直流系統(tǒng)計算

某變電站直流系統(tǒng)一、本期工程站內直流系統(tǒng)配置方案：站內直流系統(tǒng)額定電壓采用DC220V。直流系統(tǒng)接線采用單母線分段方式，兩段母線間設聯(lián)絡開關，正常運行時聯(lián)絡斷路器處于斷開位置。每段母線各帶1套充電裝置和1組蓄電池。配置兩組高頻開關充電裝置，每組采用6臺30A充電模塊。配置兩組500Ah蓄電池單體蓄電池的浮充電壓取2.23V,每組配置104只。配置2套UPS系統(tǒng)，每套容量取10kVA。配置1套事故照明系統(tǒng),每套容量取8kVA。以上參數的選擇可見初設報告計算過程。屏柜具體布置方案考慮：二次設備室配置2面直流充電柜、2面直流饋線柜、1面直流母線進線及聯(lián)絡柜；220kV繼電器室配置4面直流分電柜；110kV繼電器室配置1面直流分電柜（接于I段母線）、35kV開關柜室內配置2面直流分電柜（接于II段母線）。二、電纜及開關配合計算分析：1）系統(tǒng)參數：蓄電池組：500Ah 220V 104個蓄電池連接條為硬連接，蓄電池柜至直流柜敷設電纜長度約18m,直流柜至220kV分電柜敷設電纜長度約90m、至110kV分電柜敷設電纜長度約175m，至35kV分電柜敷設電纜長度約40m，分電柜至終端開關電纜平均長度約30m。系統(tǒng)網絡圖圖中：L1為蓄電池組至直流柜電纜；L2為直流柜至直流分柜電纜；L3為直流分柜至終端開關電纜。2）保護電氣選擇及分析：電纜選擇：L3電纜選擇：根據規(guī)程，本例L3電纜截面為4mm2,計算電流為10A。因此，其壓降為：△Up3=0.0184X2X30X10/4=2.76V，2.76/220=1.25%。符合規(guī)程要求（1%Un?1.5%Un）。L2電纜選擇：根據規(guī)程，a） 220kV繼電器室分電柜至饋線柜L2電纜截面為25mm2,計算電流為64A。因此，其壓降為：△Up2=0.0184X2X90X64/25=8.47V，8.47/220=3.9%。符合規(guī)程要求（3%Un?5%Un）。b） 110kV繼電器室分電柜至饋線柜L2電纜截面為50mm2,計算電流為64A。因此，其壓降為：△Up2=0.0184X2X175X64/50=8.24V，8.24/220=3.7%。符合規(guī)程要求（3%Un?5%Un）。c） 35kV繼電器室分電柜至饋線柜L2電纜截面為10mm2，計算電流為64A。因此，其壓降為：△Up2=0.0184X2X40X64/10=9.42V，9.42/220=4.3%。符合規(guī)程要求（3%Un?5%Un）。但由于10mm2截面YJV電纜載流量為54.8A，小于計算電流64A,故考慮將電纜截面增至25mm2,其壓降為：△Up2=0.0184X2X40X64/25=3.78V,3.78/220=1.7%,直流饋線柜至終端斷路器壓降為1.25%+1.7%=2.95%<6.5%,滿足規(guī)程要求。L1電纜選擇：根據規(guī)程,L1計算電流按蓄電池組1小時放電電流選擇,即5.5l10=275A,根據載流量選擇電纜截面185mm2。因此，其壓降為：△Up^O.0184X2X18X275/185=0.98V,0.98/220=0.4%。符合規(guī)程要求(W1%Un)。保護電器選擇：S3斷路器選擇：根據上?！蹲冸娬局绷麟娫聪到y(tǒng)配置技術原則》6.1.5對于輻射形接線方式回路，級差配合均應在饋線總屏和分屏內完成。繼電保護、通信等設備各屏柜本身自帶的的直流斷路器僅視作斷開點,可不按保護元件定值級差要求考核，但應避免下級脫扣定值高于上級的現象?！盨4斷路器的額定電流選16A或32A。本計算書暫不考慮S3與S4之間的極差配合。S2斷路器選擇：根據規(guī)程表E-3.2,選3倍S2斷路器的額定電流。即3.5X32=112A,選125A具有短延時保護的斷路器。F1熔斷器的選擇:根據規(guī)程表E-4,選擇224?500A熔斷器，本工程選擇400A。計算分析：d1點的短路電流為：ld1=220/(r+RL1)d2點的短路電流為：Id2=220/(r+RL1+Rs2) (F1內阻忽略不計)d3點的短路電流為：ld3=220/(r+RL1+Rs2+RL2+Rs3)d4點的短路電流為：Id4=220/(r+RL1+Rs2+RL2+Rs3+RL3+Rs4)其中：r為蓄電池內阻，r=29.016mQ；RL1為電纜L1的內阻，RL1=0.0184X2X18/185=3.58mQ；Rs2為S2斷路器的內阻，125A直流斷路器內阻為1.02mQ、160A直流斷路器內阻為0.93mQ，采用人民電器廠GM225M/2328型斷路器，脫扣電流為8In?12In；RL2為電纜L2的內阻；Rs3為S3斷路器的內阻，16A直流斷路器內阻為15.6mQ、32A直流斷路器內阻為4.6mQ,采用人民電器廠GM32M-2328R型斷路器，脫扣電流為8In?12In；RL3為電纜L3的內阻；Rs4為S4斷路器的內阻約266mQ,采用人民電器廠GM32M-2328R型斷路器，脫扣電流為8ln?12In。因此：220kV繼電器室直流分屏Id1=220/(r+RL1)=220/(29.016+3.58)=6749AId2=220/(r+RL1+Rs2)=220/(29.016+3.58+0.93)=6562AId3=220/(r+RL1+Rs2+RL2+Rs3)=220/(29.016+3.58+0.93+132.5+15.6)=1211AId4=220/(r+RL1+Rs2+RL2+Rs3+RL3+Rs4)=220/(29.016+3.58+0.93+132.5+15.6+276+266)=304A選擇性配合分析：d4點的短路：S4(4A)斷路器的最大瞬時短路保護(速度保護)電流為：12In=12X4=48Ao48A<Id4(304A),S4斷路器動作。d3點的短路:S3(16A)斷路器最大瞬時短路保護電流為：12ln=12X16=192A,192A<Id3(1211A),S3斷路器動作；S3(16A)斷路器最小瞬時短路保護電流為：8ln=8X16=128A<Id4(304A),S4斷路器動作，無選擇性。(本工程要求不考慮，有文作依據)°S2斷路器最小瞬時短路保護電流為：8In=8X160=1280A°1280A>Id3(1211A),S2斷路器不動作,具有選擇性。d2點的短路：S2(160A)斷路器最大瞬時短路保護電流為：12In=12X160=1920A。1920A<Id2(6262A)，S2斷路器瞬時短路保護動作。F1熔斷器動作時間大于S2斷路器動作時間，具有選擇性。d1點的短路：F1熔斷器動作。110kV繼電器室直流分屏Id1=220/(r+RL1)=220/(29.016+3.58)=6749AId2=220/(r+RL1+Rs2)=220/(29.016+3.58+0.93)=6562AId3=220/(r+RL1+Rs2+RL2+Rs3)=220/(29.016+3.58+0.93+128.8+15.6)=1236AId4=220/(r+RL1+Rs2+RL2+Rs3+RL3+Rs4)=220/(29.016+3.58+0.93+128.8+15.6+276+266)=306A選擇性配合分析：d4點的短路：S4(4A)斷路器的最大瞬時短路保護(速度保護)電流為：121n=12X4=48A。48Avld4(306A),S4斷路器動作。d3點的短路:S3(16A)斷路器最大瞬時短路保護電流為：12ln=12X16=192A,192A<ld3(1236A)，S3斷路器動作。S2斷路器最小瞬時短路保護電流為：8ln=8X160=1280A。1280A>ld3(1236A)，S2斷路器不動作，具有選擇性。d2點的短路：S2(160A)斷路器最大瞬時短路保護電流為：12In=12X160=1920A。1920A<ld2(6562A)，S2斷路器瞬時短路保護動作。F1熔斷器動作時間大于S2斷路器動作時間，具有選擇性。d1點的短路：F1熔斷器動作。c)35kV繼電器室直流分屏Id1=220/(r+RL1)=220/(29.016+3.58)=6749AId2=220/(r+RL1+Rs2)=220/(29.016+3.58+1.02)=6545AId3=220/(r+RL1+Rs2+RL2+Rs3)=220/(29.016+3.58+1.02+58.8+15.6)=2036AId4=220/(r+RL1+Rs2+RL2+Rs3+RL3+Rs4)=220/(29.016+3.58+1.02+58.8+15.6+276+266)=338A選擇性配合分析：d4點的短路：S4(4A)斷路器的最大瞬時短路保護(速度保護)電流為：12In=12X4=48A。48A<Id4(338A),S4斷路器動作。d3點的短路:S3(16A)斷路器最大瞬時短路保護電流為：12ln=12X16=192A,192A<Id3(2036A),S3斷路器動作。S2斷路器最小瞬時短路保護電流