案例分析题

某交换局使用的直流耗电量为 500 A/48V,要求配置的蓄电池组后备时间为 3 小时,请核算出 所需的 100 A 整流模块及电池组配置。(K:安全系数取 1.25,η:放电容量系数取 0.75, a: 电池温度系数取 0.008,t:使用温度按 20 度计算,电池组有 100AH、200AH、500AH、1000AH 容量可选,充电限流值取 0.125,必须写出主要计算过程)

【正确答案】

Q=(K×I× T)/{η[l +α(t-25)]}
=(1.25×500×3)/{0.75[1+0.008(20-25)]}
=1875/0.72
=2 604 (AH)
选取 3 组 1 000 AH 蓄电池组电池充电电流 I=1000×3 ×0.125=375(A),系统 总 电流 I=500+375=875(A),故至少使用 9 个 100 A 整流模块才够用。根据 n+1 原则,选取 10 个进行使用。

【答案解析】

本问题考查通信电源系统设计及配电工程中整流器设备和蓄电池组的配置。
(1)蓄电池组的配置
首先根据以下公式计算所需蓄电池组的总容量,然后计算所需蓄电池组的数量。 Q≥(KIT)/{η[1+α(t-25)]}。
其中:Q——蓄电池容量(Ah); K——安全系数,取 1.25; I——负荷电流(A); T —— 放电小时数(h); η——放电容量系数;t ——实际电池所在地最低环 境数值;α——电池温度系数(1/°C),当放电小时率≥10 时,取α=0.006;当 10>放电小时率≥1 时,取α=0.008; 当放电小时率<1 时,取 a=0.01。
根据题意可知:K=1.25,I=500, T=3,η=0.75,α=0.008,t=20,代入公式可得: Q≥(1.25×500×3)/{0.75×[l+0.008×(20-25)]}=2604(AH)
因为电池组有 100 AH、200 AH、500 AH、1 000 AH 容量可选,所以选取 1 000 AH 蓄电池组 3 组。
另外,3 组蓄电池组的 3 小时率放电电流 I3=1000×3/3=1000(A)>500A 负载电 流,满足蓄电池组后备时间为 3 小时的要求。
(2)整流模块的配置。
采用高频开关型整流器的局(站),应按 n+1 冗余方式确定整流器配置,其中 n 只主用 5 ≤10 时,1 只备用;n>10 时,每 10 只备用 1 只。主用整流器的总容量 应按负荷电流和电池 的均充电流(10 小时率充电电流)之和确定。
根据题意,充电限流值取 0.125,故电池充电电流 I 充=1000*3*0.125=375(A)
系统总电流 I 总=I+I 充=500+375=875 (A)
875÷100=8.75,故至少使用 9 个 100 A 整流模块。
根据 n+1 冗余原则,配置 10 个 100 A 整流模块即可。