變電站用交直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明.

1、變電站用交直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)nGBl497-85 低壓電器基本標(biāo)準(zhǔn)nGB725-97 低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備nZBK45017 電力系統(tǒng)用操作電源屏通用技術(shù)條件nIEC一60439 低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的成套裝置nDL/T 4592000 電力系統(tǒng)直流電源柜訂貨技術(shù)條件nDL/T 504495 火力發(fā)電廠、變電所直流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 技術(shù)規(guī)定nDL/T 7242001 電力系統(tǒng)用蓄電池直流電源裝置運(yùn) 行與維護(hù)技術(shù)規(guī)程nDL/T 8562004 電力用直流電源監(jiān)控裝置nDL/T 7812001 電力用高頻開(kāi)關(guān)整流模塊n14#線交直流屏技術(shù)協(xié)議14#線 A型交、直流柜屏面圖2260601910811

2、67交 流 柜2354800直 流 電 源 柜8001電 池 柜80016SIEMENSSIEMENS16SIEMENSSIEMENS15SIEMENS1281392134SIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENS16SIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENS1065711111717171114SDSDSDSDSDS

3、DSDSDSDSDSDSDSDSDSD1212SDSDSDSDSD 14#線B型交、直流柜屏面圖226060191081167交 流 柜2354800直 流 電 源 柜8001電 池 柜80015892134106571111SIEMENS1213111416SIEMENSSIEMENS16SIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENS1717SDSDSDSDSDSDSDSDSDSDSD12

4、12SDSDSDSDSDn兩路交流進(jìn)線，互為備用，可手動(dòng)、自動(dòng)切換，選用WATSNB 4.CBR/63A ATS（總?cè)萘?0KVA，計(jì)算電流值為46A，根據(jù)協(xié)議要求選擇63A容量ATS），實(shí)現(xiàn)機(jī)械、電氣雙重互鎖功能；n屏面設(shè)置兩路進(jìn)線電源電壓表，及三相電流表；n交流屏的監(jiān)控信號(hào)傳至直流屏，由直流屏統(tǒng)一上傳變電站自動(dòng)化系統(tǒng)。一、交流電源柜 交流柜系統(tǒng)原理圖NL2L3L1交流電源母線2QF1QF3QF5SJ75SJ75SJ740A40A40A6QF5SJ716A7QF5SJ716A13QF5SJ716A14QF5SJ716A15QF5SJ716A16QF5SJ716A20QF5SJ716A19QF

5、5SJ716A18QF5SJ716AFU3DC220V濾波電源EMI23H13H23H33H63H73H133H143H153H163H183H193H205QF5SJ716A3H517QF5SJ716A3H172#低壓電源NL1L2L32SVFU22QK2PV1PV1QKFU11SVL3L2L1N1#低壓電源交流雙電源切換裝置13PA1TA4QF避雷器WATSN B-100/63.4 CB.RBL1PA194I-100APZ194U-450VNSX100NA-4P/100ANSX100NA-4P/100ART14-20/6RT14-20/640A5SJ7FU4AC模塊AC3H4FS/3+1

6、AC20電源與通信到直流屏n監(jiān)測(cè)兩路進(jìn)線電源電壓，當(dāng)某一路三相電壓出現(xiàn)過(guò)壓、欠壓、失壓、缺相情況時(shí)，互投裝置會(huì)自動(dòng)切換至另外一路電源工作。本套裝置選用的是自投自復(fù)型工作方式（可在設(shè)定程序中更改），即以常用電源為主，備用電源為輔，當(dāng)常用電源出現(xiàn)異常時(shí)，ATS切換到備用電源工作；當(dāng)常用電源恢復(fù)正常時(shí)，ATS會(huì)切換回至常用電源工作狀態(tài)。 ATS工作原理ATS控制器ATS控制器參數(shù)設(shè)置程序 交流柜控制原理圖1#交流異常公共端交流系統(tǒng)故障S7 CPU224XPQ0.7I1.4I1.52MI1.3I1.1I1.22L+2MCOM2RS485或RS2321號(hào)交流電源投切2號(hào)交流電源投切I0.1I1.0I0.

7、6I0.7I0.5I0.3I0.4I0.2去AC模塊去直流屏1MI0.0RS485或RS232COM1Q0.0Q0.5Q0.6Q0.4Q0.2Q0.3Q0.11M1L+2K12K22K3公共端ML+DC+24V0VL+M2#交流異常Q1.0Q1.11號(hào)交流電源工作2號(hào)交流電源工作交流饋出正常/跳閘交流互投裝置跳閘故障IMMB+A+V13GT+GT-4AC213023221419 20181716151AT-T+23112FU-KM+KM112528272624291B1CN2A2B2CNN避雷器動(dòng)作JQX1n系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：?jiǎn)纬潆姍C(jī)、單電池組、單母線分段結(jié)構(gòu)n系統(tǒng)組成：由充電模塊、電池組、調(diào)壓裝置、

8、饋線開(kāi)關(guān)、微機(jī)監(jiān)控裝置、接地選線裝置、電池巡檢裝置等組成。二、直流電源柜 直流柜系統(tǒng)原理圖8PA電池組80AH.220V3QK-+V5PV220V.DC3+1充電裝置27QF自動(dòng)調(diào)壓裝置26QFL3L2L1NFU66PV避雷器BATU1-U428QFER22010/T2CWL 20A/35V5SJ5-20ART14-20/6NSX100NA-100APA195I-50APZ195U-450VPZ195U-450V46PA1TAPA194I-100A7PAAPA195I-50AQF1015SJ532A5SJ532AQF1045SJ516AQF1055SJ516AQF1105SJ510AQF111

9、5SJ510AQF115QF2015SJ532A5SJ532AQF2045SJ516AQF2055SJ516AQF2105SJ510AQF2115SJ510AQF2154QK5QK備用接地檢測(cè)裝置5SJ5 250RA31CT11CT41CT51CT101CT111CT151H11H41H51H101H111H152CT12CT42CT52CT102CT112CT152H12H42H52H102H112H15FU7DC24VFU8觸摸屏CPU226DC24V模塊濾波電源EMI1DY1FU0A電池巡檢裝置CPU15SJ5 250電源模塊DY2（霍爾傳感器工作電源）DC15VDC15VAD模塊ADZ

10、JJ、JDMK失壓繼電器K1CMP電源與通信來(lái)自交流屏充電模塊數(shù)量選擇n電池組充電電流：I108A（80/10）（A型屏） I105A（50/10） （B型屏）n饋線負(fù)荷總?cè)萘浚籲冗余備份N+1或N+2備份方式n以上三者之和即為充電機(jī)總?cè)萘縩一般當(dāng)饋線負(fù)荷總?cè)萘?0A時(shí)，對(duì)于80AH/50AH電池組，選用3*10A模塊即可，但本次設(shè)計(jì)中A型屏選擇4*10A充電模塊、B型屏選擇3*10A充電模塊的配置方式，應(yīng)該是考慮到兩條線路的母線負(fù)荷容量不同的原因。斷路器選擇n充電裝置輸入斷路器： 交流側(cè)與直流側(cè)的輸出功率應(yīng)相同，則有： 模塊交流側(cè)的輸出功率P = IU/ 式中 P：交流輸入的功率 I ：直流

11、輸出最大電流 U：直流輸出最大電壓 ：高頻開(kāi)關(guān)模塊效率0.92 P = 410286/0.92=12.43KW（A型屏） P = 31/2 IUCOS 式中 I：交流線電流 U：交流線電壓 COS：功率因數(shù) 取0.85 則I = P /31/2 UCOS= 12.431000/31/2 3800.85=16 (A) 同理，計(jì)算出B型屏充電機(jī)交流輸入電流I12(A) 本套裝置中充電機(jī)輸入斷路器選擇32A（A型屏），25A（B型屏）斷路器選擇n充電裝置輸出斷路器： In=KcIcn (可靠系數(shù)Kc=1.251.5，Icn充電 機(jī)額定電流) 本套裝置中充電機(jī)輸出斷路器選擇計(jì)算： In40*1.255

12、0A，選擇80A開(kāi)關(guān)（A型屏） In30*1.2537.5A，選擇80A開(kāi)關(guān)（B型屏）n蓄電池組輸出斷路器： 選擇 InI5.5（I5.5 蓄電池10h放電率的5.5倍） 與InKcImax (Kc=2.03.0, Imax為饋線中額定電流最 大者）中的大者。 本套裝置輸出斷路器計(jì)算： 按放電率計(jì)算In44A（A型屏）， In28A（B型屏）； 按饋出斷路器額定電流最大者計(jì)算： In32*263A 我們配置的斷路器為負(fù)荷開(kāi)關(guān)，因此最終選擇NS100NA。微機(jī)監(jiān)控裝置n采用了PLC+觸摸屏的監(jiān)控方式，操作簡(jiǎn)單、直觀，界面友好。從觸摸屏中可以看到整個(gè)交直流系統(tǒng)運(yùn)行模擬圖，各監(jiān)測(cè)模塊的運(yùn)行狀態(tài)，各運(yùn)

13、行參數(shù)測(cè)量值，以及當(dāng)前發(fā)生的報(bào)警記錄情況和歷史記錄。n微機(jī)操作 參數(shù)設(shè)定（見(jiàn)參數(shù)設(shè)定參考）。如果直流電源裝置一旦投入運(yùn)行，只有通過(guò)顯示按鈕來(lái)檢查各項(xiàng)參數(shù)，若均正常，就不能隨意改動(dòng)整定參數(shù)。n操作 （見(jiàn)PLC說(shuō)明書(shū)）n監(jiān)測(cè)量 （見(jiàn)直流柜控制原理圖）微機(jī)監(jiān)控裝置交、直流屏各參數(shù)設(shè)定參考n充電機(jī)設(shè)定： 浮充電壓：243V 均充電壓：254V 均充電流：8/5A（80/50AH） 額定電流：40A/30A 浮均電流：3A 均浮電流：1A 恒壓定時(shí)：3小時(shí) 均充定時(shí)：12小時(shí) 自動(dòng)均充：180天n控制母線設(shè)定： 控制母線上限：242V 控制母線下限：198V 絕緣電阻下限：24K n交流設(shè)定： 交流上限

14、：275V 交流下限：175Vn電池組設(shè)定： 電池組上限：260V 電池組下限：198V 單電池上限：15.5V 單電池下限：10.8V電池節(jié)數(shù)：18只直流柜控制原理圖電池組異常充電模塊故障交流電源故障控制母線接地控制母線欠壓控制母線過(guò)壓直流系統(tǒng)故障公共端0VI2.0SIMATIC MICRO S7 CPU226公共端I2.5I2.7L+MI2.6I2.4I2.3I2.1I2.2充電機(jī)直流正常/跳閘I段控制母線饋出跳閘直流系統(tǒng)接地電池組開(kāi)關(guān)投切電池組保險(xiǎn)熔斷自動(dòng)調(diào)壓裝置故障充電機(jī)交流輸入投切充電機(jī)交流正常/跳閘充電機(jī)直流輸出投切I0.7I1.42MI1.5I1.6I1.7I1.0I1.2I1.

15、1I1.3COM1RS485或RS232去觸摸屏I0.2I0.4I0.3I0.5I0.6I0.01MI0.1去電池巡檢儀RS485或RS232COM2Q1.6L+DC+24V電源MQ1.71K41K21K3Q0.6Q1.1Q1.3Q1.2Q1.5Q1.42M2L+Q1.0Q0.71K61K71K81K5Q0.1Q0.3Q0.2Q0.4Q0.51L+MQ0.013G電池組電壓控制母線電壓789 10T+GT-456AD2132 3330 3123221419 2018171615充電機(jī)電壓T-T+23112FU-KM+KM1125282726242934控制母線電流電池組電流充電機(jī)電流避雷器動(dòng)作

16、I段母線投切II段母線投切1K1絕緣監(jiān)察狀態(tài)II段控制母線饋出跳閘接地試驗(yàn)JQX微機(jī)監(jiān)控裝置n絕緣監(jiān)察裝置 配置了絕緣監(jiān)察繼電器和接地選線裝置互相切換使用的工作方式。在平時(shí)的工作狀態(tài)中，可將接地裝置轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)至繼電器位置，當(dāng)繼電器檢測(cè)到接地情況時(shí)可旋轉(zhuǎn)至接地選線裝置位置進(jìn)行支路檢測(cè)，以查到接地支路進(jìn)行故障排查。 接地試驗(yàn)功能n電池巡檢裝置 采用單支電池巡檢模式，可對(duì)單只及整組電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)可從觸摸屏上直接讀到，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)（單支或整組電池過(guò)、欠壓）微機(jī)發(fā)出報(bào)警并可上傳至上位機(jī)。為了更好的進(jìn)行電池組管理，還配備了溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，當(dāng)檢測(cè)溫度與理想溫度（25度）有所偏差時(shí)，自動(dòng)調(diào)整充電機(jī)輸出

17、電壓以達(dá)到最理想的充電狀態(tài)。微機(jī)監(jiān)控裝置接地試驗(yàn)閥控蓄電池的充放電管理n采用I10電流進(jìn)行恒流充電，當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到均充電壓設(shè)定值254V時(shí)（2.35*108），恒壓然后隨著電池容量的增加，充電電流在逐漸的減小，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的均充轉(zhuǎn)浮充電流值時(shí)，經(jīng)過(guò)充電倒計(jì)時(shí)時(shí)間，自動(dòng)的由均充狀態(tài)變?yōu)楦〕錉顟B(tài)，電壓由254V轉(zhuǎn)到243V（2.25*108），此時(shí)電池中恒流限壓充電轉(zhuǎn)為恒壓充電。n補(bǔ)充充電：為了彌補(bǔ)運(yùn)行中因浮充電壓調(diào)整不當(dāng)，造成欠充電或電池組每單節(jié)電池之間電壓偏壓大于0.3V（12V電池），自放電和爬電漏電造成蓄電池容量虧損或不均，根據(jù)需要設(shè)定時(shí)間（一般為3個(gè)月），充電裝置自動(dòng)（手動(dòng)）進(jìn)行一次恒流

18、限壓充電恒壓充電浮充電過(guò)程使蓄電池隨時(shí)具有滿容量，保持運(yùn)行安全可靠。n以上充電均是以電池環(huán)境溫度25為基準(zhǔn)溫度的充電電壓，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，蓄電池的充電電壓將發(fā)生改變。溫度每變化1單格充電電壓變化值稱為溫度系數(shù)。溫度每升高1每單格電池充電電壓應(yīng)下降（35）mv，溫度每降低1每單格電池充電電壓上升（35）mv。閥控蓄電池的充放電管理n溫度每變化1，成組電池充電電壓應(yīng)變化（0.3240.54）V，選取時(shí)一般對(duì)成組電壓（108只/2V、18只/12V）溫度每變化1，電池電壓變化0.4V。 n電池的核對(duì)性放電：長(zhǎng)期運(yùn)行在恒流限壓恒壓充電浮充電過(guò)程中，由于內(nèi)部缺水或干裂等原因，無(wú)法判斷電池的現(xiàn)有容量

19、，只有通過(guò)電池核對(duì)性放電，才能找出電池存在的問(wèn)題。n新安裝或大修后的電池組，應(yīng)進(jìn)行核對(duì)容量試驗(yàn)，以后每隔1至2年進(jìn)行一次核對(duì)容量試驗(yàn)，運(yùn)行6年以上電池，每年作一次核對(duì)試驗(yàn)，若經(jīng)過(guò)3次全核對(duì)性放電，電池容量達(dá)不到80%以上，可認(rèn)為此組電池使用年限已到。n根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況應(yīng)定期對(duì)電池池組進(jìn)行外殼清潔工作，測(cè)試電池組單節(jié)電池電壓，測(cè)量電池溫升，蓄電池殼體是否異常等。固定閥控密封鉛酸蓄電池運(yùn)行中電壓偏差及放電終止電壓規(guī)定蓄電池標(biāo)稱電壓（12V）運(yùn)行中電壓偏差值0.3V開(kāi)路電壓最大最小電壓差值0.06放電終止電壓值10.80 (1.806)閥控蓄電池的充放電管理 n閥控式密封鉛酸蓄電池運(yùn)行狀態(tài)示波圖如下圖所示：U(V)I(A)充電機(jī)電壓電池組電壓充放電電流232V2