变电站用交直流系统设计说明..

微机监控装置
采用了PLC+触摸屏的监控方式，操作简单、直观， 界面友好。从触摸屏中可以看到整个交直流系统 运行模拟图，各监测模块的运行状态，各运行参 数测量值，以及当前发生的报警记录情况和历史 记录。 微机操作 参数设定（见参数设定参考）。如果直流电源装 置一旦投入运行，只有通过显示按钮来检查各项 参数，若均正常，就不能随意改动整定参数。 操作 （见PLC说明书） 监测量 （见直流柜控制原理图）

微机监控装置
交、直流屏各参数设定参考




充电机设定： 浮充电压：243V 均充电流：8/5A（80/50AH） 浮均电流：3A 恒压定时：3小时 自动均充：180天 控制母线设定： 控制母线上限：242V 绝缘电阻下限：24KΩ 交流设定： 交流上限：275V 电池组设定： 电池组上限：260V 单电池上限：15.5V 电池节数：18只
27QF
充电装置
3+1 28QF 5SJ5-20A
RA3
A
ZJJ、JDMK 接地检测装置
电源模块
DC24V模块 DY1
AD模块
FU7
AD
失压继电器 K1
8PA PA195I-50A FU6 3QK NSX100NA-100A RT14-20/6
+ -
220V.DC
备用
7PA
A
PZ195U-450V
V
断路器选择

充电装置输入断路器： 交流侧与直流侧的输出功率应相同，则有： 模块交流侧的输出功率P = IU/η 式中 P：交流输入的功率 I ：直流输出最大电流 U：直流输出最大电压 η：高频开关模块效率0.92 P = 4×10×286/0.92=12.43KW（A型屏） P = 31/2 I×U×COSΦ 式中 I：交流线电流 U：交流线电压 COSΦ：功率因数 取0.85 则I = P /31/2 U×COSΦ= 12.43×1000/31/2 ×380×0.85=16 (A) 同理，计算出B型屏充电机交流输入电流I＝12(A) 本套装置中充电机输入断路器选择32A（A型屏），25A（B型屏）
16
SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS
17
SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS
1
16
SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS
17
SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS
断路器选择


充电装置输出断路器： In=KcIcn (可靠系数Kc=1.25～1.5，Icn充电 机额定电流) 本套装置中充电机输出断路器选择计算： In＝40*1.25＝50A，选择80A开关（A型屏） In＝30*1.25＝37.5A，选择80A开关（B型屏） 蓄电池组输出断路器： 选择 In≥I5.5（I5.5 蓄电池10h放电率的5.5倍） 与In≥KcImax (Kc=2.0~3.0, Imax为馈线中额定电流最 大者）中的大者。 本套装置输出断路器计算： 按放电率计算In＝44A（A型屏）， In＝28A（B型屏）； 按馈出断路器额定电流最大者计算： In＝32*2＝63A 我们配置的断路器为负荷开关，因此最终选择NS100NA。
14#线 A型交、直流柜屏面图
800 800 800
交
流
柜
直 流 电 源 柜
电
来自百度文库
池
柜
60
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5 6 7
6
7
1
8
9
8
9
10 1
10
11
11
12
SIEMENS
13
14
15 12
SD SD SD SD SD SD SD SD SD
1
2260
12
SD SD SD SD SD SD SD SD SD SD SD
变电站用交直流系统 设计说明
系统设计依据

低压电器基本标准 低压成套开关设备 电力系统用操作电源屏通用技术条件 低压开关设备和控制设备的成套装置 电力系统直流电源柜订货技术条件 火力发电厂、变电所直流系统设计 技术规定 DL/T 724－2001 电力系统用蓄电池直流电源装置运 行与维护技术规程 DL/T 856－2004 电力用直流电源监控装置 DL/T 781－2001 电力用高频开关整流模块 14#线交直流屏技术协议 GBl497-85 GB725-97 ZBK45017 IEC一60439 DL/T 459－2000 DL/T 5044－95
交流柜系统原理图
电源与通信到直流屏 1#低压电源
N L1 L2 L3 FU1
1SV 1PV
RT14-20/6 PZ194U-450V
2#低压电源
FU2 2PV 2SV
RT14-20/6
L3 L2 L1 N
3H4
2QK
1QK
NSX100NA-4P/100A
NSX100NA-4P/100A
WATSN B-100/63.4 CB.R
均充电压：254V 额定电流：40A/30A 均浮电流：1A 均充定时：12小时
控制母线下限：198V
交流下限：175V 电池组下限：198V 单电池下限：10.8V
JQX
1K1
1K2
1K3
1K4 1K5
1K6
1K7
Q0.6 Q0.7
M
1L+
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
Q0.5
1K8
2M
去触摸屏
RS485 或 RS232 COM1
1M
I0.0
I0.1
I0.2
I0.3
I0.4
I0.5
I0.6
I0.7
I1.0
I1.1
I1.2
I1.3
I1.4
2M
I1.5
I1.6
I1.7
I2.0
I2.1
I2.2
I2.3
I2.4
I2.5
I2.6
I2.7
M
L+
直流柜控制原理图
避雷器动作 自动调压装置故障 充电机交流输入投切 充电机交流正常/跳闸 充电机直流输出投切 充电机直流正常/跳闸 I段母线投切 II段母线投切 电池组开关投切 电池组保险熔断 直流系统接地 I段控制母线馈出跳闸 II段控制母线馈出跳闸
交流双电源切换装置
1~3PA PA194I-100A 1TA
4QF 5SJ7 40A
AC模块
避雷器 BL1 FS/3+1 AC20 FU4
AC
滤波电源 EMI2
DC220V FU3
交流电源母线
L1 L2 L3 N
1QF 5SJ7 40A 3H1
2QF 5SJ7 40A 3H2
3QF 5SJ7 40A 3H3

直流柜系统原理图
电源与通信来自交流屏
N L1 L2 L3
26QF
BAT
避雷器 1TA 4~6PA PA194I-100A
CPU1 电池巡检装置
DC15V （霍尔传感器工作电源） PZ195U-450V
6PV
CMP 触摸屏
电池组
80AH.220V FU0
CPU226
FU8 DY2
DC24V
U1-U4 ER22010/T
滤波电源 EMI1
PA195I-50A
5PV
自动调压装置 2CWL 20A/35V
4QK 5SJ5 250
5QK 5SJ5 250
QF101 5SJ5 32A 1H1 1CT1
QF104 5SJ5 32A 1H4 1CT4
QF105 5SJ5 16A 1H5 1CT5
QF110 5SJ5 16A 1H10 1CT10
1
16
SIE MEN S SIE MENS S IEM ENS SI EME NS SIE MEN S
17
SI EMEN S SIE MEN S S IEM ENS SI EME NS SIE MEN S
1
一、交流电源柜


两路交流进线，互为备用，可手动、自动切换， 选用WATSNB 4.CBR/63A ATS（总容量 30KVA，计算电流值为46A，根据协议要求选 择63A容量ATS），实现机械、电气双重互锁 功能； 屏面设置两路进线电源电压表，及三相电流表； 交流屏的监控信号传至直流屏，由直流屏统一 上传变电站自动化系统。
19QF 5SJ7 16A 3H19
20QF 5SJ7 16A 3H20
ATS工作原理

监测两路进线电源电压，当某一路三相电压出 现过压、欠压、失压、缺相情况时，互投装置 会自动切换至另外一路电源工作。本套装置选 用的是自投自复型工作方式（可在设定程序中 更改），即以常用电源为主，备用电源为辅， 当常用电源出现异常时，ATS切换到备用电源 工作；当常用电源恢复正常时，ATS会切换回 至常用电源工作状态。
10
11
11
12
SI EME NS
13
14
15 12
SD SD SD SD SD SD SD
1
SD
2260
12
SD SD SD SD SD SD SD SD
16
SIE MEN S SIE MENS S IEM ENS SI EME NS SIE MEN S
17
SI EMEN S SIE MEN S S IEM ENS SI EME NS SIE MEN S
1A
1B
1C
2A
2B N
2C
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30
AC
1 2 3 4 11 12 13 14 15 16
+KM
-KM
FU
T+ TG T+ TG
N
公共端
二、直流电源柜

系统结构：单充电机、单电池组、单母线分段 结构 系统组成：由充电模块、电池组、调压装置、 馈线开关、微机监控装置、接地选线装置、电 池巡检装置等组成。
控制母线电压
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
A／D
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
T+ TG T+ TG
+KM
FU
-KM
控制母线电流
充电机电压
电池组电压
充电机电流
电池组电流
QF111 5SJ5 10A 1H11 1CT11
QF115 5SJ5 10A 1H15 1CT15
QF201 5SJ5 32A 2H1 2CT1
QF204 5SJ5 32A 2H4 2CT4
QF205 5SJ5 16A 2H5 2CT5
QF210 5SJ5 16A 2H10 2CT10
QF211 5SJ5 10A 2H11 2CT11
ATS控制器
ATS控制器 参数设置程序
JQX1
2K1
2K2
2K3
交流系统故障 1#交流异常 2#交流异常
公共端
1M
1L+
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
2M
N
2L+ Q0.5 Q0.6
Q0.7
Q1.0
Q1.1
M
L+
DC +24 V 0V
RS485 或 RS232 COM2
去 AC模块
S7 CPU224XP
去直流屏
RS485 或 RS232 COM1
M
I
V
M
A+
B+
1M
I0.0
I0.1
I0.2
I0.3
I0.4
I0.5
I0.6
I0.7
2M
I1.0
I1.1
I1.2
I1.3
I1.4
I1.5
M
L+
交流柜控制原理图
1号交流电源投切 2号交流电源投切 1号交流电源工作 2号交流电源工作 交流互投装置跳闸故障 交流馈出正常/跳闸 避雷器动作
5QF 5SJ7 16A 3H5
6QF 5SJ7 16A 3H6
7QF 5SJ7 16A 3H7
13QF 5SJ7 16A 3H13
14QF 5SJ7 16A 3H14
15QF 5SJ7 16A 3H15
16QF 5SJ7 16A 3H16
17QF 5SJ7 16A 3H17
18QF 5SJ7 16A 3H18
1 16
SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS
17
SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS
14#线B型交、直流柜屏面图
800 800 800
交
流
柜
直 流 电 源 柜
电
池
柜
60
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5 6 7
6
7
1
8
9
8
9
10 1
QF215 5SJ5 10A 2H15 2CT15
DC15V
充电模块数量选择




电池组充电电流：I10＝8A（80/10）（A型屏） I10＝5A（50/10） （B型屏） 馈线负荷总容量； 冗余备份N+1或N+2备份方式 以上三者之和即为充电机总容量 一般当馈线负荷总容量≤10A时，对于80AH/50AH电 池组，选用3*10A模块即可，但本次设计中A型屏选 择4*10A充电模块、B型屏选择3*10A充电模块的配置 方式，应该是考虑到两条线路的母线负荷容量不同的 原因。
控制母线过压 控制母线欠压 控制母线接地 交流电源故障 电池组异常 充电模块故障 直流系统故障 接地试验
2L+
公共端
Q1.0
Q1.1
Q1.2
Q1.3
Q1.4
Q1.5
Q1.6
Q1.7
M
L+
DC +24 V电源 0V
RS485 或 RS232 COM2
去电池巡检仪
SIMATIC MICRO S7 CPU226