直流負荷統計及容量計算

摘要：通過實例計算，變電站蓄電池容量之計算，應以所內直流負荷為依據，而無人值班變電站直流負荷之統計不能簡單之照搬設計手冊，而應該對站內設備直流功耗進行詳盡分析、統計，以確定蓄電池容量[陽光電子學校維修專家友情提示]。

關鍵詞：110 kV無人值班變電站；直流負荷；蓄電池容量計算

中圖分類號：TM764.1 文獻標志碼：B 文章編號：1003-0867(2007)03-0013-02

安全可靠、技術先進、降低造價是110 kV無人值班變電站之發展方向[陽光電子學校維修專家友情提示]。隨著無人值班變電站模式之推廣，變電站大多按照無人值班模式設計，其中蓄電池之選擇及容量計算出現新之問題[陽光電子學校維修專家友情提示]。由于在各類設計手冊中有關蓄電池選型和容量計算問題論述不多，設計過程中對負荷統計和計算方式，大多參照傳統方式統計和計算，而110 kV無人值班變電站，由于現場監測設施之取消或減少、各類高新技術設備之投入使用，直流負荷明顯比常規站減少，因此，確定蓄電池組之容量時，應該對站內設備直流功耗進行詳盡分析和統計，盲目照搬設計手冊或依據常規變電站之經驗選擇，則會增加不必要之投資[陽光電子學校維修專家友情提示]。為此，通過實例計算，針對110 kV無人值班變電站直流負荷分析、統計及蓄電池容量計算方式進行說明[陽光電子學校維修專家友情提示]。

1 負荷分析

直流負荷按功能分類，可分為控制負荷和動力負荷；按負荷性質分類，可分為經常負荷、事故負荷和沖擊負荷[陽光電子學校維修專家友情提示]。現按直流負荷性質分類方法，對 110 kV無人值班變電站直流負荷進行分析和統計[陽光電子學校維修專家友情提示]。

1.1 變電站規模實例

變電站規模為主變壓器額定容量為2×40 MVA，三繞組110/35/10 kV；110 kV為4回出線，單母線斷路器分段接線; 35 kV為8回出線，單母線斷路器分段接線；10 kV為12回出線，2組電容補償裝置，單母線斷路器分段接線[陽光電子學校維修專家友情提示]。110 kV采用SF6斷路器， 35 kV 、10 kV采用戶內真空斷路器，所有斷路器均配彈簧操作機構[陽光電子學校維修專家友情提示]。二次設備采用綜合自動化系統，所有元件配置微機保護、測控裝置[陽光電子學校維修專家友情提示]。35 kV、10 kV分段斷路器配置備用自投裝置，另外還配置了小電流接地選線裝置、低周低壓減載裝置、綜合測控裝置等一些安全自動裝置及公用裝置[陽光電子學校維修專家友情提示]。

1.2 經常負荷

要求直流電源在正常和事故工況下，可靠供電之負荷稱為經常負荷[陽光電子學校維修專家友情提示]。

110 kV無人值班變電站主要之直流負荷有微機保護裝置、微機測控裝置、安全自動裝置、簡易之信號報警器[陽光電子學校維修專家友情提示]。

1.3 事故負荷

在變電站交流電源消失后，全站停電狀態下，必須由直流電源供電之負荷稱為事故負荷[陽光電子學校維修專家友情提示]。

110 kV無人值班變電站事故負荷，主要為照明和各類裝置負荷[陽光電子學校維修專家友情提示]。變電站在主控制室及10 kV、35kV配電裝置室設置6～8盞事故照明燈，每盞50 W[陽光電子學校維修專家友情提示]。裝置負荷按110 kV母線保護動作，引起110kV側失壓，低周低壓減載裝置動作，35 kV、10 kV有源線路動作跳閘統計[陽光電子學校維修專家友情提示]。

站內設置了獨立之48 V通信電源，配置了專用之蓄電池，因此在統計直流負荷時，不考慮通信設備負荷情況[陽光電子學校維修專家友情提示]。

1.4 沖擊負荷

沖擊負荷主要有事故初期和過程沖擊負荷， 110 kV、35 kV、10 kV斷路器采用彈簧操作機構，其跳、合閘電流大多在1～2.5 A之間（計算時取2 A），因此不再考慮事故過程中之隨機沖擊負荷[陽光電子學校維修專家友情提示]。主要統計事故初期沖擊負荷[陽光電子學校維修專家友情提示]。

站內無直流油泵電動機，事故初期沖擊負荷主要由備用自投裝置動作，投入斷路器合閘之合閘電流，以及在備用自投裝置動作投入斷路器合閘之同時，湖南陽光電子學校維修專家認為：也許會有一些負荷支路之斷路器跳閘，事故初期負荷按這些斷路器之跳閘電流之和計算，并乘以負荷系數Ku，取Ku = 0.85[陽光電子學校維修專家友情提示]。

2 負荷統計

2.1 計算依據

根據《35 kV～110 kV無人值班變電站設計規程》規定，蓄電池組之容量，應滿足下列要求：

·全所事故停電2 h之放電容量；

·事故放電末期 大沖擊負荷之容量[陽光電子學校維修專家友情提示]。

事故照明不設自投，事故照明燈在維修人員到達現場后開啟，按1 h計算[陽光電子學校維修專家友情提示]。

《電力工程直流系統設計手冊》中列出了微機型控制保護裝置負荷參考值：正常工作時10～35 kV線路為80 W、110 kV線路為150 W、110 kV變壓器為200 W；動作時10～35 kV線路為200 W；110 kV線路為300 W、110 kV變壓器為400 W[陽光電子學校維修專家友情提示]。而根據GB/T 15145-94《微機線路保護裝置通用技術條件》“功率消耗”部分對直流電源回路之要求：當正常工作時，不大于50 W；當保護動作時，不大于80 W[陽光電子學校維修專家友情提示]。同時，現在各大廠生產之微機保護、測控裝置等直流功耗都遠低于GB/T 15145-94《微機線路保護裝置通用技術條件》所提要求[陽光電子學校維修專家友情提示]。由于各廠之保護、測控裝置之直流功耗大小不一，以及斷路器三相操作箱無確切負荷資料，通過查閱相關廠家產品資料，同時對運行中之110 kV變電站直流功耗進行統計、分析，微機保護測控裝置等按運行時25 W，動作時為50 W計算[陽光電子學校維修專家友情提示]。

2.2 經常負荷統計

經常負荷統計如表1所示[陽光電子學校維修專家友情提示]。

2.3 事故負荷統計

事故照明負荷

Pm = 1000 W　　　　Im = 4.55 A

裝置負荷

Pbs = 600 W　　　　Ibs = 2.73 A

2.4 直流負荷統計

直接負荷統計如表2如示[陽光電子學校維修專家友情提示]。

3 蓄電池容量計算

直流系統主接線采用單母線接線，母線電壓為220 V，蓄電池選擇閥控式密封鉛酸蓄電池，不帶端電池，單體電壓2 V，組合安裝，組件電壓12 V[陽光電子學校維修專家友情提示]。

3.1 計算原則

按浮充電運行時，直流母線電壓為1.05Un來確定電池個數

Nf = 1.05Un/Uf

式中　Un——直流系統額定電壓；

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