Пример расчета СБП постоянного тока

Исходные данные:

· напряжение питания оборудования постоянного тока,

U н DC = 60 В;

· максимальный ток оборудования постоянного тока, I н DC = 40 А;

· длительность работы от аккумуляторных батарей, t р, ч;

· температура окружающей среды t ср, 0С;

· тип системы аварийного освещения – переменного тока;

· напряжение питания системы аварийного освещения, U ао = 220 В;

· максимальный ток системы аварийного освещения, I ао = 3 А.

Определим ориентировочное число элементов N эл в аккумуляторной батарее, приняв что на предприятии будут использоваться свинцово- кислотные аккумуляторы с номинальным напряжением на элементе, U эл ном= 2 В:

N эл

= U н DC

U эл.ном

=60

2

= 30.

Зададимся максимальным падением напряжения в токораспредели- тельной сети на уровне 4% (D U ТРС =0,04).

Падение напряжения в токораспределительной цепи (ТРС), Δ U ТРС:

D U ТРС

= D U ТРС U 0

= 0,04 × 60 = 2,4 В.

Напряжение на клеммах аппаратуры в конце разряда аккумулятора:

U н DC кр

= N эл U эл кр -D U ТРС

= 30 ×1,75 - 2,4 = 50,1 В,

где U эл кр = 1,75 В – напряжение на элементе в конце разряда. Напряжение на клеммах аппаратуры в режиме плавающего заряда:

U н DC пз

= N эл U эл пз -D U ТРС

= 30 × 2,28 - 2,4 = 66 В,

ряда.

где U эл пз = 2,28 В – напряжение на элементе в режиме плавающего за-

Для номинального напряжения питания U н DC = 60 В установившееся

отклонение напряжения на выводах электропитающей установки должно

быть не более ±12 В (п.3.1, требование №9), что соответствует: 48 – 72В.

U н DC min

U н DC min

= 60 -12 = 48 В,

= 60 +12 = 72 В.

Выполним проверку соответствия напряжения на клеммах оборудова- ния требованиям к электропитающим установкам:

U н DC min

£ U н DC кр

£ U н DC max

48 £50,1£72 В,

U н DC min £ U н DC пз £ U н DC max

48 £ 66 £ 72 В.

Таким образом, напряжение на клеммах аппаратуры во всех режимах удовлетворяет требованиям к электропитающим установкам и количество элементов N эл = 30 достаточно для работы оборудования.

Поскольку на предприятии используется система аварийного освеще-

ния переменного тока, ток разряда аккумулятора равен максимальному току потребляемому оборудованием:

I р = I н DC

= 40 А.

По таблице (Таблица 4.5) для времени разряда t р = 2 ч определяем ко- эффициент отдачи аккумуляторных батарей по емкости ηQ = 0,61.

Минимальная общая емкость аккумуляторной батареи:

C 1¢0

I р t р

=

Q (1 + 0,008(t ср

- 200С))

= 40 × 2

0,61(1 + 0,008(18 - 20))

= 133 А·ч.

Требуемая емкость аккумулятора одной, С АБ min:

С АБ min

= 0,5 C 1¢0

= 0,5 ×133 = 66,5

А·ч.

По таблице (Таблица 4.3) выбираем аккумуляторы типа Power safer 12V57 фирмы HAWKER, имеющие следующие характеристики:

- напряжение U АБ = 12 В,

- емкость С АБ = 68 Ач.

Количество аккумуляторных батарей в одной группе, N АБ гр:

N АБ гр =

N эл U эл ном

U АБ

=30 × 2

12

= 5.

Количество аккумуляторных N АБ гр = 5 целое число, следовательно вы- бор аккумуляторной батареи правильный.

Необходимое количество аккумуляторов, N АБ общ:

N АБ общ

= 2 × 5 = 10.

Общая ёмкость аккумуляторной батареи С АБ общ:

С АБ общ

= 2 × 68 = 136 А·ч.

Максимальный ток заряда аккумулятора I зар:

I зар

= 0,25 С АБобщ

= 0,25 ×136 = 34 А.

Максимальный ток выпрямительного устройства, I Σ:

I S= I р + I зар = 34 + 40 = 74 А.

По току IΣ = 74 А и номинальному выходному напряжению U 0 = 60 В по таблице (Таблица 4.4) выбираем выпрямительное устройство типа ИБП-4 фирмы «Связь инжиниринг», имеющего следующие характеристики:

- выходное напряжение – 60 В;

- максимальный ток модуля I мод = 40 А;

- максимальный ток устройства – 480 А;

- число параллельных модулей в одном выпрямителе – 3, 6, 9, 12;

- коэффициент полезного действия, η ВУ ≈ 91%;

- коэффициент мощности, cos φ ВУ = 0,99.

Необходимое количество модулей N мод с учетом резервирования:

N мод

= IΣ

k пм I мод

+1 =

0,95× 40

+ 1 = 2,95» 3,

где k пм ≈ 0,95 – коэффициент учета параллельного включения. Выбранное выпрямительное устройство может работать только с фик-

сированным количеством модулей, которое равно 3, 6, 9, 12. По расчетам нам необходимо 3 модуля, следовательно, выбор выпрямительного устройства выполнен без ошибок.

Максимальное значение активной мощности, потребляемой из сети

Р СБП DC:

P СБП DC =

I S N эл U эл кр

 ВУ

=74 × 30 ×1,75

0,91

= 4,27 кВт,

Полная мощность, потребляемая СБП постоянного тока, S СБП DC:

S СБП DC

= P СБП DC

cos  ВУ

= 4,27 = 4,31кВА.

0,99

Реактивная мощность СБП постоянного тока Q СБП DC:

Q СБП DC =

= = 0,59

кВАР.

Дата добавления: 2015-11-16