3 Leistungsfaktoren, die Sie bei der Dimensionierung der Batterien berücksichtigen müssen
Batterien richtig dimensionieren
Batterien müssen richtig dimensioniert sein, um in der Lage zu sein um die benötigte Last für die erforderliche Zeit zuzuführenund eine Reihe von Faktoren muss entschieden werdenin der Lage sein, die Batterie für die erwartete Leistung zu optimieren. Einige dieser Faktoren sind in der Chemie jedes Zellentyps und in manchen Fällen in der physikalischen Struktur der Platten, aus denen die Zelle besteht, festgelegt.
3 Leistungsfaktoren, die Sie bei der Dimensionierung der Batterien berücksichtigen müssen (Bildnachweis: Edvard CSANYI)
Die Leistung wird auch von der beeinflusst Temperatur und andere StandortfaktorenDa eine optimale Kombination von Zellen erforderlich ist, um die erforderliche Leistung zu gewährleisten, müssen die folgenden wichtigen Faktoren berücksichtigt werden:
Systemspannung (Maximum und Minimum)
Die Zellen, aus denen eine Batterie besteht, haben eine begrenzte AnzahlSpannungsbereich spezifisch für den verwendeten Zellentyp. Bei Blei-Säure-Batterien ist die Zellnennspannung die Spannung einer vollständig aufgeladenen Zelle ohne Eingangsladung oder -last 2 V.
Dies ist die Erhaltungsladespannung. Da einzelne Zellen in einer Batterie eine höhere Impedanz als andere entwickeln können, wenn sie längere Zeit schweben oder nachdem sie entladen wurden, können Batterien, die nur bei "Float" aufgeladen werden, dazu führen, dass einige Zellen weniger aufgeladen werden als andere.
Um diesen Zustand zu überwinden, Es ist notwendig, die Batterie einer höheren Spannung auszusetzen, die Ladespannung auszugleichen, die bis zu 2,7 V pro Zelle betragen kann.
Die höhere Spannung würde zwar ein schnelleres ermöglichenWenn Sie die Ladung der einzelnen Zellen schneller aufladen und sogar die Ladung aufladen, würde der Wert der Batteriespannung die Kapazität der meisten Geräte überschreiten, die Gleichstromversorgungen verwenden.
Es ist daher üblich, die Ausgleichsladung im Bereich von zu halten 2,33 bis 2,5 V pro Zelle und verlängern Sie die zum Ausgleichen der Batterie erforderliche Zeit.
Basierend auf den obigen Angaben wird die übliche Batteriegröße für a 125 V nordamerikanische Batterie Verwendet 60 Zellen mit einem Batteriespannungsbereich von 105 bis 140 V Gleichstrom. Dieser Bereich wird wie folgt berechnet:
- Ausgleichsspannung = 2,33 V pro Zelle
- Maximale Batteriespannung bei ausgeglichener Ladung = 60 V × 2,33 = 140 V
- Mindestspannung pro Zelle = 1,75 V
- Minimale Batteriespannung = 60 V × 1,75 = 105 V
Da die von einer solchen Batterie gespeisten Geräte auch mit einem Spannungsabfall in den zugehörigen Verteilerkabeln betrieben werden können, sollte der Betriebsbereich den Bereich abdecken 100–140 V. Für den internationalen Einsatz besteht die typische Bleibatterie aus 55 Zellen mit einem Batteriespannungsbereich von 96–128 V, was zu einem erforderlichen Gerätespannungsbereich von 91–128 V.
Einige frühere Geräte, insbesondere dieGlühlampen, die für Anzeigeanzeigen verwendet werden, könnten diesen Bereich nicht leicht abdecken, und daher werden Batterien mit einer geringeren Anzahl von Zellen und einige Endzellenschaltungen beim Ausgleichen einer Batterie verwendet.
Es ist zu beachten, dass bei Verwendung einer kleineren Anzahl von Zellen und einer festen minimalen Betriebsspannung Der tatsächliche Ah-Wert muss erhöht werden, um dem unteren Spannungsbereich zu entsprechen verfügbar, es sei denn, die Mindestspannung der Ausrüstung kann ebenfalls reduziert werden.
Die obigen Beispiele basieren auf Blei-Säure-BatterienDesigns. Für Nickel-Cadmium und für andere Batterietypen kann eine ähnliche Reihe von Spannungspegeln und damit die Anzahl der für eine bestimmte Batteriebewertung verwendeten Zellen festgelegt werden.
Es ist auch zu beachten, dass der Spannungsbereich für das Nickel-Cadmium-Batteriesystem größer ist als für das auf Blei-Säure basierende System. Daher müssen möglicherweise Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden um empfindliche Geräte zu schützen, wenn Nickel-Cadmium-Batterien verwendet werden.
Für viele moderne Digitalsysteme werden jedoch Weitbereichsaggregate verwendet, und die große Auswahl an Batteriesystemen ist weniger problematisch.
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2. Korrekturfaktor
Die Kapazität aller Batterien ändert sich mit der Temperaturund für Bleibatterien ist mehr Veränderunggefunden, vor allem bei den niedrigeren Temperaturen. Die Batterie muss daher so bemessen sein, dass sie auch unter den ungünstigsten Temperaturbedingungen die erforderliche Standby-Zeit bietet.
Da jeder bestimmte Zelltyp seine eigenen besonderen Eigenschaften hat, sollten die Entwurfskurven für den bestimmten Zelltyp zur Berechnung des geeigneten Derating-Faktors verwendet werden.
Bei Neuinstallationen beträgt die Anfangskapazität normalerweise weniger als 100% (etwa 90%) und erreicht nach einigen Ausgleichsladungen nur 100%.
Industriebatterien: Dos und Don’s
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3. Einschaltdauer
Es ist notwendig, ins Detail zu gehen die für jede Funktion erforderliche Energiemenge während der Entwurfsentladungsperiode. Typischerweise sind die verschiedenen Lastklassen wie folgt:
- Dauerlast (Leuchtmelder, Relais usw.): 8 h
- Kommunikation (USV usw.): 3 h
- Notlicht: 1⁄2–3 h
- Intermittierend oder vorübergehend (CB schließen und auslösen): 1 Minute
Allzweckbatteriesysteme umfassen typischerweisebeide Lasttypen 1 und 4, wie oben erwähnt, während die anderen Typen, insbesondere USV, durch dedizierte Batterien bereitgestellt würden und eine ausreichende Größe benötigen, um einen festen Lastpegel für eine festgelegte Zeit zu speisen.
Bei gemischt genutzten Batterien erfolgt das Laden mit der ZeitDie empfohlene Methode zur Berechnung der in Kraftwerken und Schaltanlagen erforderlichen Batteriegröße ist in den IEEE-Standards 485 [S1] und 1115 [S2] detailliert und gilt gleichermaßen für industrielle Situationen.
Die von jedem Lieferanten angegebene Batteriegröße hängt von der Mindestspannung am Ende des Zyklus ab, die Bei einer Bleibatterie mit einer Standby-Zeit von 8 Stunden sollte die Zelle nicht unter 1,75 V liegen.
Zwar sind tatsächliche SchaltanlagenbetriebszeitenKurz gesagt, empfehlen die Normen die Verwendung eines 1-min-Werts für die Summe der von allen Geräten gleichzeitig aufgenommenen Stromstärke, wobei die Leistungsschalter zu Beginn auslösen und am Ende (8 h) des Entladungszyklus schließen.
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Referenz // Industrielle Energiesysteme von Khan Shoaib