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摘要：在工程中经常需要用到直流系统,直流系统最关键的设备是蓄电池,怎样合理的选择蓄电池的容量,做到既经济又可靠的服务于工程。基于此，本文从蓄电池容量的选择方法等方面展开了简要的论述。
关键词：直流系统；蓄电池；容量
我国社会经济的快速发展,基础建设也在发展,工程中需用到蓄电池设备的项目比比皆是,例如电厂、变电站、建筑工程等。在此背景之下，怎样合理选择蓄电池容量满足工程建设的需要，显得十分重要。本文介绍阶梯法和简化法两种蓄电池容量计算方法。
1、阶梯法快速计算蓄电池容量
依据电力工程直流电源系统设计技术规程（DL/T5044-2014）附录C.2.3条。例如公式C.2.3-9第三阶段计算容量公式
，可将计算容量公式理解为三个矩形面积之和与可靠系数的乘积。其中I1、I2、I3为第一、二、三阶段放电电流，Kc1、Kc2、Kc3分别为各计算阶段中全部放电时间对应的容量换算系数、各计算阶段中除第一阶段放电时间后的放电时间对应的容量换算系数、各计算阶段中除第一、二阶段放电时间后放电时间对应的容量换算系数。
各阶段面积的计算方法，将每一阶段分割为矩形，求出各矩形面积的代数和。每个矩形的高为该阶段的电流；每个矩形的长为该阶段时间轴上的时间所对应的容量换算系数的倒数。
例如：某工程220直流系统蓄电池采用阀控铅酸蓄电池（胶体）（单体电压2V）放电终止电压1.87V。各阶段放电电流如下表：
①第一阶段容量计算方法：
根据蓄电池类型和终止放电电压及附录C公式C.2.3-7，查规范DL/T5044-2014附录表C.3-5。1min对应的容量换算系数为0.94。
按照面积法计算：
②第二阶段容量计算方法：
同理根据附录C公式C.2.3-8，查规范DL/T5044-2014附录表C.3-5。29min、30min对应的容量换算系数分别为0.67、0.66。
按照面积法计算：
③第三阶段容量计算方法：
例如图1，同理根据附录C公式C.2.3-9及查规范DL/T5044-2014附录表C.3-5。30min、59min、60min对应的容量换算系数分别为0.66、0.46、0.45。
图1：
按照面积法计算：
④第四阶段容量计算方法：
同理根据附录C公式C.2.3-10及查规范DL/T5044-2014附录表C.3-5。60min、90min、119min、120min对应的容量换算系数分别为0.45、0.37、0.292、0.290。
按照面积法计算：
⑤第五阶段容量计算方法：
同理根据附录C公式C.2.3-10及查规范DL/T5044-2014附录表C.3-5。60min、120min、150min、179min、180min对应的容量换算系数分别为0.45、0.29、0.255、0.221、0.220。
按照面积法计算：
本算例忽略随机负荷，利用阶梯计算法取第四阶段计算容量得蓄电池的容量为2814.07Ah。
2、简化法快速计算蓄电池容量
简化法各阶段面积的计算方法，与阶梯法基本相同。即每个矩形的高为该阶段的电流；每个矩形的长为该阶段时间轴上的时间所对应的容量换算系数的倒数。
①初期（1min）冲击放电电流容量计算方法：
根据附录C公式C.2.3-1，查规范DL/T5044-2014附录表C.3-5。1min对应的容量换算系数为0.94。
按照面积计算法得初期（1min）冲击放电蓄电池容量：
②第一阶段容量计算方法：
根据附录C公式C.2.3-2，查规范DL/T5044-2014附录表C.3-5。30min对应的容量换算系数为0.66。
按照面积计算法得第一阶段蓄电池容量：
③第二阶段容量计算方法：
例如图2，根据附录C公式C.2.3-3，查规范DL/T5044-2014附录表C.3-5。30min、60min分别对应的容量换算系数为0.66、0.45。
图2
按照面积计算法得第二阶段蓄电池容量：
从图2中可以看出与阶梯法类似，第二阶段蓄电池计算容量等于矩形OAGI与矩形FEGH的面积之差乘以可靠系数。矩形OAGI高为第一阶段电流，矩形FEGH的高为第一阶段电流减去第二阶段电流。矩形的长分别为60min和30min的容量换算系数的倒数。
④第三阶段容量计算方法：
根据附录C公式C.2.3-4，查规范DL/T5044-2014附录表C.3-5。30min、60min、120min分别对应的容量换算系数为0.66、0.45、0.29。
按照面积计算法得第三阶段蓄电池容量：
⑤第四阶段容量计算方法：
根据附录C公式C.2.3-5，查规范DL/T5044-2014附录表C.3-5。30min、60min、120min、180min分别对应的容量换算系数为0.66、0.45、0.29、0.22。
按照面积计算法得第四阶段蓄电池容量：
本算例忽略随机负荷，利用简化计算法取第三阶段计算容量得蓄电池的容量为3034.35Ah。
3、阶梯法与简化法的区别与联系
简化法是将负荷分为初期冲击负荷和持续负荷，分别计算出所需容量，然后取较大值；阶梯法是将全部负荷视为不同大小的阶梯，按阶梯计算所需的容量，然后取较大值。
两种方法最大的不同是，简化法第一阶段放电时间仍然将初期1min包含在内，这是两种方法的最大区别所在。简化法计算2阶段容量的计算方法和阶梯法计算2阶段的方法类似，区别在于电流的选取和容量换算系数的选取存在差异，简化法采用的是30min和60min对应的电流和容量换算系数，而阶梯法电流采用的是1min和30min的放电电流，容量换算系数为29min和30min的容量换算系数。简化法的计算时间只有1min、0.5h、1.0h、2.0h等整数，计算相对简化，可少计算一个阶梯，两种计算方法计算结果很相近。
结束语
通过对蓄电池容量的两种计算方法的分析，希望能够根据实际，准确的计算所需容量，做到经济、可靠的服务于工程。
参考文献：
[1] 华北电力设计院有限公司.电力工程直流电源系统设计技术规程.中国计划出版社，2015年3月。
[2] 白忠敏、刘百震、於崇干.电力工程直流系统设计手册.中国电力出版社,2009年9月。
论文作者:邱庆臣
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/26
标签：容量论文; 系数论文; 蓄电池论文; 附录论文; 计算方法论文; 阶段论文; 矩形论文; 《电力设备》2018年第28期论文;