【導讀】題目變電站直流系統(tǒng)分析與設計。系部電力工程系專業(yè)電氣自動化技術。姓名楊柳青班級電氣0903. 指導教師皮薇薇職稱講師。論文報告提交日期2020年6月5日。鄭州電力高等?？茖W校。變電站直流電源系統(tǒng)是所內(nèi)所有繼電保護、自動化以及二次控制回路、斷路器分合。閘、事故照明等設備工作的電源，直流電源內(nèi)部有蓄電池，能保證在交流失電狀態(tài)下不。直流電源使用蓄電池進行儲能，結(jié)構(gòu)簡單可靠，容易滿足設備對電源可。其設計內(nèi)容主要包括直流系統(tǒng)接線方式，系統(tǒng)電壓確定，蓄電池容量計算，直流充電模塊選擇，ups不停電電源的選擇，通信直流變換器的選擇等。第一章變電站直流系統(tǒng)功能、重要性論述.....-6-. 充電裝置高頻開關電源充電模塊數(shù)量選擇..-32-. 第八章UPS不間斷電源的選擇.............-34-. 第十章各自動開關額定容量的選擇.........-39-. 控制、保護、信號回路斷路器選擇（經(jīng)常負荷、UPS等均。蓄電池組出口回路......

　　

【正文】 單，有時隨主設置配套供貨，不需實際上選型； ○ 2 UPS 系統(tǒng)的故障影響面小。 其缺點： ○ 1 供電可靠性不高； ○ 2 小容量（ 2kW 以下）的 UPS系統(tǒng)往往內(nèi)部自備蓄電池，事故時一般只能保證 15min 全負荷供電，不能滿足事故供電 1h 要求。 變電站直流系統(tǒng)分析與設計 36 集中配置 UPS 系統(tǒng)的容量較大，直流電源可由變電站直流系統(tǒng)供電。 UPS 系統(tǒng)可采用可靠性較高的接線方式。對 UPS 系統(tǒng)的各項 技術要求易滿足，整體可靠性較高，但其接線復雜、投資大。 本站選取集中式配置，接線方式為二路交流、一路直流的輸入方式。接線如下圖： 浮充電器專業(yè)整流器蓄電池直流負荷逆止二極管逆變器控制及同步電路靜態(tài)開關隔離及穩(wěn)定變壓器所用電Ⅰ所用電Ⅱ 變電站直流系統(tǒng)分析與設計 37 第九 章 通信電源設計 變電站通信電源 變電所必須裝設可靠地通信直流電源系統(tǒng)，以確保通信設備的不間斷供電，尤其要保證變電所發(fā)生事故時的不間斷通信供電。設置通信專用的蓄電池組或由交流不停電電源供電。相同直流供電電壓的通信設備宜由同一組蓄電池供電。 通信直流電源，宜采用整流器向蓄電池組浮充電方式供電。 通信直流變換器的作用 通信直流變換器可將直流（ 220VDC、 110VDC、 48VDC、 24VDC）轉(zhuǎn)換為所需的直流電力，主要應用于郵電通信、電力通信、鐵路通信等場合。 對通信電源的特殊要求 （ 1）由于通信電源是正極接地系統(tǒng)，因此要求專用 DCDC變換器與電力專用的 UPS和逆變器一樣，其直流輸入與輸出電氣絕緣隔離，負載側(cè)的任何故障均不能影響到直流母線，更不能造成直流控制母線接地。 （ 2）通信專用 DCDC變換器不但要實現(xiàn)直流輸入與輸出的電氣絕緣隔離，而且要有足夠的輸出短路容量，保證在負載短路時能可靠地分斷回路的斷路器，避免造成通信電源輸出電壓跌落的變電站直流系統(tǒng)分析與設計 38 事故。 （ 3）要求通信專用的 DCDC變換器具備通信接口，并通過RS485總線與集中監(jiān)控器連接，實現(xiàn)對通信電源的全參數(shù)在線監(jiān)控。 （ 4）為提高供電的可靠性 ，通信專用 DCDC 直流變換器要求N+1 并聯(lián)的冗余模式，并且與高頻開關整流模塊一樣，采用硬件自主均流技術，在可靠性要求高的變電站，可配置兩組全容量的直流變換器的模塊熱備份運行。 DC/DC 通信電源技術指標 型號規(guī)格： ZBG212048/220。標稱直流輸入 220V；額定直流輸出 48V/20A。 本站通信計算電流為 48A，選取以上型號的 DC/DC 通信變換器基本數(shù)量 3 個， 再另 選 1 個為備用。一共需要 4 個， 兩個一組分別裝在 分電屏輸出的兩條回路 上。 變電站直流系統(tǒng)分析與設計 39 第十章 各自動開關額定容量的選擇 控 制、保護、信號回路斷路器選擇（經(jīng)常負荷、 UPS 等均分兩段母線） ? ?CSCPCCCn IIIKI ??? 式中 nI 為直流斷路器額定電流； CK 為同時系數(shù)， ； CCI 為控制負荷計算電流； CPI 為保護負荷計算電流； CSI 為信號負荷計算電流。 1）經(jīng) 常負荷： nI ≥ = 無延時 選取額定電流為 6A的 GM563. 2）事故照明 ： nI ≥ = 無延時 選取額定電流為 6A的 GM563. 3） 通信負荷 ： nI ≥ 20=10A 無延時 選取額定電流為 10A的 GM563. 4） UPS負荷 : nI ≥ = 無延時 選取額定電流為 20A的 GM563. 分電屏母線控制回路： 經(jīng)常負荷、事故照明、通信負荷需要的斷路器 額定電流為 16A。 UPS負荷需要的斷路器額定電流為 20A。因此，需要額定電流為 16A和 20A的 GMB32型斷路器。延時時間為10ms。 變電站直流系統(tǒng)分析與設計 40 直流分電柜電源回路 ○ 1 額定電流按照直流分 柜上全部用電回路的計算電流之和選擇 。 ? ?? ??? CSCPCCCn IIIKI 式中 nI 為直流斷路器額定電流； CK 為同時系數(shù)， ； CCI 為控制負荷計算電流； CPI 為保護負荷計算電流； CSI 為信號負荷計算電流。 ○ 2 為保證動作選擇性要求，斷路器額定電流還應大于直流分電柜饋線斷路器的額定電流，它們之間的電流極差不易小于 4 級。 ?nI （ ++48+） = 斷路器： GMB 型（ 30ms） GM 型（ GM100. 額定電流為 ） 隔離開關： GMG 型（ 100A） 充電裝置輸出回路 斷路器額定電流應按充電裝置額定輸出電流選擇，即 mkn IKI ? 式中： nI 直流斷路器額定電流， A； mI 充電裝置額定輸出電流， A； kK 可靠系數(shù)，取 。 變電站直流系統(tǒng)分析與設計 41 得 mkn IKI ? ??? 。故 選用額定電流為 63A 的 GMB100型斷路器 ，延時時間為 60ms。 蓄電池組出口回路 (1)斷路器額定電流按蓄電池的 1h放電率電流選擇，即 h1n II ? 式中： h1I 蓄電池 1h放電率電流， A；鉛酸蓄電池可取 。 (2)按保護動作選擇性條件，即額定電流應大于直流饋線中斷路器額定電流最大的一臺來選擇，即 maxC4n IKI ? 式中： Imax 直流饋線中直 流斷路器最大的額定電流， A； C4K 配合系數(shù)，一般可取 ，必要時取 。 取以上兩種情況中電流最大者為斷路器額定電流，并應滿足蓄電池出口回路短路時靈敏系數(shù)的要求。 據(jù)以上綜合分析， 由（ 1）得 10h1n .5I5II ?? = 40=220 A 由（ 2）得 A2 0 01 0 02IKI m a xC4n ???? 故選取額定電流為 250A的 GMB400型斷路器，延時時間為 60ms。 直流母線聯(lián)絡電器（隔離開關） 直流隔離 開關，額定電流按以下原則計算 ： 按較大電流的母線上供電的負載工作電流選擇，即 BuseI?? sinn KI 式中： BuseI? 較大電流的母線段上全部負載的工作電流之和； sinK 同時系數(shù)，取 。 變電站直流系統(tǒng)分析與設計 42 得 BuseI?? sinn KI = = 故選取額定電流為 63A的 GMG125型隔離開關。 蓄電池放電回路的斷路器 按照蓄電池的放電裝置的額定電流選擇，一般情況，放電裝置的額定電流按照蓄電池的 1010 ~ II 進行選擇。 nI = 10I = 40=48A 故選取額定電流為 50A 的 GM100 型斷路器。 電氣接線圖 見 下頁 圖片。 變電站直流系統(tǒng)分析與設計 43 變電站直流系統(tǒng)分析與設計 44 第十一章 結(jié)論 本次設計題目是為 110KV 變電站設計直流 系統(tǒng)。設計方案為 ：蓄電池采用 一組 閥控型密封式鉛酸蓄電池，浮充電方式運行，浮充電電壓為 ； 采用單母分段的接線方式，以提高供電可靠性；系統(tǒng)電壓采用 220V；蓄電池容量選擇 400Ah， N=103 個，電壓校驗結(jié)果滿足要求。 蓄電池充電裝置選取一組，充電模塊為 5 個，額定工作電流15A，充電裝置出口電流為 50A。 交流不停電電源簡稱 UPS為二次系統(tǒng)中的交流負荷提供電源，一般由站用變和蓄電池為其供電。本設計采用集中式配置。 通信直流變換器由專用蓄電池組對其供電。 開關容量的選擇方面，蓄電池出口斷路器 的額定電流按蓄電池的 1h 放電率電流和保護動作性進行計算，選擇其中數(shù)值較大者作為斷路器額定電流。斷路器型號器為： 額定電流為 250A 的GMB400。 充電裝置輸出回路斷路器額定電流按充電裝置的額定輸出電流來選擇。斷路器型號為 額定電流為 63A 的 GMB100。 變電站直流系統(tǒng)分析與設計 45 結(jié)束語 兩個多月的時間很快就過完了，在這段時間里，我通過對所選論文題目《變電站直流系統(tǒng)分析與設計》的學習與探索，更好地認識了變電站，對變電站輸配電方面有了更深的理解，接觸到了以前未曾注意到的知識，相信這對即將走向電力系統(tǒng)工作崗位的我們來說是一個 巨大的收獲。獨立作業(yè)更讓我分析、解決問題的能力，思考和學習的能力有了進一步的提高。也讓我明白了嚴謹認真的態(tài)度對電力行業(yè)至關重要。 最后，感謝在論文設計過程中給予我很大幫助的老師和同學，感謝他們在資料收集、疑難問題等方面對我的幫助和支持。 變電站直流系統(tǒng)分析與設計 46 參考資料 宋繼成主編《 220500kV電氣接線設計》 中國電力出版社 2020 白忠敏主編《電力系統(tǒng)直流系統(tǒng)設計手冊（第二版）》 中國電力出版社 2020 《變電站交直流控制電源一體化方案技術說明》 產(chǎn)品資料 《 JZKY高頻開關電源》 產(chǎn)品資料 《電力系統(tǒng)電源設備》 產(chǎn)品資料 《電力專用不間斷電源系統(tǒng)選型手冊》 產(chǎn)品資料 《電力工程直流電源系統(tǒng) G系列直流斷路器設計選型手冊》 產(chǎn)品資料 《電力工程直流系統(tǒng)設計技術規(guī)程》 《火力發(fā)電廠、變電所二次接線設計技術規(guī)程》等