В каком режиме работы прибора отображается состояние аккумуляторной батареи

211. Режим работы аккумуляторных батарей

Применяются два режима работы аккумуляторных батарей: заряд-разряд и постоянный подзаряд.

Режим заряд-разряд характеризуется тем, что после заряда аккумуляторной батареи зарядное устройство отключается я батарея питает постоянную нагрузку (лампы сигнализации, приборы управления), периодически кратковременную нагрузку (электромагнитные приводы выключателей) и аварийную нагрузку. Разряженная до определенного напряжения батарея вновь подключается к зарядному агрегату, который, заряжая батарею, одновременно питает нагрузку.

Для батареи, работающей по методу заряд-разряд, один раз в три месяца производится уравнительный заряд (перезарядка).

Режим постоянного подзаряда заключается в следующем. Батарея непрерывно подзаряжается от подзарядно-го агрегата, и поэтому она находится в любой момент в состоянии полного заряда. Толчковые нагрузки, возникающие в сети постоянного тока (например при действии электромагнитных приводов высоковольтных выключателей или быстродействующих автоматических выключателей), воспринимает аккумуляторная батарея.

Один раз в месяц батарея, работающая в режиме постоянного подзаряда, должна быть заряжена от зарядного агрегата.

Сравнивая между собой два режима работы аккумуляторной батареи, можно указать на следующие преимущества режима постоянного подзаряда. Износ пластин батареи, работающей в режиме постоянного подзаряда, значительно меньше, чем у батареи, работающей в режиме заряд-разряд. Батарея в режиме постоянного подзаряда всегда готова к работе, чего нельзя сказать о батарее, работающей в режиме заряд-разряд. Здесь может случиться, что от разряженной батареи, приготовленной к включению на заряд, вдруг потребуется мощность, которую батарея дать не может. Поэтому аккумуляторные батареи преимущественно работают в режиме постоянного подзаряда.

Для осуществления режима заряд-разряд применяют схему аккумуляторной батареи с двойным элементным коммутатором (переключателем) (фиг. 423). В качестве зарядного агрегата здесь применен двигатель-генератор. Генератор присоединен к шинам через предохранители, автомат максимального тока с реле обратного тока, амперметр и переключатель П на два положения.

Максимальный автомат защищает генератор от перегрузки.

Реле обратного тока отключает генератор, если его э. д. с. станет меньше напряжения на шинах батареи. Это может произойти при уменьшении скорости вращения генератора, исчезновении напряжения переменного тока, питающего двигатель, и от других причин. Если в это время не отключить генератор, то он, перейдя в режим двигателя, станет нагрузкой для батареи.

Коммутатор имеет две ручки, из которых одна предназначена для заряда, а другая—для разряда. Обе ручки насаживаются на одну ось и могут поворачиваться независимо одна от другой.

Общее число аккумуляторов, соединяемых в батарею, должно быть таким, что даже разряженные до минимального напряжения uраз элементы должны обеспечить на шинах батареи номинальное напряжение Uш (115 или 230 В).

Выше было указано, что минимальным напряжением, ниже которого нельзя разряжать аккумулятор, будет для кислотно-свинцовых аккумуляторов 1,75—1,8 В, а для щелочных — 0,9—1 В.

Общее число аккумуляторов n в батарее находится из условия:

Обычно берут 66 аккумуляторов.

По схеме, представленной на фиг. 423, можно осуществить следующие случаи работы:

1) работает одна аккумуляторная батарея, питая нагрузку;

2) работает один зарядный агрегат, питая нагрузку;

3) зарядный агрегат работает параллельно с аккумуляторной батареей; агрегат и батарея совместно питают нагрузку;

4) зарядный агрегат заряжает батарею, одновременно питая нагрузку.

Рассмотрим каждый из перечисленных случаев работы аккумуляторной установки.

Разряд батареи. Зарядный агрегат не работает. Автомат А (фиг. 423) и переключатель П отключены. Разрядная рукоятка ставится в крайнее левое положение. Включены рубильники Рб1 и Рб2. По мере разряда батареи для поддержания напряжения на шинах постоянным рукоятка передвигается вправо. Тем самым вводятся в работу свежие аккумуляторы.

Работа одного зарядного агрегата на сеть. Включен автомат А, переключатель П стоит в левом положении. Рубильники батареи Рб1 и Рб2, отключены.

Параллельная работа генератора и батареи иа сеть. Зарядный агрегат работает. Включен автомат А. Переключатель П поставлен в левое положение. Рубильники Ре, и Ра, включены.

Работа зарядного агрегата иа заряд батареи и на сеть. Если нагрузка сети незначительна, то агрегат может отдавать ток в сеть и одновременно заряжать аккумуляторную батарею. Однако к концу заряда генератор дает напряжение больше того, при котором обычно работает сеть. Если включить в цепь реостат, то за счет падения напряжения в нем можно уменьшить напряжение. Но это неэкономично. Простым решением задачи одновременной работы генератора на сеть и на заряд является применение в схеме двухэлементного коммутатора. Последний дает возможность использовать разность между напряжением генератора и напряжением сети для заряда группы аккумуляторов, присоединенных к коммутатору.

Число аккумуляторов, соединенных с коммутатором z, можно определить, исходя из следующих рассуждений. Число постоянно работающих аккумуляторов в батарее равно n—z. При работе генератора на заряд и на сеть эта группа аккумуляторов подключается параллельно на шины установки. Поэтому напряжение на шинах Uш к концу заряда должно быть равно напряжению, приходящемуся на группу постоянно работающих аккумуляторов.

Число аккумуляторов, соединенных с коммутатором, определится из выражения:

В этом случае обычно берут 22 элемента, что составляет третью часть всех аккумуляторов батареи.

Для работы генератора на заряд и на сеть пускают в ход асинхронный двигатель и, регулируя возбуждение генератора, устанавливают на шинах батареи номинальное напряжение. Включают автомат А, ставят переключатель П в правое положение, замыкают рубильники Рб1 и Рб2. Зарядную рукоятку коммутатора ставят в крайнее правое положение, а разрядную располагают немного левее по отношению к зарядной.

Ток генератора I состоит из двух токов: тока нагрузки IН и тока заряда батареи Iзар . Ток генератора от точки а растекается на две части: от точки б он направляется в сеть и через точки в и г поступает на разрядную рукоятку (точка е). Ток заряда Iзар от точки а направляется через батарею к точке е. Между точками е и ж по аккумуляторам, включенным между двумя рукоятками коммутатора, протекает зарядный ток и ток нагрузки, т. е. полный ток генератора. Для того чтобы аккумуляторы, соединенные с коммутатором, не страдали от перегрузки, их выбирают иа больший зарядный ток. По мере заряда зарядная и разрядная ручки передвигаются влево.

На фиг. 424 дана схема аккумуляторной батареи, работающей нормально по режиму постоянного подзаряда. Схема допускает также возможность работы батареи в режиме заряд-разряд. Здесь постоянно работает подзарядный агрегат небольшой мощности. Зарядный агрегат включается лишь при работе батареи по режиму заряд-разряд. Подзарядиый агрегат является резервом для зарядного агрегата.

Аккумуляторные батареи 24—48 В малой мощности составляются из двух групп, которые заряжаются и разряжаются попеременно. На фиг. 425 дана схема установки с маломощной аккумуляторной батареей.

7.2. Устройство, характеристики, режимы работы и особенности эксплуатации аккумуляторных батарей

Аккумулятор — это гальванический элемент, предназначенный для многократного разряда за счет восстановления емкости путем заряда электрическим током (ГОСТ 15596—82).

Аккумуляторная батарея — это электрически соединенные между собой аккумуляторы, оснащенные выводами и заключенные, как правило, в одном корпусе (ГОСТ 15596—82).

Закрытым называется аккумулятор, имеющий несъемную крышку с фильтр-пробкой или с пробкой рекомбинации.

Герметичным называется аккумулятор, в котором газы и электролит полностью удерживаются в течение всего срока службы и снабженный защитным устройством, предохраняющим его от разрушения при повышении давления.

Широкое применение на ПС нашли свинцовокислотные аккумуляторные батареи типа С (СК) в открытых стеклянных сосудах, а аккумуляторы большой емкости — в деревянных баках, выложенных внутри свинцом.

При эксплуатации аккумуляторных установок должны быть обеспечены их длительная надежная работа и необходимый уровень напряжения на шинах постоянного тока в нормальных и аварийных режимах работы.

Аккумуляторные пластины разной полярности, находящиеся в одном сосуде, отделяются друг от друга сепараторами из мипласта. Сосуды наполняются электролитом. Положительные пластины выполняются из чистого свинца. Отрицательные пластины изготовляются также из свинца, но имеют коробчатую форму. Ячейки свинцового каркаса пластин заполняются активной массой из оксидов свинца и свинцового порошка. Чтобы эта масса не выпадала из ячеек, пластины с боков покрывают тонкими перфорированными свинцовыми листами.

Кроме аккумуляторов типа С (СК) применяются аккумуляторы типа СН, которые имеют намазные пластины, сепараторы из стекловойлока, винипласта и мипора, сосуды из прессованного стекла с уплотненными крышками. Такая конструкция обеспечивает надежность и длительный срок службы аккумуляторов.

Емкость аккумулятора зависит от концентрации и температуры электролита и от режима разряда. С ростом плотности электролита емкость аккумулятора возрастает. С другой стороны, крепкие растворы увеличивают сульфатацию пластин.

Та же картина наблюдается и с увеличением температуры: при ее возрастании увеличивается емкость, но растет саморазряд и сульфатация пластин.

Установлено, что для стационарных аккумуляторов типа С (СК) оптимальной является плотность электролита в начале разряда 1,2–1,21 г/см 3 при нормальной температуре 25 °C. Температура воздуха в помещении аккумуляторных батарей должна быть в пределах 15–25 °C.

Конечное напряжение на зажимах аккумулятора и плотность электролита в сосудах являются причинами, ограничивающими разряд. При 3-10-часовом разряде допускается снижение напряжения до 1,8, а при 1-2-часовом — до 1,75 В на элемент. Более глубокие разряды приводят к повреждению аккумуляторов.

Разряды малыми токами прекращают, когда напряжение становится равным 1,9 В на элемент.

Снижение плотности электролита до значения 1,17-1,15 свидетельствует о том, что емкость исчерпана.

Эксплуатация аккумуляторов имеет свои отличительные особенности, в том числе то, что в них непрерывно происходят неуправляемые химические и электрохимические реакции, приводящие к снижению емкости аккумуляторов (саморазряду), то есть к потере запасенной энергии.

Саморазряд может быть как у работающих, так и у отключенных аккумуляторов. Новая батарея аккумуляторов теряет за сутки не менее 0,3 % своей емкости. С течением времени саморазряд возрастает по причине того, что в электролите присутствуют примеси железа, хлора, меди и других элементов. Поскольку их содержание не должно превышать допустимых норм, то применяемые для восстановления электролита кислота и дистиллированная вода проверяются на содержание вредных примесей.

При разряде аккумулятора на его пластинах образуется свинцовый сульфат. При нормальной эксплуатации аккумуляторов сульфат, имея тонкое кристаллическое строение, легко растворяется при заряде, переходя в оксид свинца на положительных пластинах и в губчатый свинец на отрицательных.

При ненормальной сульфатации пластин быстро увеличивается число крупных кристаллов сульфатов, которые закрывают поры активной массы пластин, мешая доступу электролита, что вызывает снижение емкости аккумулятора.

Режимы работы аккумуляторных батарей бывают следующими: «заряд-разряд», с периодическими зарядами и разрядами, и постоянного подзаряда.

Раньше аккумуляторы работали только в режиме «заряд-разряд»; схемы таких установок еще сохранились на многих ПС.

Подзарядная установка должна обеспечивать стабилизацию напряжения на шинах батареи с отклонениями, не превышающими 2 % номинального напряжения.

Режим работы с периодическими зарядами и разрядами связан с преждевременным износом аккумуляторов и повышенной занятостью персонала.

Режим постоянного подзаряда наиболее широко распространен в схемах ПС. Его суть состоит в том, что полностью заряженная аккумуляторная батарея включается параллельно с подзарядным агрегатом, который обеспечивает питание подключенной нагрузки и в то же время подзаряжает малым током батарею, восполняя потерю емкости в результате саморазряда.

При аварии на стороне переменного тока или остановке по какой-то причине подзарядного агрегата батарея принимает на себя всю нагрузку сети постоянного тока. После ликвидации аварии батарея заряжается от зарядного агрегата и переводится на работу в режиме постоянного подзаряда.

Аккумуляторные батареи с элементным коммутатором, переведенные в режим постоянного подзаряда, имеют тот недостаток, что батарея оказывается разделенной на две части, находящиеся в разных условиях.

Основная часть батареи подзаряжается и поддерживается в заряженном состоянии. Остальные (концевые) аккумуляторы не подзаряжаются и постепенно теряют свою емкость вследствие саморазряда.

Для устранения сульфатации и выравнивания отстающих элементов батареи подвергают уравнительным разрядам (перезарядам).

При уравнительном заряде батарея предварительно разряжается током 10-часового режима до напряжения 1,8 В на элемент. Затем нормально заряжается тем же током до напряжения 2,6–2,8 В на элемент и увеличения плотности электролита до 1,2–1,21 г/см 3 , после чего оставляется на 1 ч в покое. Так с одночасовыми перерывами продолжается до тех пор, пока батарея не получит 2-3-кратной номинальной емкости.

Уравнительные заряды аккумуляторных батарей без элементных коммутаторов, работающих в режиме постоянного подзаряда, невозможны из-за того, что при этом напряжение на каждом элементе возрастает до 2,6–2,8 В. Для профилактики такие батареи 1 раз в 3 месяца дозаряжают.

Для поддержания работоспособности концевых элементов батареи применяют схемы подзаряда этих элементов от самостоятельного источника тока или общего подзарядного агрегата.

Основными неисправностями аккумуляторов являются: ненормальная сульфатация пластин, то есть образование крупных кристаллов, не растворяющихся при чрезмерно высокой плотности электролита и высокой температуре, систематических глубоких разрядах и длительном нахождении батареи в разряженном состоянии;

КЗ между пластинами разной полярности по причинам замыкания пластин накопившимся на дне сосуда шламом, коробления положительных пластин и губчатых наростов на отрицательных пластинах, разрушения сепарации;

коробление пластин по причинам больших зарядных и разрядных токов, высокого напряжения подзаряда, КЗ, низкого уровня электролита, наличия вредных примесей в электролите;

чрезмерное образование шлама. Большое количество шлама свидетельствует о слишком высоком напряжении или излишних перезарядах.

Имеют место также неисправности сосудов, изношенность и хрупкость сепарации, загрязнение электролита и понижение его плотности.

Осмотры аккумуляторов проводятся по графику. При осмотрах обращают внимание на указанные выше неисправности, а также проверяют:

целостность сосудов, состояние стеллажей и изоляции сосудов;

положение покровных стекол, предотвращающих вынос электролита из сосуда пузырьками газа, образующимися при заряде аккумуляторов;

уровень электролита в сосудах, который должен быть на 10–15 мм выше края пластин;

напряжение на соединительных пластинах аккумулятора, плотность и температуру электролита каждого элемента. Измерения следует проводить не реже 1 раза в мес;

исправность вентиляции и отопления. Температура в помещении аккумуляторной батареи должна быть не ниже 10 °C.

Поскольку аккумуляторы представляют собой повышенную опасность, то при их обслуживании необходимо строго соблюдать действующие правила безопасности. Серная кислота при попадании на кожу вызывает ожоги, а при попадании в глаза поражает их. Поэтому все работы с кислотой (электролитом) должны проводиться в специальных костюмах, резиновых фартуках, перчатках и защитных очках.

При приготовлении электролита серную кислоту следует вливать тонкой струей в воду и непрерывно размешивать раствор.

В помещении аккумуляторной батареи должен постоянно находиться 5 %-ный содовый раствор и сосуд с большим количеством чистой воды для удаления и нейтрализации попавшей на кожу кислоты.

В соответствии с требованиями ПТЭ, на ПС не менее 1 раз в год должна проверяться работоспособность аккумуляторной батареи по падению напряжения при толчковых токах, а контрольные разряды должны производиться по мере необходимости. В тех случаях, когда число элементов недостаточно, чтобы обеспечить напряжение на шинах в конце разряда в заданных пределах, допускается понижать на 50–70 % номинальную емкость или осуществлять разряд части основных элементов.

Температура электролита в конце заряда должна быть не выше 40 °C для батарей типа СК. Для батарей типа СН температура должна быть не выше 35 °C при максимальном зарядном токе.

Сопротивление изоляции аккумуляторной батареи в зависимости от номинального напряжения должно быть следующим:

В соответствии с рекомендациями ПУЭ, измерение сопротивления изоляции аккумуляторных батарей производится вольтметром класса точности не ниже 1. Сопротивление изоляции R x определяется по следующей формуле:

где R q — внутреннее сопротивление вольтметра;

U — напряжение на зажимах батареи;

U 1 и U 2 — напряжение между положительным зажимом и землей и отрицательным зажимом и землей.

Полностью заряженные аккумуляторы разряжают током 3- или 10-часового режима.

Емкость аккумуляторной батареи, приведенная к температуре +25 °C, должна соответствовать данным завода-изготовителя.

Температура в помещении аккумуляторной батареи должна поддерживаться не ниже 10 °C; на ПС без постоянного дежурства персонала и в случаях, если емкость батареи выбрана и рассчитана с учетом понижения температуры, допускается понижение температуры до 5 °C.

Аккумуляторы должны устанавливаться таким образом, чтобы обеспечивалось их удобное обслуживание; для этого следует применять специальные стеллажи. Аккумуляторы могут устанавливаться в один ряд при одностороннем обслуживании или в два ряда при двухстороннем обслуживании, а также многоярусно. В случае применения сдвоенных сосудов они рассматриваются как один аккумулятор.

Проходы для обслуживания аккумуляторных батарей должны быть шириной в свету между аккумуляторами не менее 0,8 м при одностороннем и двухстороннем расположении аккумуляторов.

Расстояния между открытыми токоведущими частями аккумуляторов, а также их ошиновкой, расположенной на доступной высоте, должны быть не менее:

0,8 м — при напряжении от 72 В до 250 В в период нормальной работы (не заряда);

1 м — при напряжении выше 250 В.

Измерения напряжения, плотности и температуры электролита каждого элемента должны выполняться не реже 1 раза в месяц.

Персонал, обслуживающий аккумуляторную установку, должен быть обеспечен:

приборами для контроля напряжения отдельных элементов батареи, плотности и температуры электролита;

специальной одеждой и специальным инвентарем согласно типовой инструкции.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

В каком режиме работы прибора отображается состояние аккумуляторной батареи

211. Режим работы аккумуляторных батарей

7.2. Устройство, характеристики, режимы работы и особенности эксплуатации аккумуляторных батарей

Читайте также

Совет № 10 Обратите внимание на особенности работы «автомата», указанные в руководстве!

2.2.2 Параметры и режимы работы трансформаторов и автотрансформаторов

3.1. Понятие о реактивной мощности. Режимы работы синхронных компенсаторов

8.2. Характер повреждений в электрических сетях и утяжеленные режимы их работы

5. Особенности работы с программой

5.3. Особенности работы в Word 2007

Особенности работы на огороде, если он находится на склоне

Особенности работы на огороде, если он находится в низине

Глава 3. ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО И ОТОПИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ В КВАРТИРЕ (ДОМЕ) И ПРАВИЛА ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ

Особенности работы на компьютере (продолжение)

Особенности работы на компьютере (продолжение)

68. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМ ИНТЕГРИРОВАННЫХ МАРКЕТИНГОВЫХ КОММУНИКАЦИИ