2002版电力工程直流系统典型设计

中国建设报/2006年/6月/19日/第006版

建设市场

2002版电力工程直流系统典型设计

河南省电力勘测设计院白忠敏郭西平陈萍杨珂张先俊

立项背景与主题思想

直流电源系统用于发电厂、变电所正常工况下继电保护和安全自动装置、测量仪表和电能计量装置的工作电源以及事故状态下事故保安设施的保安电源。上世纪90年代以前，直流系统长期处于设备落后、自动化水平低、系统可靠性差的被动局面，特别是直流系统设计、计算的技术水平低，方案比较、设备选型不能合理满足国家和行业标准的要求，从而严重影响系统的正常运行和事故状态下的安全可靠性。

为加快电力建设速度，提高设计质量，在中国电力规划设计总院的统一部署和组织领导下，我院成立了“电力工程直流系统典型设计”课题小组，承担本项目的开发任务，课题目的是实现直流系统设计计算机化，做到直流设计正确、快捷、高效、经济。

该项目的指导思想是：应用计算机技术，使发电厂、变电站直流系统设计、计算、制图正确、快捷，设备选型先进、合理、经济，设计方案优化，设备布置合理，而且作到各设计阶段方案设计、电气计算、互提资料和图纸绘制等工作统一协调，提供满足要求的工程计算书和可供选择的多种设计方案，从而加快设计进度，有效提高设计效率。

编制过程

本项目从1999年3月开始，经过两个多月的需求调研，广泛听取电力设计部门意见和要求，于2000年10月完成了直流系统典型设计。同时，为配合典型设计绘图和直流系统设备选型计算，开发了《直流系统设计软件》。并于2000年9月21日通过了中国电力规划设计总院对我院直流系统设计软件的鉴定。鉴定委员会认为：该软件数学模型正确，结构合理，计算结果正确，一体化程度高，具有较强的商业化特点，在电力设计行业处于领先水平，可以在工程设计中推广应用。希望进一步完善功能，扩大应用范围。

之后，根据鉴定委员会专家的意见对直流软件进行修改、完善，并充实、增加直流系统典型设计内容。2002年初在西南院、山西院、河南院对直流系统典型设计和直流软件同时试用，根据使用单位在使用过程中发现的问题，在2002年6月和10月召开的专家会议上再一次对典型设计讨论、评议。根据专家意见对典型设计作最后修订、完善，形成典型设计的最终版本《2002版直流系统典型设计》，于2003年7月完成全部系统编制、开发，经审查批准，正式出版发行。

主要内容和应用1、典型设计的主要内容

2002版电力工程直流系统典型设计包括以下三个部分:

1）直流系统典型设计

典型设计采用安全可靠、简单清晰的接线方案，技术先进、品种齐全、灵活快捷。包括7类原则接线方案，21种设备配置方案，适用于220伏、110伏、48伏电压等级的各种容量系列的发电工程和各种电压等级的变、配电工程。

按照不同的接线方案，派生出相应的电源屏屏面布置图、充电装置屏屏面布置图、馈线屏屏面布置图、单元接线图以及相关的端子排图等。

典型设计共分直流系统接线、直流电源进线柜、直流馈线柜、直流充电整流柜、蓄电池屏（架）、直流辅助接线、变电工程直流系统典型设计、发电工程直流系统典型设计、典型设计参考资料九个分册。

2）典型设计查询系统

在2002版直流系统典型设计中，提供了多种设计方案，及各类屏面布置图、端子排图等，全套典型设计图纸，合计约600多张。查询、应用比较麻烦，为便于方案优化、比选，快捷检索图纸，在完成直流系统典型设计的基础上，又开发了“直流系统典型设计查询系统”。利用该软件可方便查询图纸，快速组拼工程设计方案，快速进行方案比较和方案优化。

3）直流系统设计软件

直流系统设计软件是用于发电厂和变电所直流系统设计、计算的辅助软件，能够对直流系统设备进行选择计算，绘制直流系统接线图和各种盘面布置图。主要包括计算和绘图两部分。

计算部分可对直流系统中的主要设备：蓄电池、充电器、母线、开关设备、电缆截面和短路电流等进行计算。同时能自动打印输出负荷电流技术参数表、蓄电池技术参数表、充放电装置技术参数表、直流回路开关设备技术参数表、电缆配置截面技术参数表等，满足设计和互提资料的要求。

绘图部分可以生成各类直流系统接线、各类结构直流屏、直流设备单元图、各种屏面布置图和组合屏面图等。

2、典型设计的应用

典型设计可按初步设计和施工设计两个阶段出图。

1)初步设计阶段

根据典型负荷由计算软件选择蓄电池容量，并进行母线水平校验。

根据蓄电池容量和推荐的接线方式计算选择充电整流器的型式和容量。

根据蓄电池型式容量、充电整流器型式容量和接线方式选择所需工程方案接线图和组屏图。

编制直流设备清册（包括蓄电池、整流器、放电装置、进线屏、馈线屏、分电屏、逆变电源等）。

2)施工图设计阶段

根据工程招标所确定蓄电池型式及其所提供的技术参数，校验电池容量及整流器容量。

根据计算参数，对初设方案进行修正确定直流系统接线图。

根据组屏图依次确定直流电源屏、直流馈线屏、充电整流器、蓄电池屏（架）等的屏正面图及其相应接线图。

根据配置情况，选择直流分电屏，逆变电源屏，蓄电池放电装置的屏正面图及相应接线图。

根据系统配置，在第六册（辅助接线）中选择直流监控绝缘检测装置，闪光装置，信号系统等的原理框图或接线图、端子排图。

根据设备尺寸绘制蓄电池室布置图，直流设备布置图（或蓄电池及直流设备布置图）。

根据负荷名称、位置、容量等开列电缆清册。

应用情况

2002版电力工程直流系统典型设计于2003年7月完成，经审查批准，并在全国正式出版发行。为方便应用，先后在东北院和西南院进行了两次应用推广培训。典型设计目前在全国三十多个电力设计院应用，得到了用户的广泛好评，取得了良好的经济效益和社会效益。

大家认为：直流系统典型设计将发电厂、变电所直流系统设计、计算和绘图于一体，实现了方案选择、工程计算、设备选型、工艺布置、专业互提资料、成品出版等各个环节电子化，准确、方便、快捷，集成化程度高，同时算法先进，结构合理，对所用的曲线、图表均采用了分段线性插值等方法进行了数学处理，所有误差均在工程误差允许范围内，满足工程要求。有些基础数据库（如蓄电池、直流开关设备等）对用户开放，便于用户根据具体要求进行维护。使用典型设计便于优化工程设计方案，可以加快设计进度、提高设计质量和设计效率，是电力工程直流系统设计的准确、快捷的得力工具。

结束语

典型设计应用于工程设计后，可以提高工效7～10倍，同时便于方案优化和设备优选，从而

降低直流设备造价5%～10%左右。该系统的应用将有力地促进直流系统设计的标准化和现代化。