1 注册电气工程师执业资格考试 供配电专业考试复习辅导 注册电气工程师执业资格考试 供配电专业考试复习辅导 第十章 变配电所操作电源 第十章 变配电所操作电源 2 10 1 熟悉熟悉直流操作电源的设计要求直流操作电源的设计要求 10 2 了解了解交流操作电源的设计要求交流操作电源的设计要求 熟悉熟悉 UPS 电源的设计要求 主要参考资料 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 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 3 10 1 直流操作电源的设计要求 10 1 1 直流系统负荷分类 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 1DL T 5044 5 1 按功能分 控制负荷 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 4 直流负荷的统计 填写直流负荷统计表 见 直流负荷的统计 填写直流负荷统计表 见P358 表表10 1 1 附录附录B 表表B 4 表表B 5 直流负荷系数 见直流负荷系数 见P359 表表10 1 2 表表5 2 4 直流负荷的计算直流负荷的计算 直流控制负荷直流控制负荷 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 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 直流动力负荷直流动力负荷 控制室内的经常直流照明 事故照明可参考 控制室内的经常直流照明 事故照明可参考 P362 表表10 1 6 估算 估算 事故停电时间事故停电时间 变电所有人值班的按 变电所有人值班的按1h 无人值班按 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 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 表表5 2 3 5 几个定义 几个定义 DL T 5044 2004 3 08 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 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 3 093 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 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 3 103 10 端电池 蓄电池组中基本电池之外的蓄电池 参见 钢铁 上 端电池 蓄电池组中基本电池之外的蓄电池 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 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 6 10 1 2 10kV及以下变配电所直流操作电源设计原则及以下变配电所直流操作电源设计原则 直流电源直流电源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 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或或110V直流系统应采用蓄电池组 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 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少 端电池的个数 铅酸蓄电池组不宜设置端电池 镉镍碱性蓄电池组宜减少 端电池的个数 4 1 6 7 直流系统电压直流系统电压 4 2 1 直流系统标称电压 专供控制负荷 直流系统标称电压 专供控制负荷 110V 4 2 1 专供动力负荷 专供动力负荷 220V 合并供电 合并供电 110V或或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 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 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 不高于专供动力负荷 不高于112 5 合并供电 不高于 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 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 专供动力负荷 不低于87 5 合并供电 不低于 合并供电 不低于87 5 4 2 4 8 10 1 3 直流系统接线直流系统接线 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 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 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 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 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 切换过程中允许切换过程中允许 2 组蓄电池短时并联运行 组蓄电池短时并联运行 4 5 1 设有端电池的镉镍碱性蓄电池组 应设有降压装置 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 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 9 10 1 4 蓄电池的选择及容量计算方法蓄电池的选择及容量计算方法 蓄电池选型蓄电池选型 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 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 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之之3 蓄电池的组数 蓄电池的组数 110kV及以下变电所宜装设及以下变电所宜装设1 组蓄电池 对于重要的组蓄电池 对于重要的110kV 变电所也可装设变电所也可装设2 组蓄电池 组蓄电池 4 3 2之之9 蓄电池个数选择 按浮充电运行时 直流母线电压为 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 直流系统标称电压 选择蓄电池个数 直流系统标称电压 V 单体蓄电池浮充电电压 单体蓄电池浮充电电压 V 蓄电池个数 蓄电池个数 fn UUn 05 1 f U n U n 10 单体蓄电池放电末期终止电压 单体蓄电池放电末期终止电压 附录附录B B 1 3 控制用蓄电池动力及合并用蓄电池 直流系统标称电压 控制用蓄电池动力及合并用蓄电池 直流系统标称电压 V 蓄电池个数 用单体蓄电池放电末期终止电压 查出容量换算系数 计算事故全停电状态下的持续放电容量 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压 反算符合电压水平 的蓄电池容量 蓄电池个数 用单体蓄电池放电末期终止电压 查出容量换算系数 计算事故全停电状态下的持续放电容量 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压 反算符合电压水平 的蓄电池容量 n U U n m 875 0 n U n U U n m 85 0 m U n m U CC K C C m U 11 电压控制法 容量换算法 计算蓄电池容量电压控制法 容量换算法 计算蓄电池容量 附录B B 2 1附录B B 2 1 1 1 直流负荷统计直流负荷统计B 2 1 1表 B 4B 2 1 1表 B 4 2 2 满足事故全停电状态下的持续放电容量 满足事故全停电状态下的持续放电容量 B 2 1 2B 2 1 2 蓄电池容量 Ah 持续事故放电容量 Ah 可靠系数 取1 40 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 蓄电池容量 Ah 持续事故放电容量 Ah 可靠系数 取1 40 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 14DL T 5044 附录B 表B 6 B 14查出 根据计算值选取蓄电池10h放电率标称容量 P369 图10 1 6是用曲线型式查 查出 根据计算值选取蓄电池10h放电率标称容量 P369 图10 1 6是用曲线型式查 CC XS KC K C KC C C K K XS C CC K 10 C C CCC K 12 3 电压水平计算 3 电压水平计算附录附录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 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 事故放电初期 事故放电初期 1min 冲击系数 可靠系数 取1 1 事故放电初期 1min 冲击电流 A 冲击系数 可靠系数 取1 1 事故放电初期 1min 冲击电流 A 公式 B 2 公式 B 2 10h放电率电流 A 根据由 10h放电率电流 A 根据由 DL T 5044 附录附录B 图图B 1 B 13 冲击曲线中冲击曲线中 0 0 曲 线查出单体电池电压值 则蓄电池的端电压为 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 蓄电池组出口端电压值 V 蓄电池组的单体电池个数 蓄电池组的单体电池个数 公式 B 2公式 B 2 单体电池电压值 V 值应大于蓄电池标称电压的 85 或 87 5 单体电池电压值 V 值应大于蓄电池标称电压的 85 或 87 5 d U dD nUU 10 I I KK cho Kcho K K cho K cho I 10 I cho K D U n D U 13 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 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 任何事故放电阶段的10h放电率电流倍数 任何事故放电阶段的10h放电率电