直流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及容量計(jì)算

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直流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及容量計(jì)算

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直流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及容量計(jì)算
云南省昭通昭電實(shí)業(yè)有限公司 汪杰
摘要:通過(guò)實(shí)例計(jì)算,變電站蓄電池容量的計(jì)算,應(yīng)以所內(nèi)直流負(fù)荷為依據(jù),而無(wú)人
值班變電站直流負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)不能簡(jiǎn)單的照搬設(shè)計(jì)手冊(cè),而應(yīng)該對(duì)站內(nèi)設(shè)備直流功耗進(jìn)行詳盡
分析、統(tǒng)計(jì),以確定蓄電池容量。
關(guān)鍵詞:110 kV無(wú)人值班變電站;直流負(fù)荷;蓄電池容量計(jì)算
中圖分類(lèi)號(hào):TM764.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號(hào):1003-0867(2007)03-0013-02
安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、降低造價(jià)是110 kV無(wú)人值班變電站的發(fā)展方向。隨著無(wú)人值班
變電站模式的推廣,變電站大多按照無(wú)人值班模式設(shè)計(jì),其中蓄電池的選擇及容量計(jì)算出現(xiàn)
新的問(wèn)題。由于在各類(lèi)設(shè)計(jì)手冊(cè)中有關(guān)蓄電池選型和容量計(jì)算問(wèn)題論述不多,設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)
負(fù)荷統(tǒng)計(jì)和計(jì)算方式,大多參照傳統(tǒng)方式統(tǒng)計(jì)和計(jì)算,而110 kV無(wú)人值班變電站,由于現(xiàn)
場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)施的取消或減少、各類(lèi)高新技術(shù)設(shè)備的投入使用,直流負(fù)荷明顯比常規(guī)站減少,因
此,確定蓄電池組的容量時(shí),應(yīng)該對(duì)站內(nèi)設(shè)備直流功耗進(jìn)行詳盡分析和統(tǒng)計(jì),盲目照搬設(shè)計(jì)
手冊(cè)或依據(jù)常規(guī)變電站的經(jīng)驗(yàn)選擇,則會(huì)增加不必要的投資。為此,通過(guò)實(shí)例計(jì)算,針對(duì)
110 kV無(wú)人值班變電站直流負(fù)荷分析、統(tǒng)計(jì)及蓄電池容量計(jì)算方式進(jìn)行說(shuō)明。
1 負(fù)荷分析
直流負(fù)荷按功能分類(lèi),可分為控制負(fù)荷和動(dòng)力負(fù)荷;按負(fù)荷性質(zhì)分類(lèi),可分為經(jīng)常負(fù)
荷、事故負(fù)荷和沖擊負(fù)荷?,F(xiàn)按直流負(fù)荷性質(zhì)分類(lèi)方法,對(duì) 110 kV無(wú)人值班變電站直流負(fù)
荷進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)。
1.1 變電站規(guī)模實(shí)例
變電站規(guī)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(xiàn),單母線(xiàn)斷路器分段接線(xiàn); 35 kV為8回出線(xiàn),單母線(xiàn)斷路器分段接線(xiàn);10 kV為12回
出線(xiàn),2組電容補(bǔ)償裝置,單母線(xiàn)斷路器分段接線(xiàn)。110 kV采用SF6斷路器, 35 kV 、10
kV采用戶(hù)內(nèi)真空斷路器,所有斷路器均配彈簧操作機(jī)構(gòu)。二次設(shè)備采用綜合自動(dòng)化系統(tǒng),
所有元件配置微機(jī)保護(hù)、測(cè)控裝置。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(xiàn)裝置、低周低壓減載裝置、綜合測(cè)控裝置等一些安全自動(dòng)裝置及公用
裝置。
1.2 經(jīng)常負(fù)荷
要求直流電源在正常和事故工況下,可靠供電的負(fù)荷稱(chēng)為經(jīng)常負(fù)荷。
110 kV無(wú)人值班變電站主要的直流負(fù)荷有微機(jī)保護(hù)裝置、微機(jī)測(cè)控裝置、安全自動(dòng)裝
置、簡(jiǎn)易的信號(hào)報(bào)警器。
1.3 事故負(fù)荷在變電站交流電源消失后,全站停電狀態(tài)下,必須由直流電源供電的負(fù)荷稱(chēng)為事故負(fù)
荷。
110 kV無(wú)人值班變電站事故負(fù)荷,主要為照明和各類(lèi)裝置負(fù)荷。變電站在主控制室及
10 kV、35kV配電裝置室設(shè)置6~8盞事故照明燈,每盞50 W。裝置負(fù)荷按110 kV母線(xiàn)保
護(hù)動(dòng)作,引起110kV側(cè)失壓,低周低壓減載裝置動(dòng)作,35 kV、10 kV有源線(xiàn)路動(dòng)作跳閘統(tǒng)
計(jì)。
站內(nèi)設(shè)置了獨(dú)立的48 V通信電源,配置了專(zhuān)用的蓄電池,因此在統(tǒng)計(jì)直流負(fù)荷時(shí),不
考慮通信設(shè)備負(fù)荷情況。
1.4 沖擊負(fù)荷
沖擊負(fù)荷主要有事故初期和過(guò)程沖擊負(fù)荷, 110 kV、35 kV、10 kV斷路器采用彈簧操
作機(jī)構(gòu),其跳、合閘電流大多在1~2.5 A之間(計(jì)算時(shí)取2 A),因此不再考慮事故過(guò)程中
的隨機(jī)沖擊負(fù)荷。主要統(tǒng)計(jì)事故初期沖擊負(fù)荷。
站內(nèi)無(wú)直流油泵電動(dòng)機(jī),事故初期沖擊負(fù)荷主要由備用自投裝置動(dòng)作,投入斷路器合
閘的合閘電流,以及在備用自投裝置動(dòng)作投入斷路器合閘的同時(shí),可能會(huì)有一些負(fù)荷支路的
斷路器跳閘,事故初期負(fù)荷按這些斷路器的跳閘電流之和計(jì)算,并乘以負(fù)荷系數(shù)Ku,取Ku =
0.85。
2 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)
2.1 計(jì)算依據(jù)
根據(jù)《35 kV~110 kV無(wú)人值班變電站設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定,蓄電池組的容量,應(yīng)滿(mǎn)足下列
要求:
·全所事故停電2 h的放電容量;
·事故放電末期最大沖擊負(fù)荷的容量。
事故照明不設(shè)自投,事故照明燈在維修人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后開(kāi)啟,按1 h計(jì)算。
《電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中列出了微機(jī)型控制保護(hù)裝置負(fù)荷參考值:正常工作
時(shí)10~35 kV線(xiàn)路為80 W、110 kV線(xiàn)路為150 W、110 kV變壓器為200 W;動(dòng)作時(shí)10~35
kV線(xiàn)路為200 W;110 kV線(xiàn)路為300 W、110 kV變壓器為400 W。而根據(jù)GB/T 15145-94
《微機(jī)線(xiàn)路保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》“功率消耗”部分對(duì)直流電源回路的要求:當(dāng)正常工作時(shí),
不大于50 W;當(dāng)保護(hù)動(dòng)作時(shí),不大于80 W。同時(shí),現(xiàn)在各大廠生產(chǎn)的微機(jī)保護(hù)、測(cè)控裝置
等直流功耗都遠(yuǎn)低于GB/T 15145-94《微機(jī)線(xiàn)路保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》所提要求。由于各
廠的保護(hù)、測(cè)控裝置的直流功耗大小不一,以及斷路器三相操作箱無(wú)確切負(fù)荷資料,通過(guò)查
閱相關(guān)廠家產(chǎn)品資料,同時(shí)對(duì)運(yùn)行中的110 kV變電站直流功耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析,微機(jī)保護(hù)
測(cè)控裝置等按運(yùn)行時(shí)25 W,動(dòng)作時(shí)為50 W計(jì)算。
2.2 經(jīng)常負(fù)荷統(tǒng)計(jì)經(jīng)常負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如表1所示。
2.3 事故負(fù)荷統(tǒng)計(jì)
事故照明負(fù)荷
P = 1000 W I = 4.55 A
m m
裝置負(fù)荷
P = 600 W I = 2.73 A
bs bs
2.4 直流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)
直接負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如表2如示。
3 蓄電池容量計(jì)算
直流系統(tǒng)主接線(xiàn)采用單母線(xiàn)接線(xiàn),母線(xiàn)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。
3.1 計(jì)算原則
按浮充電運(yùn)行時(shí),直流母線(xiàn)電壓為1.05Un來(lái)確定電池個(gè)數(shù)
N = 1.05U /U
f n f式中 U ——直流系統(tǒng)額定電壓;
n
U——單個(gè)電池組件的浮充電壓,取13.5V。
f
根據(jù)直流母線(xiàn)允許的最低電壓,并計(jì)及蓄電池至直流母線(xiàn)間的電壓降,來(lái)校驗(yàn)蓄電池
的放電終止電壓Ud,應(yīng)滿(mǎn)足
U ≥ 0.86 U /N
d n f
3.2 蓄電池個(gè)數(shù)及終止電壓計(jì)算
蓄電池個(gè)數(shù) N= 1.05U /U = 17.1 個(gè),取18個(gè)。
f n f
終止電壓 U ≥ 0.86×220/18 = 10.51 V , 取10.8 V。
d
3.3 蓄電池容量計(jì)算
目前國(guó)內(nèi)常用的蓄電池計(jì)算方法有兩種;一種為容量換算法;另一種為電流換算法(亦
稱(chēng)階梯負(fù)荷法)。
照搬設(shè)計(jì)手冊(cè)或依據(jù)常規(guī)變電站的經(jīng)驗(yàn),直流負(fù)荷需要蓄電池容量在150~200 Ah之
間的110 kV無(wú)人值班變電所,通過(guò)對(duì)站內(nèi)直流負(fù)載的詳細(xì)分析和統(tǒng)計(jì),選擇額定容量C10 =
65 Ah的閥控式密封鉛酸蓄電池即可滿(mǎn)足要求。同時(shí),隨著各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展,110 kV無(wú)人值
班變電站直流負(fù)載呈下降趨勢(shì)。
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