变配电所操作电源

变配电所操作电源
2005-11-14

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1.直流操作电源设计要求
1.1 直流系统设计要求
蓄电池的直流系统采用220、110、48V三种电压。
(1)变电所的直流母线，宜采用母线或分段单母线的接线。采用分段单母线时，蓄电应能切换至任一母线。
(2)重要变电所的操作电源，宜采用一组110V或220V固定铅酸蓄电池组或镉镍蓄电池组。作为充电、浮充电用的硅整流装置宜合用一套。其他变电所的操作电源，宜采用成套的小容量镉镍电池装置或电容储能装置。
(3)供一级负荷的配电所或大型配电所，当装有电磁操动机构的断路器时，应采用220V或110V蓄电池组作为合、分闸直流操作电源；当装有弹簧储能操动机构的断路器时，宜采用小容量镉镍电池装置作为合、分闸操作电源。
(4)中型配电所当装有电磁操动机构的断路器时，合闸电源宜采用硅整流，分闸电源可采用小容量镉镍电池装置或电容储能。对重要负荷供电时，合、分闸电源宜采用镉镍电池装置。当装有弹簧储能操动机构的断路器时，宜采用小容量镉镍电池装置或电容储能式硅整流装置作为合、分闸操作电源。
采用硅整流作为电磁操动机构合闸电源时，应校核该整流合闸电源能保证断路器在事故情况下可靠合闸。
(5)蓄电池组的容量，应满足下列要求：
1)全所事故停电1h的放电容量；DL/T5044-2004电力工程直流系统设计技术规程(无人值班2h)。
2)事故放电末期最大的冲击负荷容量。
小容量镉镍电池装置中的镉镍电池容量，应满足分闸、信号和继电保护的要求。
(6)当采用蓄电池组作直流电源时，由浮充电设备引起的波纹系数不应大于5％；电压许波动应控制在额定电压的5％范围内。放电末期直流母线电压下限不应低于额定电压的85％，充电后期直流母线电压上限不应高于额定电压的115％。
(7)交流整流电源作为继电保护直流电源时，应符合下列要求：
1)直流母线电压，在最大负荷时保护动作不应低于额定电压的80％，最高电压不应超过额定电压的115％，并应采取稳压、限幅和滤波的措施。电压允许波动应控制在额定电压5％范围内，波纹系数不应大于5％。
2)当采用复式整流时，应保证在各种运行方式下，在不同故障点和不同相别短路时，保护装置均能可靠动作。
3)对采用电容储能电源的变电所和水电厂，电力设备和线路应具有可靠的远后备保护；在失去交流电源情况下，当有几套保护同时动作时，或在其他情况下消耗直流能量最大时，应保证保护与断路器可靠动作同一厂所的电源储能电容的组数应与保护的级数相适应。

1.2 蓄电池选择及容量计算方法
(1)蓄电池容量计算
蓄电池组容量的选择，应满足持续放电容量和冲击电流两个条件。
(2)蓄电池数量的选择，应保证直流母线电压在事故放电终了和充电末期均能比额定电压高出5％计算。

1.3直流设备选择方法和布置
1.3.1直流设备选择
（1）直流电源成套装置的选择。
1)阀控式铅酸蓄电池，容量在300Ah及以下的可组成成套装置。
2)高倍率镉镍碱性蓄电池，容量在40Ah及以下的应组成成套装置。
3）直流电源成套装置宜按蓄电池，充电装置和馈线分别设屏（柜）。
(2)充电装置选择。
1）蓄电池的充电装置宜选用高频开关整流装置或晶闸管式整流装置，应满足蓄电池充电和浮充电要求。
充电装置应具有稳压、稳流及限流性能，宜采用微机型。具有浮充电、自动均衡充电和手动稳流充电等功能：应为长期连续工作制。
充电装置的交流输入宜为三相制，额定频率为50Hz，额定电压为380V±10％。小容量充电装置的交流输入可采用单相220V±10％。
充电装置的主要技术参数见表1
2)充电装置的选择：充电装置的额定电流的选择应满足下列条件：
a.满足浮充电流要求；
b.大于初充电电流；
c.大于均衡充电电流。
浮充电的输出电流应按经常负荷电流与蓄电池自放电流之和选择。
3)充电装置的输出电压调节范围应满足蓄电池放电末期和充电末期电压的要求。
浮充电装置直流侧的长期工作电压对于220V和110V蓄电池组分别为230V和115V。
4)高频开关充电装置的谐波干扰、电磁兼容&#8226;、均流系数、功率因数等指标应符合有关标准。
(3)直流屏上的设备及导体选择。
1)直流屏和充电装置屏宜采用柜式加强型结构，其防护等级不低于IP20。
直流屏正面仪表板应能开启，屏后宜开门，前门下部和后门上部宜设百叶窗。外形尺寸宜采用800mm×600mm×2200mm(宽×深×高)。
2)直流屏主母线宜采用阻燃绝缘铜母线，应按1h放电率或充电设备的额定电流计算长期允许载流量，并应进行短路电流热稳定校验和按短时最大负荷，校验其温度不超过绝缘体的允许事故过负荷温度。单体蓄电池之间宜采用绝缘软导线连接。
3)蓄电池出口回路的保护电器的额定电流，应按蓄电池1h放电率电流再加大一级选择，并应与直流馈线回路保护电器相配合。
4)操作电器应按回路额定电压和额定电流选择。
5)直流馈线的动开关和熔断器的选择应符合下列规定：
a.额定电压应大于或等于回路的工作电压。
b.对于直流电动机馈线应考虑电动机启动电流；对于控制、信号馈线应按短时最大工作电流选择。
c.电磁型操动机构合闸线圈回路的自动开关或熔断器熔件，可按0.2～0.3倍的额定合闸电流选择，但自动开关过载脱扣时间或熔件的熔断时间应大于断路器固有合闸时间。
d.自动开关应选择直流空气开关，其过载保护应满足干线较支线大2～4级的要求；依据短路电流计算，还应保证短路时的选择性及可靠动作。
6)蓄电池与直流屏
a.蓄电池与直流屏之间的联络电缆长期允许载流量的选择应按蓄电池lh放电率电流或事故放电初期1min放电电流二者取大者。电压降应不大于计算允许值，宜取额定电压的1％。
b.直流动力馈线电缆截面应根据最大负荷电流，并按直流母线计算的最低电压和用电设备的允许电压选择。
c.直流屏与直流分电屏电缆截面应根据最大负荷电流选择。电压降宜取额定电压的0.5％。
3)合闸回路电缆截面的选择应符合下列规定：
a.当蓄电池浮充运行时，应保证最远1台断路器可靠合闸所需的电压(合闸网络为环状供电时，应按任一电源侧电缆断开的条件)。
b.当事故放电直流母线电压在最低电压值时，应保证恢复供电的断路器能可靠合闸所需的电压。
7)由直流屏引出的控制、信号馈线应选择铜芯电缆，其截面不宜小于4mm2。电压降不应超过直流母线额定电压的5％。
1.3.2 直流设备布置
(1)蓄电池组宜布置在电气控制楼底层或电气控制室附近。不同容量、不同电压的蓄电池可以同室布置，但酸性蓄电池和碱性蓄电池不应在同一室内。
(2)直流系统充电装置和直流屏(柜)宜布置在控制室内，也可布置在专用的电源室内。
(3)蓄电池室内应有运行检修通道。通道一侧装设蓄电池时，通道宽度不应小于800mm；两侧均装设蓄电池时，通道宽度不应小于1000nmi。
(4)直流屏(柜)的布置，应考虑运行维护及调试方便。通道宽度可参见表2确定。
(5)碱性镉镍蓄电池可安装在屏（柜）内，也可在室内成架排列，应保证蓄电池组的绝缘性能，并便于观察液面，便于维护与检修。
阀控式密封铅酸蓄电池应根据出厂要求，采用立式或卧放方式安装在蓄电池屏（柜）或架上。

1.4 直流系统绝缘监测装置的选择及配置要求
1.4.1 直流绝缘监测装置
为防止由于直流系统两点接地造成继电保护和自动装置的误动作，直流系统中必须装设能连续工作且足够灵敏的绝缘状态监视装置。
直流系统的绝缘监察装置采用直流绝缘监测继电器，当直流系统中任一极绝缘降低到允许值以下时，继电器动作发出信号。
1.4.2 电压监察装置
电压监察装置由两只电压继电器组成，当直流系统出出电压或过电压时，发出信号。

2. 交流操作电源的设计要求
（1）小型配电所宜采用弹簧储能操作机构合闸和去分流分闸的全交流操作。
（2）当采用交流操作的保护装置时，短路保护可由被保护元件的电流互感器取得操作电流。变电器的瓦斯保护和中性点非直接接地电力网的接地保护，可由电压互感器或变电所所用变压器取得操作电源，亦可增加电容储能电源作为跳闸的后备电源。
(3)保护装置由在线式UPS装置取得操作电源。