毕业论文-变电站直流系统分析与设计

分类号郑州电力高等专科学校毕业设计（论文）题目变电站直流系统分析与设计并列英文题目SUBSTATIONDCSYSTEMANALYSISANDDESIGN系部电力工程系专业电气自动化技术姓名杨柳青班级电气0903指导教师皮薇薇职称讲师论文报告提交日期2012年6月5日郑州电力高等专科学校摘要变电站直流电源系统是所内所有继电保护、自动化以及二次控制回路、断路器分合闸、事故照明等设备工作的电源，直流电源内部有蓄电池，能保证在交流失电状态下不间断连续供电。直流电源使用蓄电池进行储能，结构简单可靠，容易满足设备对电源可靠性要求。其设计内容主要包括直流系统接线方式，系统电压确定，蓄电池容量计算，直流充电模块选择，UPS不停电电源的选择，通信直流变换器的选择等。关键词直流系统、蓄电池组、不停电电源、充电装置ABSTRACTTHESUBSTATIONDCPOWERSYSTEMISTHEWORKINGPOWERSUPPLYOFRELAYINGPROTECTION,AUTOMATION,SECONDARYCONTROLCIRCUIT,SWITCHINGONOROFFCIRCUITBREAKERANDEMERGENCYLIGHTINGEQUIPMENTSINTHETRANSFORMERSUBSTATIONDCPOWERHASINTERNALBATTERYANDCANGUARANTEECONTINUOUSPOWERSUPPLYWHENLOSINGELECTRICSTATEDCPOWERUSESSTORAGEBATTERYTOSTOREENERGY,THESTRUCTUREISSIMPLE,RELIABLEANDEASYTOMEETFORPOWEREQUIPMENTREQUIREMENTOFRELIABILITYTHEDESIGNINCLUDESDCSYSTEMWIRING,DETERMININGSYSTEMVOLTAGE，THEBATTERYCAPACITYCALCULATION,THEDCCHARGINGMODULESELECTION,CHOICEOFUPSANDCOMMUNICATIONDCDCCONVERTERKEYWORDSDCSYSTEM、BATTERIES、UNINTERRUPTEDPOWERSUPPLY、CHARGINGDEVICES目录ABSTRACT1前言5第一章变电站直流系统功能、重要性论述611变电站直流系统612直流电源系统在变电站的重要作用6第二章直流电源的技术分析7第三章蓄电池技术分析931蓄电池的定义与分类932铅酸蓄电池的电气特性1033放电特性11331持续放电特性11332冲击放电特性1334阀控铅酸蓄电池的充电方式1435蓄电池组数16第四章直流系统的接线方式1741对直流系统接线方式的基本要求1742直流系统接线方式的分类17421单母接线17422单母分段接线18423互联的单母接线19第五章系统工作电压21第六章计算并选择蓄电池容量2261直流负荷统计（系统工作电压220V）2262阀控铅酸蓄电池的选择2263蓄电池容量的选择2364蓄电池参数选择26641容量计算26642电压校验27第七章直流充电模块的选择2971高频开关充电模块工作原理2972充电装置的选择30721充电装置额定电流选择（铅酸蓄电池）30722充电装置输出电压选择31723回路设备选择32724充电装置高频开关电源充电模块数量选择32第八章UPS不间断电源的选择3481变电站设交流不断电电源的必要性3482对UPS系统的基本要求3483UPS的配置方式35第九章通信电源设计3791变电站通信电源3792通信直流变换器的作用3793对通信电源的特殊要求3794DC/DC通信电源技术指标38第十章各自动开关额定容量的选择39101控制、保护、信号回路断路器选择（经常负荷、UPS等均分两段母线）39102直流分电柜电源回路40103充电装置输出回路40104蓄电池组出口回路41105直流母线联络电器（隔离开关）41106蓄电池放电回路的断路器42107电气接线图42第十一章结论44结束语45参考资料46前言电是能量的一种表现形式，电力已成为工农业生产不可缺少的动力，并广泛应用到一切生产部门和日常生活方面。电力工业的发展水平和电气化程度已成为衡量一个国家经济发展水平的一个重要标志。电力控制系统必须具备安全可靠的控制电源。由于直流电源独立于交流动力电源系统之外，不受交流电源的影响，具有高度安全可靠、运行维护方便等特点，从而得到广泛的应用。直流系统广泛应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户如发电厂、变电站、配电站、石化、钢铁、电气化铁路、房地产等，为信号设备、保护、自动装置、事故照明及断路器分、合闸操作提供直流电源，它也同样广泛的应用于通信部门、计算机房、医院、矿井、宾馆，以及高层建筑的可靠应急电源，用途十分广泛。所以要求电力系统设计对直流电源系统给予高度重视。本文对110KV变电站的直流系统进行设计。其负荷统计如下经常负荷3KW；事故照明负荷2KW；通信DC/DC转换器60A；UPS不停电电源14KW；断路器合闸电流2A（数量为2）；断路器分闸电流25A（数量为3）。第一章变电站直流系统功能、重要性论述11变电站直流系统变电站直流电源系统是所内所有继电保护、自动化以及二次控制回路、断路器分合闸、事故照明等设备工作的电源，直流电源内部有蓄电池，能保证在交流失电状态下不间断连续供电。直流电源使用蓄电池进行储能，结构简单可靠，容易满足设备对电源可靠性要求。12直流电源系统在变电站的重要作用变电所的直流系统是独立的重要操作电源，主要用于开关的控制、继电保护、自动装置、信号装置、监控系统、事故照明等的电源。监视和维护直流设备的完好性对变电站以及整个电力系统的安全可靠运行十分重要。各类变电站直流电源系统必不可少。对于不同电压等级的变电站往往设计不同电压的直流输出，以满足设备运行的需要。在变电站中，直流电源系统应满足各类负荷中双重化配置的要求。在变电站内由于被控制设备多，提高直流网络的安全可靠性至关重要。阀控密封式铅酸蓄电池和高频开关整流电源本设计中应有到在直流系统中的应用可提高直流电源系统的安全可靠性，降低直流系统设计的复杂性，并减小了维护的工作量。第二章直流电源的技术分析直流电源主要由充电机、蓄电池、馈线屏三大部分组成，保证直流电源的可靠供电、安全供电和在发生事故情况下的不间断供电。为监视直流电源正常工作，还有一些辅助设备，如直流绝缘监视，蓄电池电压监视等。直流电源负荷特性的变化，以及充电装置、蓄电池、监控装置技术的不断进步，使得直流系统的接线方式和组成方式也有所改变。1直流充电装置将交流电源转换成直流电源的装置。早期的直流由交流电动机带动直流发电机产生所需的直流电源；20世纪中期大功率二极管应用于直流电源上，并应用磁饱和控制技术调整直流输出电压，这种结构的充电机在电力系统的直流电源上占很大比例，称之为磁饱和充电机；随后的可控硅器件（晶闸管）使电压调整与整流由同一器件完成，通过控制晶闸管导通角达到调压目的，这称之为相控电源；近几年，应用高频开关电源技术组成AC/DC模块结构的充电机在直流系统中应用日益普及。2蓄电池主要分为酸性蓄电池和碱性蓄电池两大类，在电力系统直流电源中，阀控式密封铅酸蓄电池占绝大多数。3馈线结构馈线屏结构与直流母线结构、馈线保护、直流供电方式有关，对馈线屏要求是运行可靠，屏面布置简单明了，电源走向一目了然，负载名称清晰准确。4辅助设备当直流电源一极接地后，如再发生另一点接地，则容易产生寄生回路，选成保护设备误动或拒动，为此直流系统均安装直流绝缘监察装置，在一点接地时及时发出直流电源接地故障报警信号，告知值班人员进行处理。第三章蓄电池技术分析31蓄电池的定义与分类蓄电池是一种储能装置，它把电能转化为化学能储存起来，又可把储存的化学能转化为电能，这种可逆的转换过程是通过充、放电循环来完成的，而且可以多次循环使用，使用方便且有较大的容量。酸蓄电池按电解液不同可分为碱性蓄电池和酸性蓄电池，发电厂和变电站广泛应用的是防酸隔爆式、消氢式、阀控密封式（即免维护）铅酸蓄电池。铅酸蓄电池正极板的活性物质式二氧化铅，负极板的2PBO活性物质是绒状铅PB，电解液为稀硫酸。放电时正极板的二氧化铅、负极板的绒状铅PB变为硫酸铅，电解液2PBO4S中的硫酸在与正负极产生化学反应后密度下降。充电时正极极板上硫酸铅变为二氧化铅，负极板上的硫酸铅变为绒状铅，电解液的密度上升。阀控密封式铅酸蓄电池阀控电池采用吸液能力强的超细玻璃纤维材料作隔板，具有良好的干、湿态弹性，使较大的电解液全部被其贮存，而电池内无游离酸（贫液），或者使用电解液与硅胶组合为触变胶体，正常充、放电运行状态下处于密封状态，电解液不泄漏，也不排放任何气体，不需要定期加水或酸，正常时极少维护。阀控蓄电池是装有密封安全气阀的密封铅酸电池，是一种用气阀调节的非排气式电池，当电池在异常情况析出盈余气体，或过充电时产生的气体达到开阀压力时，经过节流阀泄放，随后减压关闭，它是单向的，不允许空气中的气体进入电池内。阀控电池可分为单体式（2V），200AH及以下容量的电池可以组合成6V（3个2V单体电池组成）。和12V（6个2V单体电池组成）。本站选取的即为阀控密封式铅酸蓄电池。32铅酸蓄电池的电气特性铅酸蓄电池的容量特性。电池的容量是表示蓄电池的蓄电能力。充足电的蓄电池放电到规定中止电压（低于该电压放电将影响电池的寿命）时，其所放出的总电量，称为电池的容量。若蓄电池以恒定放电电流IA放电，放电到容许的终止电压的时间为T（H），则对应容量CAH为CIT（31）反应蓄电池放电到规定的终止电压的快慢称为放电率放电率可用时率（H率）和电流率（I率）表示。蓄电池的实际容量并不是一个固定不变的常数，它受许多因素的影主要有放电率、电解液密度和电解液温度。电解液温度高，容量就大；电解液密度大，容量就也大；放电率对容量的影响更大，例如，某一铅酸蓄电池，当以10A率（10H）进行放电时，到达终止电压18V所放出的容量为100AH；当以25A率（3H率）10C进行放电时，到达终止电压18V所放出的容量为75AH；当以553C率（1H率）进行放电时，到达终止电压175V所放出的容量为155AH。可见,放电电流大,放电时间短,放出电量少,故电池容量少,故电池容量减小这是因为放电电流过大时,极板的有效物质很快就形成了硫酸铅,它堵塞了极板的细孔,不能有效地进行化学反应,内阻很快增大,端电压很快降低到终止电压。我国电力系统用温度在25C,10H率放出的容量C10作为铅酸蓄0电池的额定容量,那么,上述那一铅酸蓄电池的额定容量就是100AH。按规定蓄电池额定容量有10，20，40，80，100，150，200，300，400，500，600，800，1000，2000，3000AH。蓄电池容量的这种特性用容量系数表示CK3210CKC式中C任意时率放电的允许放电容量；C10蓄电池的额定容量。33放电特性331持续放电特性为了分析电池长期使用之后的损坏程度或充电装置的交流电源中断不对电池浮充时,为核对电池的容量,需要对电池进行放电。阀控电池不同倍率的放电特性曲线如图31所示。图31从图31看出,蓄电池放电初期1H内的端压降低缓慢,放电PNU到2H之后端电压降低速率明显增快,之后端压陡降。端电压的改变由于电池电动势的变化和极化作用等因素造成的。一般以放出80左右的额定容量为宜,目的使正极活性物质中保留较多的粒子,便于恢复充电过程中作为生长新粒子的结2PBO晶中心,以提高充电电流的效率。图31中为10H率放电容量,可见05I101I10放电曲线比10C01I1004I10放电初期端压和中期端压变化速率变化大,其原因是电池极化作用随电流增加而变大。332冲击放电特性冲击放电特性表示在某一放电终止电压下,蓄电池放电初期或1H放电末期允许的冲击放电电流。冲击电流一般用冲击系数表示,冲击系数表示式为CHK3310ICH式中冲击系数；C冲击放电电流；CHII1010H率放电电流。图32中浮充曲线是指电池与充电装置并联运行时,承受短时间冲击放电电流时蓄电池的端电压,其中实线为电池未脱离浮充系统的端电压,虚线为电池刚脱离浮充系统的电压。图32图32中持续放电曲线是指不同放电电流时,立即承受短时间冲击的电压变化曲线,冲击放电曲线的冲击时间为1015S。曲线中“0”曲线是电池完全充足电后,脱离充电系统,待每个电池电压下降且稳定在206210V时,进行冲击放电的电压变化曲线。从图32中可以看出,浮充电状态下放电电压变化较慢,断开浮充电源立即放电端电压变化较快,而以1I10电流持续放电下冲击放电电压变化更快,大放电率冲击放电端电压变化最快。34阀控铅酸蓄电池的充电方式阀控铅酸蓄电池一般有初充电,浮充电,和均衡充电三种充电方式。初充电新安装的蓄电池组进行第一次充电,称为初充电初充电通常采用定电流,定电压两阶段充电方式。浮充电正常运行时,充电装置承担经常负荷电流,同时向蓄电池组补充充电,以补充蓄电池的自放电,是蓄电池以满负荷的状态处于备用。单体阀控电池的浮充电呀为2223V,通常取225V浮充电流一般为13MA/AH。均衡充电为补偿蓄电池在使用过程中产生的电压不均匀现象,为使其恢复到规定的范围内而进行的充电,称为均衡充电阀控电池的均充电压2324V,通常取235V均衡充电电流不大于1125I10AH。在配有监控模块的直流系统中,监控模块对电池可进行智能化管理。在正常充电状态时,监控模块自动记录均充和浮充的开始时刻,在上电或复位初始,如果监控模块发现均充过程尚未结束,则会继续进行限流均充如果是处于恒压均充状态,则继续进行恒压均充。在限流均充时,当充电电压达到恒压均充电压值的时候,会自动转入恒压均充。在浮充情况下,若浮充电流大于设定值转均充参考电流,或电池组剩余容量小于设定值转均充容量比,则监控模块会自动控制模块进行均充对电池进行均充时,充电电流应该是监控模块设置的限流值,此阶段为电流恒流充电阶段,电池的电压是随着时间增加而增大,当电池电压增大到一定值时,充电进入恒压阶段。在恒压阶段,充电电流不断减小,以充电电流减小,以充电电流减小到001C10A稳流均充电流,可设定为计时点,3H稳流均充时间,可设定后恒压充电阶段结束,充电电压降低,转入浮充状态。至此充电过程完成。如果没有准确的电池监测装置时，可选则采用定时均充方式，对定时均充的时间间隔及每次均充的时间进行设定。一旦设定电池电池管理程序就可自动机算电池定时均充的时间，以便确定在何时启动定时均充，何时停止定时均充，所有这些操作都是自动进行的，运行维护人员可在现场通过监控模块上的显示来明确这一过程。一般电池每隔30天均充一次，特殊情况必须根据电池说明书的实际情况设置。35蓄电池组数根据火力发电厂和变电所直流系统设计技术规定，500KV变电所宜装设2组蓄电池，220330KV变电所应装设1组蓄电池。本站宜选取1组蓄电池。第四章直流系统的接线方式41对直流系统接线方式的基本要求对直流系统接线方式的要求是安全可靠，接线简单，供电范围明确，操作方便。42直流系统接线方式的分类直流系统接线方式有单母接线和单母分段接线两种。按照蓄电池是否带端电池，又可分为无端电池接线和带端电池接线。对于无端电池接线，又可分为不带降压装置和带降压装置接线。根据端电池的投入方式又可分为带端电池调节器接线和带端电池自投装置接线。目前应用最广的是不带任何调压装置的无端电池接线。对于小型镉镍蓄电池直流系统，往往采用带有降压装置的无端电池接线。带端电池调节器接线或带端电池自投装置接线，目前已很少采用。常用的直流系统基本接线方式简介如下421单母接线1）特点接线简单，可靠。由于浮充电器接在直流母线上，所以当蓄电池回路刀开关被误断开时，直流母线不致失电。在设计上，也可将浮充电电器经双投开关接到直流母线和蓄电池组上。充电器经双投开关可接至蓄电池组。2）适用范围适用于设有一组蓄电池、两套充电装置的变电所和小型发电厂。422单母分段接线1）特点充电器和浮充电器分别接到两段母线上，蓄电池组接在一段母线上。直流负荷双回电源分别接在不同的分段上，以提高供电可靠性。接线较单母线复杂，但灵活性很好。2）适用范围适用于设有一组蓄电池和两套充电装置的大型变电所或机组较多的小型发电厂。本站即选取单母分段接线方式。示意图如下直流系统由1组蓄电池、1组整流器组成。正常运行时，充电装置经充电直流母线对蓄电池充电，同时向两段直流母线提供经常负荷电流。蓄电池的浮充或均充电压即为直流母线正常的输出电压。该系统方案的任一段直流母线故障时，均可将环形供电的负载切换到正常母线段。423互联的单母接线这种接线用于两组蓄电池的直流系统。其接线特点如下1）单母分段接线，每段接一组蓄电池、一套浮充电装置。正常时两端母线解列运行。2）两组蓄电池设一套公用充电装置，该充电装置可兼作任一套浮充电装置的备用。3）两段母线之间设联络开关。为防止两套直流系统误并列，应设置闭锁装置。4）对于分期装设二组蓄电池的直流系统和两套直流系统不在一起布置的大型变电站或大中型发电厂，使用上比较方便。5）上图是互联母线的一种基本接线方式。图中、段母线间，经两把刀开关实现联络，这样可以防止误并列。因为，一般情况下误合上一把刀开关可能容易发生，但在同一时间内误合两把打开关的可能性则很小。虽然用了两把刀开关，但整个系统接线简单。根据火力发电厂和变电所直流系统设计技术规定发电厂和变电站的直流系统采用单母分段接线，单母接线用于110KV以下变电站，单母分段接线可靠性较高，任一段出现故障或检修都不影响供电。建议110KV，220KV和500KV变电站采用单母分段接线。本站为110KV变电站，故采用单母分段接线方式。第五章系统工作电压强电直流采用110V的优点1）蓄电池个数少，降低了蓄电池组本身的造价，减少蓄电池室的建筑面积，减少蓄电池组平时的维护量。2）对地绝缘的裕度大，减少直流系统接地故障的机率，在一定程度上提高直流系统的可靠性。3）直流回路中触点的断开时，对连接回路产生干扰电压，直流用110V时，能降低干扰电压幅值。4）对人员较安全，减少中间继电器的断线故障。强电直流采用110V的缺点1）变电站占地面积大，电缆截面大，给施工带来困难。2）一般线路的高频保护的收发信机输出功率大小与直流电压有关，对长线路的保护不利。3）交流的220V照明电源和110V的直流电源无法直接切换，需增加变压器和逆变电源，增加事故照明回路的复杂性。4）在站内有大容量直流电动机的情况下，增大电缆截面，增加投资。基于技术和经济上的考虑，当变电站规模较小或全户内的220KV变电所情况下，控制电缆长度较小时，强电直流系统的工作电压宜选用220V。本站选用系统工作电压为220V。第六章计算并选择蓄电池容量61直流负荷统计（系统工作电压220V）事故放电时间电流（A）序号负荷名称装置容量KW负荷系数计算电流A经常电流A初期01MIN160MIN60120MIN随机或事故末期A1经常负荷3068188182事故照明2109099093通信DC/DC转换器0848484断路器合闸10445断路器跳闸06456UPS140638238262阀控铅酸蓄电池的选择阀控铅酸蓄电池组电池个数的选择。蓄电池个数按以下条件选择。蓄电池正常按浮充电方式运行，为保证直流负荷供电质量，考虑供电电缆压降等因素，将直流母线电压提高5UN，蓄电池个数N为61FNU051式中N蓄电池个数；直流系统的额定电压；U单体蓄电池的浮充电电压，阀控蓄电池浮充电电压为F223227V，一般取225。蓄电池放电终止电压校验。在确定蓄电池的个数以后，还应验算蓄电池在事故放电末期允许的最低端口电压值不应低于DU蓄电池放电终止电压（17518V）。根据有关规定，动力负ZU荷母线允许的最低电压值不低于875。考虑直流母线到蓄电N池间电缆压降在事故放电时按1计算，因此，对于动力负荷专用蓄电池组，事故放电末期允许的最低端口电压值（62）NUZD850对于控制负荷与动力负荷合并供电的蓄电池组，事故放电末期允许的最低端口电压（63）NUZD875063蓄电池容量的选择用电压控制法计算蓄电池容量根据变电站的直流负荷特点，计算出事故停电时所需的蓄电池持续放电容量。根据事故放电时间以及要求的蓄电池最低放电电压，将事故放电容量换算成蓄电池的额定容量，即是铅酸蓄电池10H率的放电容量（6CSXRELKC104）式中蓄电池10H放电率计算容量，AH；10C可靠系数，取14；RELK事故全停状态下持续放电时间X（H）的放电容量；S容量系数。CK容量系数是以额定容量C10为基准的放电容量的标么值。持续放电时间和电池最低电压端电压值由图31可查得。选择于计算容量相近并大于计算容量得制造厂标准蓄电池容量作为选择容量。在蓄电池可能出现得各种运行状态下，校验直流母线电压是否满足要求。首先校验事故放电初期1MIN承受冲击放电电流时蓄电池所能保持的电压（6100IKCHCH5）式中事故放电初期（1MIN）冲击放电电流值A；0CHI事故放电初期（1MIN）冲击放电系数；K蓄电池10H放电率标称电流，A。10I计算出的在图32中的“0”曲线查出的单体电池放电电CHK压值，计算蓄电池组出口端电压为CHUDU66CHDN式中蓄电池组的单体电池个数；N承受冲击放电时的单体电池的放电电压，V。CHU然后校验任意事故放电阶段末期，承受冲击放电电流时，蓄电池所能保持的电压。由（67）10TICKSXM（610ICHXCHX8）式中任意事故放电阶段，10H放电率电流倍数，即放MK电系数；X事故放电容量；SXCX任意事故放电阶段时间，H；T事故放电时间，H；X事故放电末期冲击放电系数；CKX事故放电末期冲击放电电流值，A；HI计算出的放电系数和冲击放电系数，在图32中可根MCHXK据值查出相应的曲线，在该曲线上再用值（图32中）MK10ICHK查出单体蓄电池放电电压值，计算蓄电池组出口端电压为CHUDU（6DN9）式中在任意事故放电阶段的蓄电池组出口端电压，V；DU在任意事故放电阶段的单体电池放电电压，V。CH由式（66）和式（69）计算出的端电压值应不小于负荷允许的要求值。如不能满足要求，将蓄电池的容量加大一级，继续校验，直到母线电压满足为止。64蓄电池参数选择参考数值表如下表61铅酸蓄电池组的单体2V电池参数参考表系统标称电压（V）系统电压220VV浮充电压均充电压蓄电池个数浮充时母线电压均充时母线电压放电终止电压母线最低电压1225235103231751101878755注表示对系统标称电压的百分比。表62阀控式密封铅酸蓄电池贫液单体2V的容量选择系数表容量系数和容量换算系数CKCK放电终止电压187V放电时间1H05200520641容量计算（1）个数按浮充电运行时，根据式（61）计算10267取整数103FNU052501（2）均衡充电电压对于控制负荷与动力负荷合并供电VNUC3521010（3）根据式（63）计算蓄电池放电最低端电压ZD87875满足大于蓄电池的要求。（4）持续事故放电容量HACS471032840918由事故持续1H及放电到最低电压187V查表62得052CK所以HAKCXS57280413,选择蓄电池的额定容量300AH。10642电压校验1）校验事故初期（1MIN）承受冲击放电电流时蓄电池所能保持得电压，根据9630547110IKCHOCHO查图32的“0”曲线得到单体电池电压值205VCHU即10320521115（V），为额定电压的96CHDNU。N2）校验事故放电末期（1H）承受冲击放电电流时蓄电池所能保持的电压，根据79301410ITCKXSXM510,ICHMKXCH查图32中，由38和015查得单体电池电压10IMCHX值183V，即V，为额定电压的CHU583CHDUN857，不符合要求。因此，将容量加大一级继续校验。N选择蓄电池的额定容量为400AH。1）校验事故初期（1MIN）承受冲击放电电流时蓄电池所能保持得电压，根据9724051310IKCHOCHO查图32的“0”曲线得到单体电池电压值201VCHU即10320120703（V），为额定电压的94CHDNU。N2）校验事故放电末期（1H）承受冲击放电电流时蓄电池所能保持的电压，根据8524017310ITCKXSXM10,ICHMKXCH查图32中，由285和011查得单体电池电10IMCHX压值195V，即V，为额定电压CHU852093CHDUN的91。满足要求，故选取蓄电池容量为400AH。N第七章直流充电模块的选择71高频开关充电模块工作原理高频开关充电模块由交流输入滤波、整流单元、高频逆变单元（DC/AC）、直流输出滤波、PWM脉宽调制单元和监控单元等组成。交流电输入到模块后首先进入输入滤波电路，去除交流电上的干扰，然后经过全波整流电路交换成高压直流电（500V左右），再由DC/AC高频逆变电路变换成20KHZ可调脉宽的高频脉冲电，经过主功率变压器的降压，再由高频整流电路整流成直流电，最后经过滤波处理输出稳定的直流电。PWM脉宽调制电路根据输入交流电、输出直流电和负载的变化情况，自动调节高频开关的脉冲宽度，使输出电压稳定在允许的范围内。同时PWM脉宽调制电路执行监控单元的控制信号。交流检测电路检测输入交流电的情况，如果交流电异常，它立即送出控制信号关闭脉宽调制电路，同时将异常信息送监控单元处理和显示。前馈信号试试跟踪交流电的变化，并将变化信息送PWM脉宽调制电路，使它能及时根据输入交流电调整输出电压，提高模块的响应速度。直流检测电路检测输出直流电的变化，将电压和电流信息反馈到监控单元和脉宽调制电路。如果直流电出现异常，它立即送出控制信号给脉宽调制电路，并将异常信息送监控单元处理和显示。监控单元一方面采集充电模块工作状态和参数，将这些信息通过串口上送SCADA/DCS,同时在面板上显示输出电压和电流；另一方面接受SCADA/DCS或面板控制开关的指令，对充电模块进行控制开、关机、均、浮充转换，限流点设置，输出电压调整。模块面板上有控制开关、状态指示灯和数码管显示，它们是充电模块与人交流的窗口，显示充电模块的输出电压或电流值，指示均、浮充状态和各种保护告警状态。通过控制开关来设置、控制充电模块的工作方式和地址，调整其输出电压。充电模块的外部发生短路时，充电模块能自动降低输出电压和电流，使输出电流限制在4A左右。该特性可以有限防止外部事故损坏充电模块和事故的进一步扩大。充电模块的输出电压一旦超过充电模块内部设置的过压保护点，充电模块便自动关机，锁死输出，只有重新开机才能启动输出。因为过电压可能会损坏用电设备，所以一旦发生过电压，应该检查过压的原因并排除故障后，才能重新开机。72充电装置的选择721充电装置额定电流选择（铅酸蓄电池）满足浮充电要求1A5814001JCRII满足初充电要求2IIR251010满足均衡充电要求3AIIJCR1841010注为直流系统经常负荷电流；JC为铅酸蓄电池10H放电率电流；10I为充电装置额定电流。R故选定充电装置的额定电流为50A。722充电装置输出电压选择VUNCMR247103为充电装置的额定电压；RU为充电末期单体蓄电池电压。CM723回路设备选择表71724充电装置高频开关电源充电模块数量选择每组蓄电池配备一组高频开关电源模块，其模块选择方法如下基本模块数量21NMEJCMEII1005附加模块的数量。当7N261式中为铅酸蓄电池10H放电率电流，A；10I为经常负荷电流，A；JC为单个模块额定电流，A；MEI为高频开关电源模块选择的数量，当模块数量不为整N数时，可取临近值，但模块数量宜3。，取整数45318401NN415故选取单个模块额定电流为15A的充电装置，一共需要5个模块。第八章UPS不间断电源的选择81变电站设交流不断电电源的必要性交流不间断电源系统的英文缩写为UPSUNINTERRUPTEDPOWERSUPPLY，以下简称为UPS系统。在现代变电所二次系统中越来越多的采用由静态电路构成的设备。如变电站的计算机监控装置、远动装置装置、微机保护、各种变送器、脉冲电度表等等。这些设备对交流工作电源的质量和供电联系性要求都很高。例如，标准计算机要求电源在下列范围内变化电压在2，频率在1，波形失真不大于5MIN。目前变电站的所用电系统提供的380/220交流电源，不能满足这一要求。因此，在现代大中型变电站中应设有不间断电源系统（UPS），供计算机及其他静态电路构成的设备之用。82对UPS系统的基本要求1保证在变电所正常运行和事故停电状态下为电子计算机,自动化仪表,继电保护等设备,提供不间断的交流电源2在变电所全停电的情况下,UPS满负荷,连续供电的时间不得少于一小时3UPS的负荷侧与其交流电源间应设有抗干扰的隔离措施,防止所用电系统的暂态干扰进入负荷侧4在输入到UPS的变电所交流电压为380V、频率为51050HZ2HZ的条件下，输出的各项技术指标满足以下要求A电压稳定度输出电压为单相、双线、220V，稳态时不大于2；暂态过程中不大于10；B频率稳定度输出额定频率为50HZ，稳定度要求，稳态时不大于1；暂态过程中不大于2；C波形失真度输出电压为正弦波，总的波形失真度不大于5；D备用电源切换时间不大于5MS。83UPS的配置方式配置方式有两种分散式配置与集中式配置。分散配置就是根据需要，变电站的计算机监控装置，远动装置，自动化仪表，继电保护等分别设置小容量的UPS系统。各种装置的UPS系统之间无联系。集中配置就是全站设一套公用的UPS系统，为所有的设备提供交流电源。分散配置的优点接线简单，有时随主设置配套供货，不1需实际上选型；UPS系统的故障影响面小。2其缺点供电可靠性不高；小容量（2KW以下）的UPS12系统往往内部自备蓄电池，事故时一般只能保证15MIN全负荷供电，不能满足事故供电1H要求。集中配置UPS系统的容量较大，直流电源可由变电站直流系统供电。UPS系统可采用可靠性较高的接线方式。对UPS系统的各项技术要求易满足，整体可靠性较高，但其接线复杂、投资大。本站选取集中式配置，接线方式为二路交流、一路直流的输入方式。接线如下图浮充电器专业整流器蓄电池直流负荷逆止二极管逆变器控制及同步电路静态开关隔离及稳定变压器所用电所用电第九章通信电源设计91变电站通信电源变电所必须装设可靠地通信直流电源系统，以确保通信设备的不间断供电，尤其要保证变电所发生事故时的不间断通信供电。设置通信专用的蓄电池组或由交流不停电电源供电。相同直流供电电压的通信设备宜由同一组蓄电池供电。通信直流电源，宜采用整流器向蓄电池组浮充电方式供电。92通信直流变换器的作用通信直流变换器可将直流（220VDC、110VDC、48VDC、24VDC）转换为所需的直流电力，主要应用于邮电通信、电力通信、铁路通信等场合。93对通信电源的特殊要求（1）由于通信电源是正极接地系统，因此要求专用DCDC变换器与电力专用的UPS和逆变器一样，其直流输入与输出电气绝缘隔离，负载侧的任何故障均不能影响到直流母线，更不能造成直流控制母线接地。（2）通信专用DCDC变换器不但要实现直流输入与输出的电气绝缘隔离，而且要有足够的输出短路容量，保证在负载短路时能可靠地分断回路的断路器，避免造成通信电源输出电压跌落的事故。（3）要求通信专用的DCDC变换器具备通信接口，并通过RS485总线与集中监控器连接，实现对通信电源的全参数在线监控。（4）为提高供电的可靠性，通信专用DCDC直流变换器要求N1并联的冗余模式，并且与高频开关整流模块一样，采用硬件自主均流技术，在可靠性要求高的变电站，可配置两组全容量的直流变换器的模块热备份运行。94DC/DC通信电源技术指标型号规格ZBG212048/220。标称直流输入220V；额定直流输出48V/20A。本站通信计算电流为48A，选取以上型号的DC/DC通信变换器基本数量3个，再另选1个为备用。一共需要4个，两个一组分别装在分电屏输出的两条回路上。第十章各自动开关额定容量的选择101控制、保护、信号回路断路器选择（经常负荷、UPS等均分两段母线）CSPCNIIKI式中为直流断路器额定电流；NI为同时系数，08；CK为控制负荷计算电流；I为保护负荷计算电流；CP为信号负荷计算电流。SI1）经常负荷0581841A无延时NI选取额定电流为6A的GM5632）事故照明0590945A无延时NI选取额定电流为6A的GM5633）通信负荷052010A无延时NI选取额定电流为10A的GM5634）UPS负荷05382191A无延时NI选取额定电流为20A的GM563分电屏母线控制回路经常负荷、事故照明、通信负荷需要的断路器额定电流为16A。UPS负荷需要的断路器额定电流为20A。因此，需要额定电流为16A和20A的GMB32型断路器。延时时间为10MS。102直流分电柜电源回路额定电流按照直流分柜上全部用电回路的计算电流之和选1择。CSPCNIIKI式中为直流断路器额定电流；NI为同时系数，08；CK为控制负荷计算电流；I为保护负荷计算电流；CP为信号负荷计算电流。SI为保证动作选择性要求，断路器额定电流还应大于直流分2电柜馈线断路器的额定电流，它们之间的电流极差不易小于4级。08（81890948382）828ANI断路器GMB型（GMB100额定电流为100A延时时间30MS）GM型（GM100额定电流为100A无延时）隔离开关GMG型（GMG125额定电流为100A）103充电装置输出回路断路器额定电流应按充电装置额定输出电流选择，即MKNIK式中直流断路器额定电流，A；I充电装置额定输出电流，A；可靠系数，取12。KK得。故选用额定电流为63A的GMB100MNI60A521型断路器，延时时间为60MS。104蓄电池组出口回路1断路器额定电流按蓄电池的1H放电率电流选择，即H1NI式中蓄电池1H放电率电流，A；铅酸蓄电池可取H1I55。10I2按保护动作选择性条件，即额定电流应大于直流馈线中断路器额定电流最大的一台来选择，即MAXC4NIK式中直流馈线中直流断路器最大的额定电流，A；IMAX配合系数，一般可取20，必要时取30。C4K取以上两种情况中电流最大者为断路器额定电流，并应满足蓄电池出口回路短路时灵敏系数的要求。据以上综合分析，由（1）得5540220A10HN5II由（2）得2IKMAXC4N故选取额定电流为250A的GMB400型断路器，延时时间为60MS。105直流母线联络电器（隔离开关）直流隔离开关，额定电流按以下原则计算按较大电流的母线上供电的负载工作电流选择，即BUSEISINKI式中较大电流的母线段上全部负载的工作电流之和；BUSEI同时系数，取0506。SINK得0510347A517ABUEIII故选取额定电流为63A的GMG125型隔离开关。106蓄电池放电回路的断路器按照蓄电池的放电装置的额定电流选择，一般情况，放电装置的额定电流按照蓄电池的进行选择。10103II12124048ANI10I故选取额定电流为50A的GM100型断路器。107电气接线图见下页图片。第十一章结论本次设计题目是为110KV变电站设计直流系统。设计方案为蓄电池采用一组阀控型密封式铅酸蓄电池，浮充电方式运行，浮充电电压为235V；采用单母分段的接线方式，以提高供电可靠性；系统电压采用220V；蓄电池容量选择400AH，N103个，电压校验结果满足要求。蓄电池充电装置选取一组，充电模块为5个，额定工作电流15A，充电装置出口电流为50A。交流不停电电源简称UPS为二次系统中的交流负荷提供电源，一般由站用变和蓄电池为其供电。本设计采用集中式配置。通信直流变换器由专用蓄电池组对其供电。开关容量的选择方面，蓄电池出口断路器的额定电流按蓄电池的1H放电率电流和保护动作性进行计算，选择其中数值较大者作为断路器额定电流。断路器型号器为额定电流为250A的GMB400。充电装置输出回路断路器额定电流按充电装置的额定输出电流来选择。断路器型号为额定电流为63A的GMB100。结束语两个多月的时间很快就过完了，在这段时间里，我通过对所选论文题目变电站直流系统分析与设计的学习与探索，更好地认识了变电站，对变电站输配电方面有了更深的理解，接触到了以前未曾注意到的知识，相信这对即将走向电力系统工作岗位的我们来说是一个巨大的收获。独立作业更让我分析、解决问题的能力，思考和学习的能力有了进一步的提高。也让我明白了严谨认真的态度对电力行业至关重要。最后，感谢在论文设计过程中给予我很大帮助的老师和同学，感谢他们在资料收集、疑难问题等方面对我的帮助和支持。参考资料1、宋继成主编220500KV电气接线设计中国电力出版社20042、白忠敏主编电力系统直流系统设计手册（第二版）中国电力出版社20093、变电站交直流控制电源一体化方案技术说明产品资料4、JZKY高频开关电源产品资料5、电力系统电源设备产品资料6、电力专用不间断电源系统选型手册产品资料7、电力工程直流电源系统G系列直流断路器设计选型手册产品资料8、电力工程直流系统设计技术规程9、火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程等AGANEMPLOYMENTTRIBUNALCLAIEMLOYMENTTRIBUNALSSORTOUTDISAGREEMENTSBETWEENEMPLOYERSANDEMPLOYEESYOUMAYNEEDTOMAKEACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNALIFYOUDONTAGREEWITHTHEDISCIPLINARYACTIONYOUREMPLOYERHASTAKENAGAINSTYOUYOUREMPLOYERDISMISSESYOUANDYOUTHINKTHATYOUHAVEBEENDISMISSEDUNFAIRLYFORMOREINFORMU,TAKEADVICEFROMONEOFTHEORGANISATIONSLISTEDUNDERFURTHERHELPEMPLOYMENTTRIBUNALSARELESSFORMALTHANSOMEOTHERCOURTS,BUTITISSTILLALEGALPROCESSANDYOUWILLNEEDTOGIVEEVIDENCEUNDERANOATHORAFFIRMATIONMOSTPEOPLEFINDMAKINGACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNALCHALLENGINGIFYOUARETHINKINGABOUTMAKINGACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNAL,YOUSHOULDGETHELPSTRAIGHTAWAYFROMONEOFTHEORGANISATIONSLISTEDUNDERFURTHERHELPATIONABOUTDISMISSALANDUNFAIRDISMISSAL,SEEDISMISSALYOUCANMAKEACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNAL,EVENIFYOUHAVENTAPPEALEDAGAINSTTHEDISCIPLINARYACTIONYOUREMPLOYERHASTAKENAGAINSTYOUHOWEVER,IFYOUWINYOURCASE,THETRIBUNALMAYREDUCEANYCOMPENSATIONAWARDEDTOYOUASARESULTOFYOURFAILURETOAPPEALREMEMBERTHATINMOSTCASESYOUMUSTMAKEANAPPLICATIONTOANEMPLOYMENTTRIBUNALWITHINTHREEMONTHSOFTHEDATEWHENTHEEVENTYOUARECOMPLAININGABOUTHAPPENEDIFYOURAPPLICATIONISRECEIVEDAFTERTHISTIMELIMIT,THETRIBUNALWILLNOTUSUALLYACCEPTIIFYOUAREWORRIEDABOUTHOWTHETIMELIMITSAPPLYTOYOUIFYOUAREBEINGREPRESENTEDBYASOLICITORATTHETRIBUNAL,THEYMAYASKYOUTOSIGNANAGREEMENTWHEREYOUPAYTHEIRFEEOUTOFYOURCOMPENSATIONIFYOUWINTHECASETHISISKNOWNASADAMAGESBASEDAGREEMENTINENGLANDANDWALES,YOURSOLICITORCANTCHARGEYOUMORETHAN35OFYOURCOMPENSATIONIFYOUWINTHECASEYOURECLEARABOUTTHETERMSOFTHEAGREEMENTITMIGHTBEBESTTOGETADVICEFROMANEXPERIENCEDADVISER,FOREXAMPLE,ATACITIZENSADVICEBUREAUTOFINDYOURNEARESTCAB,INCLUDINGTHOSETHATGIVEADVICEBYEMAIL,CLICKONNEARESTCABFORMOREINFORMATIONABOUTMAKINGACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNAL,SEEEMPLOYMENTTRIBUNALSTHELACKOFAIRUPTHEREWATCHMCAYMANISLANDSBASEDWEBB,THEHEADOFFIFASANTIRACISMTASKFORCE,ISINLONDONFORTHEFOOTBALLASSOCIATIONS150THANNIVERSARYCELEBRATIONSANDWILLATTENDCITYSPREMIERLEAGUEMATCHATCHELSEAONSUNDAY“IAMGOINGTOBEATTHEMATCHTOMORROWANDIHAVEASKEDTOMEETYAYATOURE,“HETOLDBBCSPORT“FORMEITSABOUTHOWHEFELTANDIWOULDLIKETOSPEAKTOHIMFIRSTTOFINDOUTWHATHISEXPERIENCEWAS“UEFAHASOPENEDDISCIPLINARYPROCEEDINGSAGAINSTCSKAFORTHE“RACISTBEHAVIOUROFTHEIRFANS“DURINGCITYS21WINMICHELPLATINI,PRESIDENTOFEUROPEANFOOTBALLSGOVERNINGBODY,HASALSOORDEREDANIMMEDIATEINVESTIGATIONINTOTHEREFEREESACTIONSCSKASAIDTHEYWERE“SURPRISEDANDDISAPPOINTED“BYTOURESCOMPLA