축전지 설비


축전지 설비

http://ftz.kr/2021/05/14822/

축전지 설비는 예비전원설비에서 가장 신뢰성이 높고 환경성 때문에 사용이 급증하는 추세이다
축전지 설비는 크게 연축전지와 알칼리 축전지로 나누어지는데 건축물의 특성과 부하의 특성에 맞게 선택하여 설계 및 시공이 되어야 할 것이다

종류별 구조

1)연축전지

  • 극판
    • 극판의 종류로는 플렌터식, 페이스트식, 클래드식 등이 있다
    • 격자 : 극판에서 활성물질 유지 및 충 방전 역할
    • 활성물질 : 양극(PbO₂), 음극(Pb)
  • 격리판 : 극판 간의 일정한 간격을 유지하여 단락 방지
  • 전해액 : 양극과 음극 사이에 도체의 역할을 하며 H₂SO₄와 증류수를 혼합하여 농도조절
  • 축전조 및 뚜껑 : 합성수지체, 에보나이트제 사용
  • 방폭 비산장치 : 수명의 말기에는 수분이 분해되어 산소와 수소가 발생하여 축전지외부로 탈출하는 것을 방지하는 장치

2)알칼리 축전지

  • 포켓식
    • AM형 : 표준형
    • AMH형 : 급방전형
  • 소결식
    • AHS형 : 초급 방전형
    • AHH형 : 초초급 방전형

종류별 특성 비교

축전지 용량 산정

1)부하 종류 결정

  • 비상용 조명부하, 감시제어용 부하, 차단기 투입부하 등의 부하조사 및 결정

2)방전전류의 결정

\[방전전류=\frac{부하용량[VA]}{정격전압[V]}\]

3)방전시간 결정

  • 법적인 전원 공급 : 30분이상
  • 발전기 설치 시 : 10분 이상

4)방전시간과 방전전류

  • 방전전류(A)의 예상부하특성곡선 작성
  • 방전말기에 가급적 큰 전류가 사용되도록 그래프작선

5)축전지 종류의 결정

  • 연축전지, 알칼리 축전지 등 전지의 특성과 부하특성을 종합적으로 감안하여 종류 결정

6)축전지 셀수 결정

  • 표준 셀수로 부하에서 필요한 전압이 110[V]라면
  • 연축전지
\[2[V/cell]\times54[cell]=108[V]\]
  • 알칼리축전지
\[1.2[V/cell]\times86[cell]=103.2[V]\]
  • 연축전지는 54[cell], 알칼리 축전지는 86[cell]정도로 알칼리축전지 셀수가 크다.

7)허용 최저 전압 결정

부하에서 필요한 최저 전압에 축전지에서 부하까지 전압강하를 고려한 셀당 전압을 말한다

\[V=\frac{V_a+N_c}{n}\] \[V:적용최저전압, V_a:부하의 허용최저전압\] \[V_c:부하와축전지사이전압강하, \]\[n:직렬접속Cell수\]

8)최저 전지온도의 결정

  • 한랭지 : -5도
  • 옥외 큐비클 수납 시 : 5~10도
  • 옥내 설치 시 : 5도

9)용량 환산시간 ‘K’값 결정

용량환산시간은 방전시간, 축전지의 온도, 허용 최저 전압으로 정해지며, 축전지 표준특성곡선 및 용량 환산 시간표에 의하여 결정

10)용량 환산 공식의 적용

\[C=\frac{1}{L}[K_1I_1+K_2(I_2-I_1)+K_3(I_3-I_2)+…][Ah]\]
C : 25도에서 정격방전율 용량[Ah]
L : 보수율
K1,K2 : 용량환산시간
I1,I2 : 방전전류[A]

충전방식

1)초기 충전

  • 미충전 상태의 축전지에 전해액을 주입시켜 처음으로 행하는 충전방식

2)사용 중 충전

  • 보통충전
    필요시 표준시간률로 소정의 충전을 행하는 방식
  • 급속충전
    비교적 단시간에 일반적인 충전전류의 2~3배 전류로 충천하는 방식
  • 부동충전
    정류기에 축전지와 부하를 병행하여 접속하여 평상시 부하전류를 정류기가 부담하고, 순간적인 대전류 필요시나 전원 측 전기가 끊겼을 때 전원을 공급하는 방식
  • 균등충전
    장시간 사용에 따른 충전으로 각 전지 간에 전압이 불균일하게 될 때 과충전하는 방식으로 일반적으로 1~3개월에 1회 충전하는 방식
  • 세류충전
    자기방전량만을 항상충전하는 방식이다. 특징으로는
    • 충전기가 항상 완전 충전 상태가 있다
    • 정류기의 용량이 적어도 된다
    • 축전지의 수명에 좋은 영향을 준다

축전지 설비

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축전지 용량산정
문제
축전지의 자기방전
축전지 설페이션 현상


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