀控式密封铅酸蓄电池（贫液）（单体2V），浮充电压取2.23V，均衡充电电压取2.3V。

110V系统蓄电池组选为52只，220V系统蓄电池组选为103只。

现已知每台机组的直流负荷如下：

（1）UPS120kVA；

（2）电气控制、保护电源15kW；

（3）热控控制经常负荷15kW；

（4）热控控制事故初期冲击负荷5kW；

（5）热控动力总电源20kW（负荷系数取0.6）

（6）直流长明灯3kW；

（7）汽机氢侧直流备用泵4kW；

（8）汽机空侧直流备用泵10kW；

（9）汽机直流事故润滑油泵22kW；

（10）6kV厂用低电压跳闸40kW；

（11）400V低电压跳闸25kW；

（12）厂用电源恢复时高压厂用断路器合闸3kW；

（13）励磁控制1kW；

（14）变压器冷却器控制电源1kW；

提示：

泵类负荷起动电流倍数按2计。

请根据上述条件计算下列各题（保留二位小数）；

【问题】

有关电压

负荷计算

（1）求110V和220V蓄电池组的经常负荷电流、事故放电初期0～1min的事故放电电流、1～30放电电流、30～60放电电流？

（2）用阶梯计算法（电流换算法）分别求两组蓄电池的容量？

（3）用电压控制法（容量换算法）分别求两组蓄电池的容量？

（4）

【解答】

1.1求110V和220V蓄电池组的经常负荷电流、事故放电初期0～1min的事故放电电流、1～30放电电流、30～60放电电流？

1.1.1110V蓄电池组的经常负荷电流、事故放电初期0～1min的事故放电电流、1～30放电电流、30～60放电电流？

1.1.1.1110V蓄电池组的经常负荷电流

由DL/T5044-20045.1.1（负荷分类）、5.2.3（负荷统计计算时间）、5.2.4（负荷系数）

110V蓄电池组的经常负荷装置容量见下表

负荷名称

装置容量kW

负荷系数

电气控制、保护电源

15kW

0.6

热控控制经常负荷

15kW

0.6

励磁控制

1kW

0.6

变压器冷却器控制电源

1kW

0.6

1.1.1.2110V蓄电池组事故放电初期0～1min的事故放电电流

由DL/T5044-20045.1.1（负荷分类）、5.2.3（负荷统计计算时间）、5.2.4（负荷系数）

110V蓄电池组的事故放电初期负荷0～1min装置容量见下表

负荷名称

装置容量kW

负荷系数

电气控制、保护电源

15kW

0.6

热控控制经常负荷

15kW

0.6

励磁控制

1kW

0.6

变压器冷却器

控制电源

1kW

0.6

热控控制事故初期冲击负荷

5kW

0.6

400V低电压跳闸

25kW

0.6

6kV厂用低电压跳闸

40kW

0.6

1.1.1.3110V蓄电池组1～60min放电电流

由DL/T5044-20045.1.1（负荷分类）、5.2.3（负荷统计计算时间）、5.2.4（负荷系数）

110V蓄电池组的1～60min事故放电装置容量见下表

负荷名称

装置容量kW

负荷系数

电气控制、保护电源

15kW

0.6

热控控制经常负荷

15kW

0.6

励磁控制

1kW

0.6

变压器冷却器控制电源

1kW

0.6

1.1.2220V蓄电池组的经常负荷电流、事故放电初期0～1min的事故放电电流、1～30放电电流、30～60放电电流

1.1.2.1220V蓄电池组经常负荷电流

220V蓄电池组的经常负荷装置容量见下表

负荷名称

装置容量kW

负荷系数

热控动力总电源

20kW

0.6

直流长明灯

3kW

1.0

1.1.2.2220V蓄电池组事故放电初期0～1min的事故放电电流

（1）由DL/T5044-20045.1.1（负荷分类）、5.2.3（负荷统计计算时间）、5.2.4（负荷系数）

220V蓄电池组的事故放电初期负荷0～1min装置容量见下表

负荷名称

装置容量kW

负荷系数

热控动力总电源

20kW

0.6

直流长明灯

3kW

1.0

UPS

120kVA

0.6

汽机氢侧直流备用泵

4kW

0.8

汽机空侧直流备用泵

10kW

0.8

汽机直流事故润滑油泵

22kW

0.9

1.1.2.3220V蓄电池组1～30min放电电流

由DL/T5044-20045.1.1（负荷分类）、5.2.3（负荷统计计算时间）、5.2.4（负荷系数）

220V蓄电池组的1～30min事故放电装置容量见下表

负荷名称

装置容量kW

负荷系数

热控动力总电源

20kW

0.6

直流长明灯

3kW

1.0

UPS

120kVA

0.6

汽机氢侧直流备用泵

4kW

0.8

汽机空侧直流备用泵

10kW

0.8

汽机直流事故润滑油泵

22kW

0.9

1.1.2.4220V蓄电池组30～60min放电电流

由DL/T5044-20045.1.1（负荷分类）、5.2.3（负荷统计计算时间）、5.2.4（负荷系数）

220V蓄电池组的30～60min事故放电装置容量见下表

负荷名称

装置容量kW

负荷系数

热控动力总电源

20kW

0.6

直流长明灯

3kW

1.0

汽机氢侧直流备用泵

4kW

0.8

汽机空侧直流备用泵

10kW

0.8

汽机直流事故润滑油泵

22kW

0.9

1.1.2.5220V蓄电池组60～180min放电电流

由DL/T5044-20045.1.1（负荷分类）、5.2.3（负荷统计计算时间）、5.2.4（负荷系数）

220V蓄电池组的30～60min事故放电装置容量见下表

负荷名称

装置容量kW

负荷系数

汽机氢侧直流备用泵

4kW

0.8

汽机空侧直流备用泵

10kW

0.8

两组蓄电池负荷统计见下表：

表1110V直流控制负荷统计表

序号

负荷名称

装置容量

负荷系数

计算电流

A

经常负荷电流

A

事故放电时间及放电电流A

持续时间min

随机

初期

1～30

30～60

60～120

5s

0～1

Ijc

I1

I2

I3

I4

IR

1

电气控制、保护电源

15kW

0.6

81.82

81.82

81.82

81.82

81.82

2

热控控制经常负荷

15kW

0.6

81.82

81.82

81.82

81.82

81.82

3

励磁控制

1kW

0.6

5.45

5.45

5.45

5.45

5.45

4

变压器冷却器

控制电源

1kW

0.6

5.45

5.45

5.45

5.45

5.45

5

热控控制事故初期

冲击负荷

5kW

0.6

27.27

27.27

6

400V低电压跳闸

25kW

0.6

136.36

136.36

7

6kV厂用低电压跳闸

40kW

0.6

218.18

218.18

8

厂用电源恢复时

高压厂用断路器合闸

3kW

1.0

27.27

27.27

电流统计A

174.54

556.37

174.54

174.54

27.27

表2220V直流控制负荷统计表

序号

负荷名称

装置容量kW

负荷系数

计算电流

A

经常

负荷

电流A

事故放电时间及放电电流A

持续时间min

随机

初期

1～30

30～60

60～120

120～180

5s

0～1

Ijc

I1

I2

I3

I4

I5

IR

1

热控动力总电源

20kW

0.6

54.55

54.55

54.55

54.55

54.55

2

直流长明灯

3kW

1.0

13.64

13.64

13.64

13.64

13.64

3

UPS

120kVA

0.6

327.27

327.27

327.27

4

汽机氢侧直流备用泵

4kW

0.8

14.55

29.10

14.55

14.55

14.55

14.55

5

汽机空侧直流备用泵

10kW

0.8

36.36

72.73

36.36

36.36

36.36

36.36

6

汽机直流事故润滑油泵

22kW

0.9

180

180

90

90

电流统计A

68.19

677.29

536.37

209.10

50.91

50.91

上表中5s随机负荷是否应该统计，个人认为不应该，因为它是控制负荷的范围

1.2蓄电池的容量选择（两组分别计算）

1.2.1用阶梯计算法（电流换算法）分别选择两组蓄电池的容量？

1.2.1.1用阶梯计算法（电流换算法）选择110V蓄电池容量

由表1可知110V蓄电池各阶段放电电流分别为

I1

I2

IR

0～1

1～60

5s

556.37

174.54

27.27

由DL/T5044-2004表B.1.3

由DL/T5044-2004表B.8

阀控式密封铅酸蓄电池（贫液）（单体2V），放电终止电压1.80V,容量换算系数为：

KC

KC2

KC1

KCR

0～1

59

60

5s

1.43

0.600

0.598

1.45

由DL/T5044-2004附录B.2.2.3式B.9、B.10、B.13

第一阶段计算容量

第二阶段计算容量

随机（5s）负荷计算容量

选接近值还是大值，5044没有明确，个人认为是大值

1.2.1.2用阶梯计算法（电流换算法）求220V蓄电池容量

由表1可知220V蓄电池各阶段放电电流分别为

I1

I2

I3

I4

IR

0～1

1～30

30～60

60～180

5s

677.29

536.37

209.10

50.91

0

由DL/T5044-2004表B.1.3

由DL/T5044-2004表B.8

阀控式密封铅酸蓄电池（贫液）（单体2V），放电终止电压1.87V,容量换算系数为：

第一阶段

第二阶段

第三阶段

第四阶段

KC

KC2

KC1

KC3

KC2

KC1

KC4

KC3

KC2

KC1

0～1

29

30

30

59

60

120

150

179

180

1.18

0.764

0.755

0.755

0.548

0.520

0.334

0.296

0.258

0.258

KC3查不到数值，暂选0.296，你看能找到准确的数据吗

由DL/T5044-2004附录B.2.2.3式B.9、B.10、B.11、B.12

第一阶段计算容量

第二阶段计算容量

第三阶段计算容量

第四阶段计算容量

1.2.2用电压控制法（容量换算法）分别选择两组蓄电池的容量

1.2.2.1用电压控制法（容量换算法）选择110V蓄电池容量

表1110V直流控制负荷统计表

序号

负荷

名称

装置容量

负荷系数

计算

电流

A

经常负荷电流

A

事故放电时间及放电容量Ah

初期

持续时间h

随机

1min

0.5

1.0

2.0

5s

Ijc

Icho

Cs0.5

Cs1.0

Cs2.0

Ichm

1

电气控制、保护电源

15kW

0.6

81.82

81.82

81.82

40.91

81.82

2

热控控制经常负荷

15kW

0.6

81.82

81.82

81.82

40.91

81.82

3

励磁控制

1kW

0.6

5.45

5.45

5.45

2.73

5.45

4

变压器冷却器

控制电源

1kW

0.6

5.45

5.45

5.45

2.73

5.45

5

热控控制事故初期

冲击负荷

5kW

0.6

27.27

27.27

6

400V低电压跳闸

25kW

0.6

136.36

136.36

7

6kV厂用低电压跳闸

40kW

0.6

218.18

218.18

8

厂用电源恢复时

高压厂用断路器合闸

3kW

1.0

27.27

27.27

放电电流统计A

174.54

556.37

27.27

放电容量统计Ah

87.28

174.54

（1）计算事故全停电情况下，与之相对应的持续放电时间的放电容量

1）事故全停电情况下，0.5h持续放电时间的放电容量

110V蓄电池组的0.5h持续放电时间的装置容量见下表

负荷名称

装置容量

负荷系数

电气控制、保护电源

15kW

0.6

热控控制经常负荷

15kW

0.6

励磁控制

1kW

0.6

变压器冷却器控制电源

1kW

0.6

2）事故全停电情况下，1.0h持续放电时间的放电容量

110V蓄电池组的1.0h持续放电时间的装置容量见下表

负荷名称

装置容量

负荷系数

电气控制、保护电源

15kW

0.6

热控控制经常负荷

15kW

0.6

励磁控制

1kW

0.6

变压器冷却器控制电源

1kW

0.6

3）事故全停电情况下，与之相对应的持续放电时间的放电容量

4）满足事故全停电状态下的持续放电容量

由DL/T5044-2004表B.1.3

由DL/T5044-2004表B.8

阀控式密封铅酸蓄电池（贫液）（单体2V），放电终止电压1.80V,事故放电时间1h，容量换算系数KCC=0.598

（2）电压控制法（容量换算法）计算110V蓄电池容量

1）专供控制负荷110V蓄电池10h放电率计算容量

5044中说的是取接近值，取400吗

式中：

CC——蓄电池10h放电率计算容量，Ah；

CS.X——事故全停电状态下相对应的持续放电时间的放电容量；

KK——可靠系数，取1.40；

KCC——容量系数，在指定的放电终止电压下，对应事故放电时间xh，从附录表B.6～表B.14中查出。

2）电压水平校验

a）事故放电初期（1min）承受冲击放电电流时，蓄电池所能保持的电压

●事故放电初期（1min）承受的冲击放电电流

●由DL/T5044-2004附录B.2.1.3式B.2

式中：

Kcho——事故放电初期（1min）冲击系数；

KK——可靠系数，取1.10；

Icho——事故放电初期（1min）冲击放电电流值，A；

I10——10h放电率电流，A；

根据Kcho值，由DL/T5044-2004附录图B.3冲击曲线（阀控式贫液铅酸蓄电池持续放电时间1h）中的“0”曲线，查出单体电池电压值Ud=1.87V

UD=nUd=54×1.87=100.98V

b）任意事故放电阶段末期，承受随机（5s）冲击放电电流时，蓄电池所能保持的电压

●由DL/T5044-2004附录B.2.1.3式B.4

式中：

Km.x——任意事故放电阶段的10h放电率电流倍数；

KK——可靠系数，取1.10；

Cs.x——事故全停状态下相对应的持续放电时间的放电容量

各阶段放电时间乘以相应的放电电流之和

t——事故放电时间，h

I10——10h放电率电流，A；

●由DL/T5044-2004附录B.2.1.3式B.5、B.6

事故放电末期冲击放电电流值Ichm即断路器合闸电流27.27A

由DL/T5044-2004附录图B.3（阀控式贫液铅酸蓄电池持续放电时间1h）

根据Km.x值找出相应的曲线，对应Kchm.x值，查出单体电池电压值Ud=1.87V，则

UD=nUd=54×1.87=100.98V

式中：

Kchm.x——xh事故放电末期冲击系数；

KK——可靠系数，取1.10；

Ichm——事故放电末期冲击放电电流值，A；

I10——10h放电率电流，A；

解释：

Kmx：

任意事故放电阶段的10小时放电率电流倍数，就是图中右上角的几倍几倍的I10，如果算出的数正好是整数就对上某一条斜线了，如果是小数，就在相应的两条线中间的某个点做一个平行的斜线，就是要查的那条线，用公式算出的Kchmx就是横坐标的某个点，这个点作垂线与斜线相交有一个点，然后做横线，与纵轴相交的那个点就是蓄电池放电末期再经受5S冲击放电电流的单体电池电压值，此电压乘以电池数量除以电池标称电压的百分数应大于等于此类电池放电终止电压百分数。

c）任意事故放电阶段末期，蓄电池所能保持的电压

●由DL/T5044-2004附录B.2.1.3式B.7、B.8

式中：

Km.x——任意事故放电阶段的10h放电率电流倍数；

KK——可靠系数，取1.10；

Cs.x——事故全停状态下相对应的持续放电时间的放电容量

各阶段放电时间乘以相应的放电电流之和

t——事故放电时间，h

I10——10h放电率电流，A；

由DL/T5044-2004附录图B.3（阀控式贫液铅酸蓄电池持续放电时间1h）

根据Km.x值找出相应的曲线，对应Kchm.x=0值，查出单体电池电压值Ud=1.94V，则

UD=nUd=54×1.94=104.76V

式中：

Kchm.x——xh事故放电末期冲击系数；

KK——可靠系数，取1.10；

Ichm——事故放电末期冲击放电电流值，A；

I10——10h放电率电流，A；

解释：

Kmx（任意事故放电阶段的10小时放电率电流倍数），就是图中右上角的几倍几倍的I10，如果算出的数正好是整数就对上某一条斜线了，如果是小数，就在相应的两条线中间的某个点做一个平行的斜线，就是要查的那条线，此线与纵轴相交的那个点就是蓄电池放电末期的单体电池电压值，此电压乘以电池数量除以电池标称电压的百分数应大于等于此类电池放电终止电压百分数。

1.2.2.2用电压控制法（容量换算法）求220V蓄电池容量

表2220V直流控制负荷统计表

序号

负荷

名称

装置

容量（kW、kVA）

负荷系数

计算

电流

A

经常负荷电流

A

事故放电时间及放电容量Ah

初期

持续时间h

随机

1min

0.5

1.0

2.0

3.0

5s

Ijc

Icho

Cs0.5

Cs1.0

Cs2.0

Cs3.0

Ichm

1

热控动力总电源

20

0.6

54.55

54.55

54.55

27.28

54.55

2

直流长明灯

3

1.0

13.64

13.64

13.64

6.82

13.64

3

UPS

120

0.6

327.27

327.27

163.64

4

汽机氢侧直流备用泵

4

0.8

14.55

14.55

29.10

7.28

14.55

29.10

43.65

5

汽机空侧直流备用泵

10

0.8

36.36

36.36

72.73

18.18

36.36

72.72

109.08

6

汽机直流事故润滑油泵

22

0.9

90

90

180

45

90

电流统计A

68.19

677.29

0

仅在该阶段放电容量Ah

163.64

158.19

152.73

累计放电容量Ah

163.64

321.83

474.56

（1）计算事故全停电情况下，与之相对应的持续放电时间的放电容量

1）事故全停电情况下，0.5h持续放电时间的放电容量

110V蓄电池组的0.5h持续放电时间的装置容量见下表

负荷名称

装置容量

负荷系数

热控动力总电源

20kW

0.6

直流长明灯

3kW

1.0

UPS

120kVA

0.6

汽机氢侧直流备用泵

4kW

0.8

汽机空侧直流备用泵

10kW

0.8

汽机直流事故润滑油泵

22kW

0.9

2）事故全停电情况下，0.5~1.0h持续放电时间的放电容量

220V蓄电池组的0.5~1.0h持续放电时间的装置容量见下表

负荷名称

装置容量

负荷系数

热控动力总电源

20kW

0.6

直流长明灯

3kW

1.0

汽机氢侧直流备用泵

4kW

0.8

汽机空侧直流备用泵

10kW

0.8

汽机直流事故润滑油泵

22kW

0.9

3）事故全停电情况下，1.0~3.0h持续放电时间的放电容量

220V蓄电池组的1.0~3.0h持续放电时间的装置容量见下表

负荷名称

装置容量

负荷系数

汽机氢侧直流备用泵

4

0.8

汽机空侧直流备用泵

10

0.8

4）事故全停电情况下，与之相对应的持续放电时间的放电容量

（2）电压控制法（容量换算法）计算220V蓄电池容量

1）专供控制负荷220V蓄电池10h放电率计算容量

由DL/T5044-2004表B.1.3

由DL/T5044-2004表B.8

阀控式密封铅酸蓄电池（贫液）（单体2V），放电终止电压1.87V,事故放电时间3h，容量换算系数KCC=0.774

5044中说的是取接近值，那取900对吧

式中：

CC——蓄电池10h放电率计算容量，Ah；

CS.X——事故全停电状态下相对应的持续放电时间的放电容量；

KK——可靠系数，取1.40；

KCC——容量系数，在指定的放电终止电压下，对应事故放电时间xh，从附录表B.6～表B.14中查出。

2）电压水平校验

a）事故放电初期（1min）承受冲击放电电流时，蓄电池所能保持的电压

●220V蓄电池事故放电初期（1min）承受的冲击放电电流

●由DL/T5044-2004附录B.2.1.3式B.2

式中：

Kcho——事故放电初期（1min）冲击系数；

KK——可靠系数，取1.10；

Icho——事故放电