第9章 直流电源

注册电气工程师供配电专业历年真题分类详解（专业案例部分）

（中国电力出版社）10.变配电所操作电源10.1熟悉直流操作电源的设计要求；10.2熟悉UPS电源的设计要求；10.3了解交流操作电源的设计要求。第一部分知识点汇总主要重点为：

1．直流负荷统计时间表（《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）表5.2.3）。2．直流负荷系数表（《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）表5.2.4）。在具体计算负荷时一定要带入负荷系数，有些人不带入负荷系数直接就开始计算了。3.直流系统中电缆截面的计算。

4.掌握阶梯计算法，阶梯计算法看似复杂，其实也是比较容易得分的题。

这一章《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）里的表和图比较多，要加强练习，学会查表和看图。第1组（共8组）【（2014案例上）题21-25】

某城区110/10.5无人值班变电站，全站设直流操作系统一套，直流系统电压采用110V，蓄电池拟选用阀控式密封铅酸蓄电池组。按阶梯计算法进行的变电站直流负荷统计结果详见表1，阀控式密封铅酸蓄电池放电终止电压为1.85V，蓄电池的容量选择系数详见表2，请解答下列问题。序号负荷名称装置容量W负荷系数计算电流A经常负荷电流A事故放电时间及放电电流A初期持续h随机1min1~3030~6060~120120~180180~480

IjcI1I2I3I4I5I6IR1信号灯、位置继电器和位置指示器

0.6√√√

√

2控制、保护、监控系统33000.618.0018.0018.0018.0018.00

3断路器跳闸66000.636.00

36.00

4断路器自投6000.52.73

2.73

5恢复供电断路器合闸42001.0038.18

38.186氢密封油泵

0.8

7直流润滑油泵

0.9

8交流不停电电源装置60000.632.73

32.7332.727332.72732.7273

9DC/DC变换装置

0.8√√√

√

10直流长明灯

10.00

11事故照明1000

19.09

9.099.099.09

合计

21700

136.7318.0098.5559.8259.8250.730．000.0038.18表1变电站直流负荷统计表放电终止电压V容量系数和容量换算系数不同放电时间t的Kcc及Kc值5s1min29min0.5h59min1.0h89min1.5h2.0h179min3.0h4.0h5.0h6.0h7.0h479min8.0h1.75Kcc

0.492

0.615

0.7190.774

0.8670.9360.9751.0141.071

1.080Kc1.541.531.0000.9840.6200.6150.4820.4790.3870.3890.2890.2340.1950.1690.1530.1350.1351.80Kcc

0.450

0.598

0.7080.748

0.8400.8960.9500.9961.050

1.056Kc1.451.430.9200.9000.6000.5980.4760.4720.3740.280.2800.2240.1900.1660.1500.1320.1321.83Kcc

0.412

0.565

0.6830.714

0.8100.8680.9200.9601.015

1.016Kc1.381.330.8430.8230.5700.5650.4580.4550.3570.270.2700.2170.1840.1600.1450.1270.1271.85Kcc

0.390

0.540

0.6280.688

0.7860.8560.9000.9420.980

0.984Kc1.341.240.8000.7800.5580.5400.4320.4280.3440.2620.2620.2140.1570.1800.1400.1230.1231.87Kcc

0.378

0.520

0.6120.668

0.7740.8360.8850.9300.959

0.960Kc1.271.180.7640.7550.5480.5200.4130.4080.3340.2580.2580.2090.1770.1550.1370.1200.1201.90Kcc

0.338

0.490

0.5720.642

0.7590.8000.8500.9000.917

0.944Kc1.191.120.6850.6760.4950.4900.3830.3810.3210.2530.2530.2000.1700.1500.1310.1180.118注：

（t-放电时间，h）；容量换算系数

（t-放电时间，h）表2阀控式密封铅酸蓄电池的容量选择系数21．采用阶梯计算法进行变电站直流系统蓄电池容量选择计算，确定蓄电池10h放电率第三阶段的计算容量最接近下列哪项？（A）88.8Ah（B）109.1Ah（C）111.3Ah（D）158.3Ah答案：【D】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）附录B.2.2.3式（B.11）。，其中，t1=60min，t2=59min，t3=30min通过查题中表2可以得到：第1组（共8组）22．假定用阶梯计算法进行变电站直流系统蓄电池容量选择计算时，蓄电池10h放电率第一、二、三、四阶段计算容量分别为：228Ah、176Ah、203Ah，212Ah，计算蓄电池的最小容量为下列哪项？

（A）180Ah（B）230Ah（C）250Ah（D）300Ah答案：【C】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）附录B.2.2.3式（B.13）。随机（5s）负荷计算容量：其中，通过査题中表2得到：所以第1组（共8组）23．该直流系统的蓄电池出口回路以及各直流馈线均采用直流断路器作为保护电器，其中直流馈线中直流断路器最大额定电流为100A，所采用的铅酸蓄电池10h放电率电流为25A，计算蓄电池出口回路的断路器最小额定电流为下列哪一项？（按一般情况考虑，同时不考虑灵敏系数和保护动作时间的校验）（A）100A（B）120A（C）150A（D）200A答案：【D】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）附录E.3.6。第1组（共8组）24．计算按阶梯计算法计算时，事故照明回路电缆的允许电压降的范围为下面那一项？（A）0.55V~1.1V（B）1.65V~2.2V（C）2.75V~3.3V（D）3.3V~5.5V答案：【B】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）表D.2。25．本站直流系统设两组蓄电池，两组蓄电池分别接于不同的直流母线段。两段直流母线之间装设有联络用刀开关。计算联络用刀开关的最小额定电流为下列哪一项？（A）63A（B）100A（C）160A（D）200A答案：【B】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）第7.7.2条。第1组（共8组）某无人值守的35/10kV变电所，35kV侧采用线路变压器组接线，10kV侧采用单母线分段接线，设母联断路器；两台变压器同时运行、互为备用，当任一路电源失电或任一台变压器解除时，该路35kV断路器及10kV进线断路器跳闸，10kV母联断路器自动投入（不考虑两路电源同时失电）。变电所采用蓄电池直流操作电源，电压等级为220V，直流负荷中，信号装置计算负荷电流为5A，控制保护装置计算负荷电流为5A，应急照明（直流事故照明）计算负荷电流5A，35kV及10kV断路器跳闸电流均为5A，合闸电流均为120A（以上负荷均已考虑负荷系数）。请解答下列有关操作电源的问题：第2组（共8组）【（2013案例上）题11-15】11．请计算事故全停电情况下，与之相对应的持续放电时间的放电容量最接近下列哪项数值？（A）15Ah（B）25Ah（C）30Ah（D）50Ah答案：【B】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）第5.2.2条，第5.2.3条表5.2.3。无人值班变电所事故持续时间为2h，事故照明1h，信号、控制装置为2h。放电电容：第2组（共8组）【（2013案例上）题11-15】12．假定事故全停电情况下（全停电前充电装置与蓄电池浮充运行）。与之相对应的持续放电时间的放电容量为40Ah，选择蓄电池容量为150Ah，电池数为180块，采用阀控式贫液盐酸蓄电池。为了确定放电初期（1min）承受冲击放电电流时，蓄电池所能保持的电压，请计算事故放电初期冲击系数值，其结果最接近下列哪项数值？（A）1.1（B）1.83（C）9.53（D）10.63答案：【C】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）表5.2.3附录B.2.1.3公式（B.2）。两路电源中的一路电源先停电，此时充电装置与蓄电池浮充运行，充电装置提供经常负荷，蓄电池提供冲击负荷，因此计入35kV及10kV断路跳闸电流与10kV母线断路器自动投入合闸电流。即：第2组（共8组）【（2013案例上）题11-15】13．假定事故全停电情况下，与之相对应的持续放电时间的放电容量为40Ah，选择蓄电池容量为150Ah，电池数为108块，采用阀控式贫液盐酸蓄电池。为了确定事故放电末期承受随机（5s）冲击放电电流时，蓄电池所能保持的电压，请分别计算任意事故放电阶段的10h放电率电流倍数值及xh事故放电末期冲击系数，其结果最接近下列哪组数值？（A）（B）（C）（Ｄ）

答案：【A】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）表5.2.2条，表5.2.3以及附录B公式（B.4）和（B.5）。第2组（共8组）【（2013案例上）题11-15】14．假定选择蓄电池容量为120Ah，采用阀控式贫液盐酸蓄电池，蓄电池组与直流母线连接，不考虑蓄电池初充电要求，计算变电所充电装置的额定电流。其结果最接近下列那项数值？（蓄电池自放电电流按最大考虑）（A）15A（B）20A（C）25A（D）30A答案：【C】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）附录C.1.1-3。第2组（共8组）【（2013案例上）题11-15】15．假定该变电所不设母联自投装置，并改用在线UPS交流操作电源，电压等级为AC220V。请计算UPS容量，其结果最接近下列哪一项?（可靠系数取上限值）（A）31.64kVA（B）34.32kVA

（C）35.64kVA（D）66.0kVA答案：【B】解答过程：依据《工业与民用配电设计手册）（第三版）P411公式（8-30）~（8-31）。取两式中较大者作为UPS的选择容量，故选B项第2组（共8组）【（2013案例上）题11-15】某企业10kV变电所，装有容量为20MVA的主变压器两台，2回110kV出线（GIS），10kV母线2段，每段15回馈线。值班室设置变电所监控系统，有人值班，请回答下列问题并列出解答过程：11．关于直流负荷，下列哪一项叙述是错误的?（A）电气和热工的控制、信号为控制负荷（B）交流不停电装置负荷为动力负荷（C）测量和继电保护、自动装置负荷为控制负荷（D）断路器电磁操作的合闸机构为控制负荷答案：【D】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）第5.1.1条。合闸机构不是控制负荷，应为动力负荷。点评：第5.1.1条中1和2条对控制负荷和动力负荷作了明确划分，是按功能分的类

第3组（共8组）【（2012案例下）题11-15】12．若变电所信号控制保护装置容量为2500W，UPS装置3000W，事故照明容量1500W，断路器操作负荷800W，各设备额定电压220V，功率因数取1，那么直流负荷的经常负荷电流、0.5h事故放电容量、1h事故放电容量为下列哪一项?（A）6.82A，10.91Ah，21.82Ah（B）6.82A，10.91Ah，32.73Ah（C）6.82A，12.2Ah，24.55Ah（D）9.09A，12.05Ah，24.09Ah答案：【A】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）表5.2.3，表5.2.4。第3组（共8组）【（2012案例下）题11-15】13．如果该变电所事故照明、事故停电放电容为44Ah，蓄电池采用阀控式铂酸蓄电池（胶体）（单体2V），单个电池的放电终止电压1.8V，则该变电所的蓄电池容量宜选择下列哪一项?（A）80Ah（B）100Ah（C）120Ah（D）I50Ah答案：【C】

解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）附录B.2.1.2条式（B.1）及表B.10。查得胶体蓄电池

，则：第3组（共8组）【（2012案例下）题11-15】14．如果该变电所220V直流电源选用220Ah的GF型铅酸蓄电池，蓄电池的电池个数为108个，经常性负荷电流为15A，事故放电末期随机（5s）冲击放电电流为18A，事故放电初期（1min）冲击电流和1h事故放电末期电流均为36A，计算事故放电末期承受随机（5s）冲击放电电流的实际电压和事故放电初期1min承受冲击放电电流时的实际电压为下列哪项?（查曲线时所需数据取整数）。（A）197.6V/210.6V（B）99.8V/213.8V（C）205V/216V（D）217V/226.8V答案：【C】解答过程：依据《电力厂程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）附录B2.1.3式(B.2)~(B.5)。（一）事故放电末期承受随机（5s）冲击放电电流的实际电压：由式（B.4）得：依据电流倍数

值取曲线。由式（B.5）得：第3组（共8组）【（2012案例下）题11-15】依据图B.1查对应曲线，横坐标0.9时对应的曲线上的点的纵坐标，取整后为：（二）事故放电初期1min承受冲击放电电流的实际电压：由式（B.2）得：查图B.1中的0族曲线，取整后得：15．如果该变电所1h放电容为20Ah，该蓄电池拟仅带控制负荷，蓄电池个数为108个，选用阀控式铅酸蓄电池（贫液）（单体2V），则该变电所的蓄电池容量为下列哪项?（查表时放电终止电压据计算结果就近取值）。（A）65Ah（B）110Ah（C）140Ah（D）150Ah答案：【A】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）附录B.1.3。蓄电池终止电压为：查表B.8得贫液电池（有人值班变电所一小时，1.75V对应0.615），则：第3组（共8组）【（2012案例下）题11-15】一座110/10kV有人值班的重要变电所，装有容量为20MVA的主变压器两台，采用220V铅酸蓄电池作为直流电源，所有断路器配电磁操作机构，最大一台断路器合闸电流为98A。请解答下列问题：11．下列关于该变电所所有电源和操作电源以及蓄电池容量选择的设计原则中，哪一项不符合规范的要求?并说明依据和理由。（A）变电所的操作电源，采用一组220V固定铅酸蓄电池组，充电、浮充电用的硅整流装置合用一套（B）变电所的直流母线，采用单母线接线方式（C）变电所装设两台容量相等可互为备用的所用变压器（D）变电所蓄电池组的容量按全所事故停电1h的放电容量确定答案：【D】解答过程：依据《35kV~110kV变电所设计规范》（GB50059-1992）第3.3.1条~第3.3.4条。第4组（共8组）【（2010案例下）题11-15】12．该变电所信号、控制、保护装置容量为3000W（负荷系数为0.6），整流不停电装置容量为220W（负荷系数为0.6），事故照明容量为1000W（负荷系数为1），直流电源的经常负荷电流和事故放电容量为下列哪组?（A）8.18A，13.33Ah（B）8.18A，22.11Ah（C）8.78A，13.33Ah（D）13.64A，19.19Ah答案：【A】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）第5.1.2条，表5.2.3或《工业与民用配电设计手册》（第三版）P390-391，表8-1。

已知该变电所采用220V铅酸蓄电池作为直流电源，该变电所信号、控制、保护装置为经常负荷，因为直流电源的经常性负荷电流为：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DT/L5044-2004）第5.1.2-4条，该变电所为有人值班的重要变电所，事故停电时间按1h考虑，依据表5.2.3，该变电所事故全停电状态下相对应的持续放电时间的放电容量为:第4组（共8组）【（2010案例下）题11-15】13．如该变电所经常性负荷的事故放电容量为9.90Ah，事故照明等负荷的事故放电容量为4.54Ah，按满足事故全停电状态下长时间放电容量要求计算的蓄电池10h放电率计算容量为下列哪项?（可靠系数取1.25，容量系数取0.4）（A）14.19Ah（B）28.41Ah（C）34.08Ah（D）42.59Ah答案：【D】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）附录B式（B.1）。第4组（共8组）【（2010案例下）题11-15】14．该变电所选择一组10h放电标称容量为100Ah的220V铅酸蓄电池作为直流电源，若直流系统的经常负荷电流为12A，请按满足浮充电要求和均衡充电要求（蓄电池组与直流母线连接）分别计算充电装置的额定电流为下列哪组数值?（A）12A，10~12.5A（B）12A，22~24.5A（C）12.1A，10~12.5A（D）12.1A，22~24.5A.答案：【D】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）附录C第C.1.1条。浮充电额定电流：均衡充电额定电流：第4组（共8组）【（2010案例下）题11-15】15．该变电所的断路器合闸电缆选用VLV型电缆，回路的允许电压降为8V，电缆的长度为90m，按允许电压降计算断路器合闸回路电缆的最小截面为下列哪项数值?（电缆的电阻系数：铜，铝

）（A）（B）（C）（D）答案：【C】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）附录D第D.l条。第4组（共8组）【（2010案例下）题11-15】某企业110kV变电站直流系统电压110V，采用阀控式密闭铅酸蓄电池组，单体电池浮充电压2.23V，直流系统不带降压装置，充电装置采用一组20A的高频开关电源模块若干个，站内控制负荷、动力负荷合并供电。请回答下列问题。16．该直流系统蓄电池组电池个数宜选择下列哪项?（A）50个（B）52个（C）57个（D）104个答案：【B】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）附录B.1.1。第5组（共8组）【（2009案例下）题16-20】17．事故放电末期单个蓄电池的最低允许值为下列哪项数值？（A）1.85V（B）1.80V（C）1.75V（D）1.70V答案：【A】

解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）附录B.1.3。第5组（共8组）【（2009案例下）题16-20】18．该变电站控制保护设备的经常负荷电流约为50A，选择蓄电池容量为300Ah，已知该类型池的l0h放电率I10=0.1C，其中C为电池容量，请计算充电装置的20A高频开关电源模块数量最接近下列哪项数值?（A）3个（B）6个（C）9个（D）12个答案：【B】

解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）附录C.2.1。因为所以接近于6。点评：充电装置采用一组20A的高频开关电源模块若干个，所以选用方式一。第5组（共8组）【（2009案例下）题16-20】19．假定充电装置额定电流为125A，请选择充电装置回路的直流电流表测量范围是下列那一项?（A）0~80A（B）0~100A（C）0~150A（D）0~200A答案：【C】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）附录C.1.3表C.1，明确指出C项正确。20．如该变电站为无人值班变电所站，其事故照明用直流供电。那么，在进行直流负荷统计计算时，对事故照明负荷的放电时间应按下列哪项数值计算?（A）0.5h（B）1h（C）1.5h（D）2h答案：【B】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044--2004）第5.2.3条表5.2.3-11。第5组（共8组）【（2009案例下）题16-20】一座66/10kV重要变电站，装有容量为1600kVA的主变压器两台，采用蓄电池直流作系统，所有断路器配电磁操作机构。控制、信号等经常负荷为2000W，事故照明负荷为1000W，最大一台断路器合闸电流98A，请回答下列问题。第6组（共8组）【（2008案例下）题6-10】6．说明在下列关于变电站所用电源和操作电源以及蓄电池容量选择的表述中，哪一项是不正确的?（A）变电所的操作电源采用一组110V或220V固定铅酸蓄电池组或镉镍蓄电池组。作为充电、浮充电用的硅整流装置宜合用一套（B）变电所的直流母线，采用单母线或分段单母线接线（C）变电所可装设一台所用变压器即可满足变电所用电的可靠性（D）变电站蓄电池组的容量按全事故停电1h的放电容量及事故放电末期最大冲击负荷容量确定答案：【C】解答过程：依据《35kV~110kV变电所设计规范》（GB50059-1992）第3.3.1条~第3.3.4条。点评：考过多次，另外可参考《35kV~110kV变电站设计规范》（GB50059-2011）第3.7条，新规范有改动。第6组（共8组）【（2008案例下）题6-10】7．该变电所选择一组220V铅酸蓄电池作为直流电源，若经常性负荷事故放电容量为9.09Ah，事故照明负荷放电容量为4.54Ah，按满足事故全停电状态长时间放电容量要求，选择蓄电池计算容量CC是下列哪一项?（可靠系数取1.25，容量系数取0.4）（A）23.41Ah（B）14.19Ah（C）34.08Ah（D）42.59Ah答案：【D】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）附录B.2.1.2式（B.1）。第6组（共8组）【（2008案例下）题6-10】8．若选择一组l0h放电标称容量为100Ah的220V的铅酸蓄电池作为直流电源，若事故初期放电电流为13.63A，计算事故初期冲击系数应为下列哪项数值?（可靠系数取1.10）（A）1.5（B）1.0（C）0.50（D）12.28答案：【A】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程））（DL/T5044-2004）附录B.2.1.3式（B.2）。点评：其中I10为10小时放电率电流，要用100Ah/l0h的值代入，而不是I10=100。第6组（共8组）【（2008案例下）题6-10】9．若选择一组10h放电标称容量为100Ah的220V的铅酸蓄电池作为直流电源，计算事故放电末期冲击系数应为下列哪项数值?(可靠系数取1.1）（A）12.28（B）11.78（C）1.50（D）10.78答案：【D】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）附录B.2.1.3式（B.5）。点评：98A为合闸电流，题目中己给出，2007年考过。第6组（共8组）【（2008案例下）题6-10】10．若选择一组蓄电池容量为80Ah的220V的铅酸蓄电池作为直流电源，断路器合闸电缆选用VLV型电缆，电缆允许压降为8V，电缆的计算长度为90m，请计算断路器合闸电缆的计算截面应为下列哪项数值?（电缆的电阻系数：铜，铝）(A)68.35mm2(B)34.18mm2(C)74.70mm2(D)40.57mm2答案：【A】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）附录D.1。点评：注意VLV电缆是铝芯的，不是铜芯的。1小时放电电流为80A与合闸电流相比，选择大的，所以选择98A代入上式。第6组（共8组）【（2008案例下）题6-10】一座66/l0kV的重要变电站，装有容量为16000kVA的主变压器两台，采用蓄电池直流操作系统，所有断路器配电磁操作机构。控制、信号等经常性负荷为2000W，事故照明负荷为1500W，最大一台断路器合闸电流为98A，请根据设计规程解答如下问题：第7组（共8组）【（2007案例下）题11-15】11．关于变电所操作电源及蓄电池容量的选择，下列表述中哪一项是正确的?并说明其理由。（A）重要变电所的操作电源，宜采用二组110V或220V固定铅酸蓄电池组或镉镍蓄电池。作为充电浮充用的硅整流装置宜合用一套（B）变电所的直流母线，宜采用双母线接线（C）变电所蓄电池组的容量应按全所事故停电期间的放电容量确定（D）变电所蓄电池组的容量应按事故停电1h的放电容量及事故放电末期最大冲击负荷容量确定答案：【D】解答过程：依据《35kV~110kV变电所设计规范》（GB50059-1992）第3.3.1条~第3.3.4条。点评：考过多次，另外可参考《35kV~110kV变电站设计规范》（GB50059-2011）第3.7条，新规范有改动。第7组（共8组）【（2007案例下）题11-15】12．本变电所选择一组220V铅酸蓄电池为直流电源，若经常性负荷的事故放电容量为9.09Ah，事故照明负荷放电容量为6.82Ah，按满足事故全停电状态下持续放电容量要求，求蓄电池10h放电率计算容量CC为下列哪项?（可靠系数取1.25，容量系数取0.4）（A）28.4Ah（B）21.31Ah（C）49.72Ah（D）39.77Ah答案：【C】解答过程：依据《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T5044-2004）附录B.2.1.2式（B.1）。第7组（共8组）【（2007案例下）题11-15】13．若选择一组10h放电率标称容量为100Ah的220V铅酸蓄电池组作为直流电源，计算事故放电初期（lmin）冲击系数应为下列哪项数值?（可靠系数取1.10）(A）