直流系统设计分析与发展趋势

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1、直流系统设计分析与发展趋势　　   摘 要 介绍了伊朗MOLLASADLA水电站直流系统设计阶段，监控系统的设计，直流系统电压等级的选择，蓄电池组的设置及直流系统接线，蓄电池容量选择，充电和浮充电设备选择的设计。直流系统的发展趋势。 关键词 直流系统  微机监控系统  免维护铅酸蓄电池一体化电源　前言   Mollsadra水电站位于伊朗伊斯兰共和国法尔斯省（Fars）境内的Kor河主要支流Tang-e-Boragh河上。工程枢纽主要包括大坝、溢洪道、输水系统、发电厂房及开关站、灌溉和排水系统等。电站采用引水式发电，发电厂房及开关站位于Tang-e-Bor

2、agh河左岸大坝下游约3.5km处，发电厂房为地面式，厂房内共装设2台混流式水轮发电机，总装机容量2×50MW，最大净水头231m。电站年利用小时数为1760h，多年平均发电量为176GWh。电站以2回132kV出线一级电压接入电力系统。水电站装设由蓄电池供电的直流系统，由于继电保护、计算机监控、事故照明、交流不停电电源等用电负荷极为重要，因而对直流系统供电的可靠性要求很高。 要保障直流系统可靠性，首先必须有一个可靠的直流系统接线方案。其中包括直流母线的接线，直流电源的配置和直流供电网络的构成。其次，要合理地选择直流系统中采用的设备，包括蓄电池、充电和浮充

3、电设备、开关设备等。1.1直流系统电压220V和110V的比较1.1.1直流电压采用220V的优点 a.水电站占地面积大，被控制的对象远，在相同操作功率时，控制电缆中的电流220V比110V小一半，减小了控制电缆中的电压降。在距离较远的情况下，为满足电压降的要求，所需的控制电缆截面一般不超过2.5mm2，这将给施工带来较大方便，也节省了投资。 b.本工程采用微机监控、保护下放方式，各保护小室布置于配电装置之中，要求抗电磁干扰能力强。在同等电磁干扰条件下，220V直流电压等级的音噪比高于110V直流电压等级。采用220V直流系统有利于抗电磁干扰。 c

4、.电站的照明一般为交流220V，事故照明采用直流220V，接线简单，切换回路可以简化，而用110V直流电源时，事故照明回路不能直接切换，需要增加降压变压器或逆变电源装置或采用其他方法来解决事故照明的供电问题，从而增加了事故照明回路的复杂性。 1.1.2直流电压采用220V的缺点 a.蓄电池的个数与110V相比增加1倍，因而增加了蓄电池组本身的造价，也相应增加了蓄电池室建筑面积。 b.220V电压对绝缘的要求较110V高，据蓄电池运行规程规定，蓄电池组允许的绝缘电阻最低值220V为0.2MΩ，110V为0.1MΩ。2者采用同型号的电缆和二次设备，其绝缘裕度

5、以110V为大。 c.直流回路的继电器和接触器触点断开时，对所连接的回路产生干扰电压，干扰电压的幅值和直流电压成正比，对电子设备有影响。1.2直流系统电压的选择及技术比较 随着科学技术的不断发展，各直流系统制造厂根据在运行和维护中遇到的问题，作了大量的改进工作，基本上解决了直流电压采用220V的不足之处，如加大对地绝缘裕度，从而减少直流系统接地故障的几率；用电容或反向二极管串入数百欧低值电阻并在中间继电器线圈上作消弧回路，抑制干扰电压幅值；同时水电站采取微机保护，其本身抗干扰能力强，干扰电压对其影响较小；增大信号继电器内阻，防止因电容电流而引起某些信号继

6、电器误动作等。从而增加了220V直流系统安全可靠稳定性。  本工程采用微机监控、保护下放方案，即在各配电装置中设保护小室，二次设备分散布置在各小室内，各小室中都设有独立的直流系统(直流主屏布置于继电器室、机旁配电室内)，可缩短控制电缆的长度。通常控制电缆的长度都没有超过200m，但本工程控制对象较多，还存在部分控制电缆长度超过200m，如果直流电压采用110V，则将加大控制电缆截面，给施工和维护带来一定的困难，也增加投资。因此，通过比较决定本套直流系统采用220V等级电池2蓄电池组的设置及直流系统接线2.1蓄电池组的设置 按DL/T5044-2004《电

7、力工程直流系统设计技术规程》的规定，本工程直流系统设2组220V蓄电池，不带端电池。三套直流充电机，两段直流主母线，母线之间设母联开关2.2直流系统接线2.2.1直流母线接线 整个直流系统有三套英国CT公司生产的充电机，由一路三相电源供电。在交流输入端有三个60KW的变压器，还加入了避雷装置，保证了输入电源的稳定。经过相控充电机整流后，两套主充电机通过滤波电容和断路器输出直流到电池组。备用充电机通过滤波电容和断路器输出到两段直流母线，两段母线之间还有母联开关可并联两段母线。正常时每段母线的充电机给各自的母线充电和提供负载电流。当任何一端母线的充电机出现故障

8、时，通过断路器把备用的充电机投入相应母线代替原先的充