通信工程設計中配置蓄電池組容量的計算方法

秦 敏

?

通信工程設計中配置蓄電池組容量的計算方法

秦 敏

廣東省電信規(guī)劃設計院有限公司，廣東 廣州 510000

隨著電力系統(tǒng)自動化程度的不斷提高，電力系統(tǒng)通信在電網(wǎng)運行中的重要性也越來越高。在通信局站中，直流供電系統(tǒng)和UPS供電系統(tǒng)都配置了相應容量的蓄電池組。在通信工程設計中，系統(tǒng)中的蓄電池組的容量選擇有不同的方法。基于此，從直流電源蓄電池組放電小時數(shù)的取定、工程設計中配置蓄電池組容量的計算方法和不同計算方法的比較三個方面進行了探討。

通信工程；電池容量；計算方法

在通信局站中，蓄電池組的應用非常廣泛。通信設備一般所需的直流電壓為48 V/24 V；所需的交流電壓為380 V/220 V。為滿足通信設備的用電需要，在通信局站中，根據(jù)通信設備的要求，需設置相應的直流供電系統(tǒng)和交流不間斷電源（UPS）供電系統(tǒng)。直流供電系統(tǒng)由高頻開關(guān)整流設備、配電設備及蓄電池組等設備組成；UPS供電系統(tǒng)由UPS、輸入輸出配電設備及蓄電池組組成。當交流電源中斷時，系統(tǒng)中的蓄電池組是支持通信設備不間斷并正常工作的唯一后備電源。由此可見，蓄電池組在直流供電系統(tǒng)、UPS供電系統(tǒng)中的重要性。

1 直流電源蓄電池組放電小時數(shù)的取定

根據(jù)中華人民共和國通信行業(yè)設計規(guī)范及電力通信行業(yè)標準規(guī)范，在直流供電系統(tǒng)中，1臺直流配電屏一般接2組蓄電池，每個直流供電系統(tǒng)設置2組蓄電池，在特殊情況下，1個系統(tǒng)也可設置多臺直流配電屏和3組蓄電池。選擇配置的蓄電池組容量應符合設備規(guī)范中對通信站相應通信設備的放電時間要求，并適當考慮供電系統(tǒng)今后發(fā)展的需求。電力通信規(guī)程上的行業(yè)標準比較簡單，只對變電站和中心局要求1～3 h的放電時間，隨著電力系統(tǒng)通信站不斷向供電局、營業(yè)所延伸，其要求應不斷補充完善。

2 工程設計中配置蓄電池組容量的計算方法

在通信電源工程設計中，計算蓄電池組容量的方法有多種，但在實際應用中一般按以下3種計算方式：一是根據(jù)通信行業(yè)設計規(guī)范中的要求計算；二是根據(jù)蓄電池廠商提供的蓄電池恒流放電電流表查表計算；三是根據(jù)蓄電池廠商提供的蓄電池額定放電功率表查表計算。在工程設計中，用于直流供電系統(tǒng)中的蓄電池組容量計算一般是設計單位負責，采用的計算方法也是一致的，即按“設計規(guī)范”的規(guī)定計算。在UPS供電系統(tǒng)設計中，UPS設備所配蓄電池組有相當部分都是UPS廠商進行容量計算。

2.1 通信行業(yè)設計規(guī)范中蓄電池組容量計算方法

設計人員可根據(jù)規(guī)范中的要求，經(jīng)建設單位認可后，設定系統(tǒng)中的蓄電池組總?cè)萘康姆烹娦r率。具體放電小時數(shù)根據(jù)市電類別設定。根據(jù)通信行業(yè)設計規(guī)范，在不同放電時間、不同環(huán)境溫度情況下得出蓄電池組容量計算系數(shù)。在工程計算時，我們可根據(jù)負荷電流中的蓄電池組容量計算系數(shù)快速計算出蓄電池組的總?cè)萘俊?/p>

2.2 根據(jù)蓄電池廠商提供的蓄電池恒流放電電流表查表計算

以某工程為例，某工程需要配置兩臺并聯(lián)冗余的UPS，每臺UPS額定容量為200 kVA，蓄電池組總?cè)萘繎獫M足電源故障后單臺UPS滿載運行1 h的要求。UPS蓄電池組額定電壓為384 V，逆變器低壓告警點為蓄電池組330 V，計算每臺UPS應該接多少容量的蓄電池組。已知UPS放電總電流為506.6 A，即每臺UPS放電電流為506.6/2=253.3 A。查表得蓄電池組放電1 h，放電終止電壓為1.75 V，滿足放電電流253.3 A的蓄電池為90A13540Ah。若考慮溫度對放電的影響，k=[1+α（t-25）]= 0.92，每臺UPS放電電流為253.3/0.92= 275.3 A。若不考慮安全系數(shù)K，得出應選用90A13540Ah蓄電池。若考慮安全系數(shù)K，每臺UPS放電電流為275.3×1.25=344.1 A。應選用90A15630Ah蓄電池[1]。

2.3 根據(jù)蓄電池廠商提供的蓄電池額定放電功率表查表計算

同樣以一個相同的工程為例，某工程需要配置兩臺并聯(lián)冗余的UPS，每臺UPS額定容量為200 kVA，蓄電池組總?cè)萘繎獫M足電源故障后單臺UPS滿載運行1 h的要求。UPS蓄電池組額定電壓為384 V，逆變器低壓告警點為蓄電池組330 V，計算每臺UPS應該接多少容量的蓄電池組。UPS放電的直流功率為：Pdc=P×cosφ/η=（200000×0.8）/0.94=173913 W即每臺UPS半載時放電的直流功率為173913/2=86956.5 W。考慮每臺UPS接一組蓄電池，每組蓄電池額定電壓為384 V，有192個單體，即每個單體電池放電終止電壓為1.75 V的額定放電功率為86956.5/192=453 W。查得1h放電率的蓄電池應選用90A13540 A。考慮溫度對放電的影響，k=[1+α（t-25）]=0.92，每臺UPS放電直流功率為453/0.92=492.4 W。查得1 h放電率的蓄電池應選用90A13540A。若考慮安全系數(shù)K，每臺UPS放電直流功率為492.4×1.25=615.5 W。應選用90A17720Ah蓄電池。

3 不同計算方法的比較

從三種蓄電池組容量計算方法看，若考慮溫度調(diào)整系數(shù)及安全系數(shù)時，3種計算結(jié)果基本相當。若只考慮環(huán)境溫度對蓄電池組容量的影響，而不考慮安全系數(shù)，采用通信行業(yè)設計規(guī)范的計算結(jié)果和后兩種的計算結(jié)果相差25 %左右；若環(huán)境溫度和安全系數(shù)均不考慮，通信行業(yè)設計規(guī)范的計算結(jié)果和后兩種的計算結(jié)果相差將達56 %左右，也就是說，依據(jù)通信行業(yè)設計規(guī)范計算出來的蓄電池組的容量遠大于依據(jù)后兩種方法計算出來的容量。若環(huán)境溫度和安全系數(shù)均不考慮時，選擇的蓄電池組會出現(xiàn)什么問題呢？可以說，在環(huán)境溫度在25 ℃左右的電池室內(nèi)，新裝蓄電池組一般不會出現(xiàn)問題，這是因為，正常的新蓄電池組放電容量大于或等于蓄電池的標定容量。隨著使用時間的推移，蓄電池組的容量在逐步減少，當?shù)陀谄錁硕ㄈ萘繒r，蓄電池組的放電容量小于其標定容量，這就有可能出現(xiàn)蓄電池組的放電容量不能滿足設計需要的情況。除了溫度調(diào)整系數(shù)和安全系數(shù)，蓄電池組放電容量系數(shù)也有所微小差別。通信用蓄電池組在南方和北方、東部和西部的使用環(huán)境差別很大，其實際浮充壽命一般為幾年，甚至十幾年。也就是說，在蓄電池運行的相當長時間里，蓄電池組的容量低于蓄電池標定的額定容量。在通信電源設備安裝工程建設中，應在設備技術(shù)規(guī)范書中提供蓄電池組的放電時間要求，并在招標過程中對投標設備廠家提供的蓄電池組容量進行核算，嚴把設計質(zhì)量關(guān)。蓄電池組的使用環(huán)境決定了不能忽視溫度調(diào)整系數(shù)；蓄電池組的使用壽命決定了不能忽視安全系數(shù)[2]。

綜上所述，通信工程設計中配置蓄電池組容量的計算方法多種多樣，幾種方法均符合要求，但是又有一定的差異。我們在計算時必須要注意的問題是，依據(jù)通信行業(yè)設計規(guī)范中的規(guī)定選取的蓄電池組能滿足通信工程的需要，并符合通信行業(yè)設計規(guī)范的要求。若是依據(jù)蓄電池恒流放電電流及額定放電功率選取蓄電池組時，應注意環(huán)境溫度對蓄電池組放電的影響，還應注意計取安全系數(shù)。只有這樣，才能確保配置蓄電池組容量的計算能滿足生產(chǎn)的需要。

[1]余約華.通信工程中直流電源蓄電池組容量的配置[J].電力系統(tǒng)通信，2014，28（5）：67-69.

[2]郭武，吳文靜.通信工程設計中配置蓄電池組容量的計算方法[J].電信工程技術(shù)與標準化，2015（5）：25-30.

Calculation Method of Disposition Capacity of Battery Pack in Communication Engineering Design

Qin Min

Guangdong Telecom Planning & Design Institute Co.，Ltd.，Guangdong Guangzhou 51000

With the continuous improvement of power system automation，power system communication is becoming more and more important in power network operation.In the communication station station，the direct current power supply system and the UPS power supply system all are disposed the corresponding capacity the battery group.In the communication engineering design，the system battery capacity choice has the different method.In this paper，the battery discharge hours from the DC power supply set，engineering design configuration of the battery capacity of the calculation method and the comparison of three different methods of calculation to explore.

communication engineering； battery capacity； calculation method

TM912

A

1009-6434（2016）12-0064-02