10章 变配电所操作电源 140428解析

10.1.3 直流系统接线
母线接线方式： 一组蓄电池的直流系统，采用单母线分段 接线或单母线接线。 4.5.1之1 蓄电池组和充电装置均应经隔离和保护电器接入直流系统。 4.5.2
每组蓄电池组应设有专用的试验放电回路。 4.5.4
多组蓄电池和多套充电装置应分别接入不同母线段。4.5.2 切换过程中允许 2 组蓄电池短时并联运行。4.5.1
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10.1 直流操作电源的设计要求 10.1.1 直流系统负荷分类： DL/T 5044 5.1 按功能分：控制负荷：电气和热工的控制、信号、测量和继电保 护、自动装置等负荷。 动力负荷：各类直流电动机、断路器电磁操动的合闸 机构、交流不停电电源装置、远动、通讯 装置的电源和事故照明等负荷。 按性质分：经常负荷：要求直流系统在正常和事故工况下均应可 靠供电的负荷。 （如继电保护和自动装置，操作装置，信号装置，经常照明及 其它长接入直流系统的用电设备。） 事故负荷：交流电源消失后，必须由直流电源供电的 负荷。 （主要为事故照明、不停电电源、远动、通讯备用电源和事故 状态投运的信号和继电保护装置。） 冲击负荷：在短时间内施加的较大负荷电流。出现在 事故初期称初期冲击负荷，出现在事故末期或事故过程中称随机 负荷。（断路器的合闸机构在断路器合闸时短时冲击电流。） 3
单体蓄电池放电末期终止电压 U m ： 附录B B.1.3 0.875U n 0.85U n Um Um n n 控制用蓄电池 动力及合并用蓄电池
U n －直流系统标称电压，V； －蓄电池个数。 n
用单体蓄电池放电末期终止电压 U m ，查出容量换算系数 KCC ，计算事故全停电状态下的持续放电容量 C C 。 电压水平计算不符合要求时，用单体蓄电池放电末期终止电U m 压 反算符合电压水平 的蓄电池容量。
高频开关模块的选择 模块块数
n n1 n2
(1.0 ~ 1.25) I I jc I me
m
n1 6 n1 7
m 1; m2
Ime－单个模块额定电流，A。 I－蓄电池放电电流，A；铅酸取I10，镉镍取I5。 充电装置回路设备的选择 附录C 表C.1 P380 表10－1－14
KC
CCn
1 KK K C1
1 1 二阶段 CC 2 K K I1 ( I 2 I1 ) KC 2 K C1 1 1 I1 ( I 2 I1 ) ( I n I n 1 ) KC 2 K Cn
CR IR K CR
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随机负荷
K C —1min放电时的容量换算系数，1/h； KCR —随机(5s)负荷的容量换算系数，1/h；
K C1 KC 2 KC 3 … K Cn —各计算段放电时间的容量换算系数，1/h。
Ct KC t 容量系数： KCBaidu Nhomakorabea C10
It K CC 容量换算系数： K C C10 t
少端电池的个数。4.1.6
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直流系统电压 4.2 1）直流系统标称电压：专供控制负荷：110V； 4.2.1 专供动力负荷：220V； 合并供电：110V或220。 2）正常运行情况下，直流母线电压应为直流系统标称电压的 105％。 4.2.2 3）均衡充电母线电压：专供控制负荷：不高于110％； 4.2.3 专供动力负荷：不高于112.5％； 合并供电：不高于110％ 。 4）事故放电情况下，蓄电池出口端电压应满足： 专供控制负荷：不低于85％； 专供动力负荷：不低于87.5％； 合并供电：不低于87.5％ 4.2.4 7
直流负荷的统计：
填写直流负荷统计表。见P358 表10-1-1。附录B 表B.4 表B.5
直流负荷系数。见P359 表10-1-2。表5.2.4 直流负荷的计算 直流控制负荷：由直流电源供电的控制、保护、信号、自动装 置等的负荷数，可由设备铭牌参数查得。成套微机保护及监控 设备由制造厂家提供总负荷。 直流动力负荷：控制室内的经常直流照明、事故照明可参考 P362 表10-1-6 估算。
C S.X
K m. x— 任何事故放电阶段的10h放电率电流倍数；
U D nUd
U D 值应大于蓄电池标称电压的 85 % 或 87.5 % 。
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阶梯计算法（电流换算法）计算蓄电池容量 附录B B.2.2 （1）直流负荷统计 B.2.2.1 表 B.5 （2）计算方法： B.2.2.2 1.按负荷阶梯分段予以计算，取其中容量计算最大者。 2.随机（5s）负荷单独计算所需容量，叠加在第一阶段（初 期）以外的计算容量最大的放电阶段，与第一阶段计算容量比 较后取大者。 I1 C K （3）计算步骤：一阶段 C1 K
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第10章 变配电所操作电源
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10.1 熟悉直流操作电源的设计要求
10.2 了解交流操作电源的设计要求
熟悉 UPS 电源的设计要求
主要参考资料： DL/T5044-2004《电力工程直流系统设计技术规程》 《工业与民用配电设计手册》 （第三版）
KCC －容量换算系数，在指定的放电终止电压下，对应事故放
电时间xh，由 DL/T 5044 附录B 表B.6~B.14查出。 根据 KCC 计算值选取蓄电池10h放电率标称容量 C C 。 （P369 图10-1-6是用曲线型式查 C10 。）
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（3）电压水平计算 附录B B.2.1.3 1）事故放电初期（1min）承受冲击放电电流时蓄电池所能保 持的电压。 Kcho－事故放电初期（1min)冲击系数； I cho K K －可靠系数，取1.1； K cho K K I10 I cho－事故放电初期（1min)冲击电流，A； (公式 B.2) I10 －10h放电率电流；A。 根据 Kcho 由 DL/T 5044 附录B 图B.1~B.13 冲击曲线中 “0” 曲线查出单体电池电压值 ，则蓄电池的端电压为： — 蓄电池组出口端电压值，V； UD U D nUd n — 蓄电池组的单体电池个数； (公式 B.2) U d— 单体电池电压值，V。 U D 值应大于蓄电池标称电压的 85 % 或 87.5 % 。 12
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电压控制法（容量换算法）计算蓄电池容量 附录B B.2.1 （1）直流负荷统计 B.2.1.1 表 B.4 （2）满足事故全停电状态下的持续放电容量： B.2.1.2
CS . X CC K K K CC
C C －蓄电池容量，Ah。
C S . X －持续事故放电容量，Ah。
K K －可靠系数，取1.40。
设有端电池的镉镍碱性蓄电池组，应设有降压装置。 4.5.3
除有特殊要求的直流系统外，直流系统应采用不接地方式。 4.5.5
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10.1.4 蓄电池的选择及容量计算方法 蓄电池选型 110kV变配电所宜采用阀控式密封铅酸蓄电池、防酸式铅酸 蓄电池，也可采用中倍率镉镍碱性蓄电池。4.3.1 之2 35kV及以下变电所宜采用阀控式密封铅酸蓄电池，也可采 用高倍率镉镍碱性蓄电池。 4.3.2之3 蓄电池的组数： 110kV及以下变电所宜装设1 组蓄电池，对于重要的110kV 变电所也可装设2 组蓄电池。 4.3.2之9 蓄电池个数选择： 按浮充电运行时，直流母线电压为1.05Un 选择蓄电池个数。 U n －直流系统标称电压，V； n 1.05U n / U f U f －单体蓄电池浮充电电压，V； 9 n －蓄电池个数。
充电装置额定电流
熔断器及刀开关额定电流
直流断路器额定电流
电流表测量范围
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10.1.6 直流设备的选择方法和布置要求 直流系统不同回路的计算电流 附录D 表D.1 P381表10-1-15 不同回路允许电压降 U p 附录D 表D.2 电缆截面的选择 7.3 电缆截面计算 附录D 按电缆长期允许载流量 I pe I ca1 按回路允许电压降
参见《钢铁》上P598。一般采用无端电池系统。只有当 直流负荷对直流母线电压要求高时采用有端电压直流系统，利 用端电池对母线电压进行调节。端电池正常不接入直流系统。
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10.1.2 10kV及以下变配电所直流操作电源设计原则
直流电源 4.1
（1）变电所内，为了向控制负荷和动力负荷供电，应设置直
流电源。4.1.4 （2）220V或110V直流系统应采用蓄电池组。4.1.2 （3）蓄电池组正常应以浮充电方式运行。 4.1.5 （4）铅酸蓄电池组不宜设置端电池，镉镍碱性蓄电池组宜减
不同蓄电池的 K C 和 KCC 见DL/T 5044 附录B 表B.6~B.14 。
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10.1.5 充电器的选择及容量计算方法 4.4.1 充电装置选型 高频开关模块型充电装置和晶闸管整流型充电装置。 充电装置的配置 4.4.2 蓄电池组 晶闸管整流型 高频开关模块型 1套 2套 1（或2）套 2套 3套 2（或3）套 7.2.1 充电装置的技术特性要求 （1）应满足蓄电池组的充电和浮充电的要求。 （2）应为长期连续工作制。 （3）应具有稳流、稳压、和限流性能。 （4）技术指标见P378 表10-1-12。 表7.2.1 （5）交流电源输入宜为三相制。 （6）1 组蓄电池配 1 套充电装置，设 2 回路交流电源，自动 切换。 （7）高频开关电源模块的基本特性要求。7.2.1之9
2）任意事故放电阶段末期，承受随机（5s）冲击放电电流时， 蓄电池所能保持的电压： I chm CS . X K chm. x K K K m. x K K I10 tI10 K m. x— 任何事故放电阶段的10h放电率电流倍数； C S . X － χh 事故放电容量，Ah； t — 事故放电时间， h； KK － 可靠系数，取1.10； I10 － 10h放电率电流；A； Kchm.－事故放电末期冲击系数； x I chm －事故放电末期随机（5s）冲击放电电流值，A。 由附录B 图B.1~B.13 冲击曲线中 ，选定事故放电时间0.5h、 1h、或2h后冲击放电曲线图，根据 K m. x 值找出相应曲线，对应 Kchm. x 值，查出单体电池电压值 U d ，则蓄电池组出口端电压值
U D nUd
U D 值应大于蓄电池标称电压的 85 % 或 87.5 % 。
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3）任意事故放电阶段末期，蓄电池所能保持的电压：
K m. x CS . X KK tI10
－ χh 事故放电容量，Ah； — 事故放电时间， h； It 10 I chm － 10h放电率电流；A； K K － 可靠系数，取1.10。 由附录B 图B.1~B.13 冲击曲线中 ，根据 K m. x 值找出相应曲线， 对应 Kchm.x 0 值，查出单体电池电压值 U d ，则蓄电池组出口端 电压值 U D :
事故停电时间：变电所有人值班的按1h，无人值班按2h考虑。
恢复供电时断路器电磁操作机构合闸的冲击负荷，按随机负荷 考虑，合闸时间5s。表5.2.3
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几个定义：DL/T 5044-2004 3.08 浮充电：在正常运行时，充电负荷承担经常负荷，同时 向蓄电池组补充充电，以补充蓄电池的自放电 ，使蓄电池以满容量的状态处于备用。 3.09 均衡充电：为补偿蓄电池在使用过程中产生的不均匀现 象，使其恢复到规定的范围内而进行的充电 ，以及大容量放电后的补充充电，通称为均 衡充电。 3.10 端电池：蓄电池组中基本电池之外的蓄电池。
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输出电压的选择 附录C C.1.2 U r －充电装置额定电压，V; U r nUcm n －蓄电池组单体个数； U cm－充电末期单体蓄电池电压，V。 见P379 表10－1－13。 额定电流的选择 附录C C.1. 浮充电： I r 0.01I I jc 初充电： I r (1.0 ~ 1.25) I 均衡充电： I r (1.0 ~ 1.25) I I jc 满足要求选取大值。 Ir －充电装置额定电流，A； Ijc－直流系统经常负载电流，A； I－蓄电池放电电流，A；铅酸取I10，镉镍取I5。 输出电压和电流调节范围 表7.2.3 输出电压调节范围，应满足蓄电池放电末期和充电末期的要求。 18