[공부 기록] 축전지 설비_전력사용시설물 설비 설계_기본서 공부

| 축전지 설비

1. 축전지 설비란?

    ㉠ 정전 시 및 비상시에 가장 신뢰할 수 있는 전지

    ㉡ 건축법이나 소방법의 규정에 의하여 예비전원이나 비상전원용으로 사용되고 있다.

    ㉢ 축전지, 충전장치, 보안장치, 제어장치 등으로 구성

 

2. 축전지 설비 특징

    ㉠ 독립된 전력원이다.

    ㉡ 순수한 직류전원이다.

    ㉢ 경제적이고 유지보수가 용이하다.

 

3. 축전지의 종류

   1) 2차 전지의 종류

      ㉠ 연축전지 : CS형, HS형

      ㉡ 알칼리축전지 : 포켓식, 소결식

 

   2) 극판형식에 따른 분류

      ㉠ 연축전지

           - 방전 시에는 화학 에너지를 전기 에너지로 바꿔 외부에 공급하고 충전 시에는 외부에서 전기 에너지를 받아

             이것을 화학 에너지형으로 저장하는 것.

      ㉡ 알칼리축전지

           - 충전 상태에서는 양극 활성물질은 수산화 제2니켈이고, 음극 활성물질은 금속카드뮴인데 방전을 하면

             양극 활성물질은 환원되어 수산화제1니켈로, 음극 활성물질은 산화되어 수산화카드뮴이 된다.

             충전을 하면 방전 시와는 반대반응이 일어난다. 방전 특성에 따라 포켓식, 소결식으로 나누며

             가스 재결합을 위한 촉매전 유, 무에 따라 vent형과 seal형으로 구분된다.

 

   3) 설치형식에 의한 분류

       ㉠ 거치용 : 일정 장소에 설치하여 사용하는 것으로 각종 기기 제어용, 전화교환설비 등에 사용.

       ㉡ 이동용 : 상시 이동하며 사용할 수 있는 것으로 차량용에 사용.

 

   4) 구조에 의한 분류

       ㉠ 밀폐형(sealed type)

            - 축전지로부터 산이나 알칼리가스가 나오지 못하는 구조이며 액의 보충을 필요로 하지 않는다.

       ㉡ 통풍형(vented type)

            - 연축전지에서 배기전에 필터를 시설하여 산무가 나오지 못하게 한 구조의 것을 의미하며,

               알칼리축전지에서는 적당한 방말 장치를 한 배기 전을 시설함으로써 많은 가스가 나오지 못하도록 만든 구조.

       ㉢ 개방형(opened type)

            - 통풍형과 같이 산이나 알칼리가스의 제거장치가 달리지 않은 구조.

 

 

4. 축전지용량의 산출방법

   1) 축전지용량 산출에 필요한 조건

       ① 허용 최저전압

          - 부하측의 각 기기에서 요구하는 최저전압 중에서 최고의 값에 축전지와 부하 사이의 접속선의 전압강하를 합한 것         

             V=Va+Vc / n [V/cell]
Va : 부하의 허용 최저전압[V]
Vc : 축전지와 부하 사이의 전압강하[V]
n : 축전지 직렬접속 셀 수

   

        ② 예상되는 최저전지온도의 결정

             - 축전지는 온도가 낮아지면 방전특성이 낮으며, 온도가 높아지면 방전특성은 양호해지나 35~45 [℃] 부근에서

               좋아져서 45[℃] 이상이 되면 다시 저하한다. 축전지의 최저온도[℃]는 실내에 설치하는 경우에는 +5 [℃],

               옥외 큐비클에 설치하는 경우에는 최저주위온도 5~10 [℃], 추운 지방에서는 -5 [℃]로 한다.

 

        ③ 방전시간

            - 예상되는 최대부하시간으로 한다.

 

        ④ 방전전류

            - 방전전류는 최대부하전류값을 사용한다.

 I = 부하용량[VA] / 정격전압[V]   [A]

 

        ⑤ 축전지 셀 수의 결정

            - 셀 수는 부하의 최대허용전압과 최저허용전압을 고려해서 결정한다.

               일정한 부하에 대하여 셀 수를 적게 하면 최대허용전압에 대해서는 안전하지만 용량이 큰 축전지가 필요하다.

               또 셀 수를 많이 하면 축전지용량은 적어도 되지만 충, 방전 시의 과대전압을 피하기 위하여 전압조정장치가

               필요하다.

 

        ⑥ 보수율(L)

            - 축전지는 장기간 사용하거나 사용조건 등이 변경되기 때문에 이 용량변화를 보상하는 보정값을 보통 L=0.8을

               사용하고 있다.

 

5. 충전방식

    1) 초기 충전

        - 축전지에 아직 전해액을 넣지 않은 미충전 상태의 축전지에 전해액을 주입하여 처음으로 행하는 충전.

    

    2) 사용 중의 충전

        ① 보통충전 : 필요할 때마다 표준 시간율로 소정의 충전을 하는 방식

        ② 급속충전 : 비교적 단시간에 보통 충전전류의 2~3배의 전류로 충전하는 방식

        ③ 부동충전 : 전지의 자기 방전을 보충함과 동시에 상용부하에 대한 전력공급은 충전기가 부담하도록

                              하되 충전기가 부담하기 어려운 일시적인 대전류 부하는 축전지로 하여금 부담하게 하는 방식

        ④ 균등충전 : 부동충전방식에 의하여 사용할 때 각 전해조에서 일어나는 전위차를 보정하기 위해 1~3개월마다

                              1회, 정전압(연축전지 2.4~2.5 [V/cell]) 알칼리축전지 1.45~1.5 [V/cell]로 10~12시간 충전하여

                              각 전해조의 용량을 균일화하기 위하여 행하는 방식

        ⑤ 세류충전(트리클 충전) : 자기 방전량만을 항상 충전하는 부동충전방식의 일종.

 

    3) 정류기용량의 산정

        - 정류기 출력전압은 최소라도 균등충전전압을 충족시켜야 하며 보통은 과방전 시킨 후 

          급속회복을 위한 충전이나 셀 수 의 증가를 예상하여 약간의 균등 충전전압보다 높게 한다.

 

6. 축전지실의 위치 및 설치방법

    ㉠ 천장높이는 2.6 [m] 이상으로 한다.

    ㉡ 진동이 없는 곳이어야 한다.

    ㉢ 충전 중에는 수소가스의 발생을 수반하므로 배기설비를 필요로 한다.

    ㉣ 개방형 축전지의 경우에 조명기구 등은 내산형으로 한다.

    ㉤ 충전기는 가급적 부하에 가까운 곳에 설치한다.

    ㉥ 축전지실의 배선은 비닐전선을 사용한다.

    ㉧ 실내에는 싱크를 시설한다.

    ㉨ 기타 관계 법령에 적합하도록 한다.

 

   1) 축전지 가대와 축전지실과의 간격

       ① 축전지와 벽면과의 치수 : 1 [m] 이상

       ② 축전지와 비보수 측 벽면과의 치수 : 0.1 [m] 이상

       ③ 축전지와 부속기기 사이의 치수 : 1[m] 이상

       ④ 축전지와 입구 사이 : 1[m] 이상

       ⑤ 천장높이 : 2.6 [m] 이상