某企业35kv变电站直流电源设计(附件)【字数：12273】
摘 要本文主要介绍的是变电站中直流系统的设计，主要由蓄电池组、充电装置模块以及事故检测报警等模块构成的直流电源系统一直都是变电站的重要组成部分，同样也是电气设备的核心，为自动装置、继电保护以及断路器的正确动作稳定供电，促使整个电力系统的正常运行。它的可靠性和安全性对设备的稳定运行甚至整个电网都起着重要的作用。变电站中直流电源是在电路发生故障时，交流电源无法发挥作用，而此时的直流电源可以作为临时电源继续为变电站供电，保证了整个变电站电力系统的正常运行。随着直流系统的迅猛发展以及设备的不断更新，种类繁多，所以本文将讨论怎样通过计算选用一些可靠安全以及性能较好的装置模块。本课题主要研究内容是（1）通过计算和统计直流负荷以及分析其主要因素，选择蓄电池的容量和种类。（2）设计直流电源系统主接线方式。（3）计算选择设备充电装置、断路器、降压装置等。（4）分析绝缘监测装置的原理和方法以及如何预防接地故障。
目 录
第一章 绪论 1
1.1直流电源系统概述 1
1.2现阶段直流电源系统的概况 1
1.3直流电源系统的相关分析 2
第二章 变电站直流电源系统的构成 4
2.1充电装置 4
2.2直流蓄电池组 4
2.3绝缘监测装置 4
2.4降压装置 5
2.5直流馈线网络 5
2.6直流断路器和熔断器 5
第三章 直流电源系统的总体设计与设备选择 6
3.1蓄电池设计 6
3.2充电装置配置设计 10
3.3直流断路器设计 11
3.4蓄电池熔断器的选择 15
3.5网络接线设计 16
3.6电缆截面的选择 17
第四章 绝缘检测装置 19
4.1绝缘监察装置的设计 19
4.2直流电源系统接地故障情况 20
4.3预防直流电源系统绝缘故障的措施 21
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
第一章 绪论
1.1直流电源系统概述
直流电源系统是在变电站或发电厂内为动力负 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
荷和控制负荷供电的系统装置。主要由蓄电池组，充电装置，监测装置，信号装置，直流馈线屏等组成。在电力系统中，控制回路、保护回路以及事故照明信号等都是通过直流电源供电的，所以在很多变电站以及发电厂中都设有这样的直流电源系统，从而保证电力系统自动装置的有效工作以及控制回路和保护回路的正常供电。在遇到电力故障时，直流电源系统的及时供电和维护变电站的正常运行将起到十分重要的作用。因此直流电源系统的正常运行对于整个电力系统都有着相当大的影响。
1.2现阶段直流电源系统的概况
1.2.1目前直流电源系统存在的主要问题
随着我国电网的规模不断扩大，电网设施覆盖密度的不断增加，直流电源系统会逐渐暴露出一些不完善的地方，甚至存在一些问题。
主要有直流电源系统接线及各回路配合的问题。在直流电源系统的馈电网络中有环形供电与辐射供电两种供电方式，环形结构的供电方式虽说可以节约一定的成本，在正常运行的状态下，电压质量较好。但是在线路故障时，电压质量较差，并且环形结构容易相互影响，某一处短路可能造成整个环形网络都短路，这样极容易导致故障点难以查找，无法及时断开。在直流电源系统网络中，若出现空气开关和熔断器配型不正确的情况下，将会导致直流电源系统的断路器不能及时切断故障线路，最终可能导致故障范围的扩大。所以本课题的直流系统，将采用辐射供电的方式。
还有蓄电池正常运行和维护存在一定的问题，目前市面上的蓄电池厂家种类很多，每个厂家维护蓄电池的方式也不同。再加上经验不足，对每个蓄电池的了解程度的不足等原因，很容易造成蓄电池组的损坏，或当蓄电池组中的一只或几只蓄电池发生故障时，存在将不同容量、不同厂家或同一厂家容量相同但批次不同、内阻不一致的蓄电池替换上串接使用的情况，而蓄电池浮充电运行时，其浮充电完全一致，造成同一组蓄电池中两种性能不同的蓄电池互为影响，更加速蓄电池的老化和使用性能，给直流电源系统的正常安全的运行带来一定的安全隐患。
还有充电装置存在一些问题，比如有的充电设备交流电源只接入一路，未实现两路交流电源供电。有的充电装置虽然接入了两路交流电源，但在交流低压屏只投入了一路电源开关或在充电装置屏只投入一路电源开关，不能实现备自投功能。由于充电装置回路故障，充电装置跳闸后，由于充电装置故障信息存在各种原因（规约问题、通信中断等）未传送到监控系统后台对告警信号的忽略等原因，造成长时间由蓄电池组供直流负荷的情况。也有可能还存在一些老旧充电装置运行年限过长、性能指标不能满足运行要求等问题。
绝缘监察装置不能监测或显示各支路的绝缘状态，各支路发生接地故障时，不能正确的显示支路接地信息。还有新建或者正在改造的变电站，直流电源系统的绝缘监察装置不具备交流窜直流故障的记录和报警功能。还会出现报警异常、精度差、装置质量欠佳、调试参数整定不当、支路零序电流互感器故障和质量欠佳等情况，从而造成节点巡检装置不能正常工作等问题。
直流断路器可能还存在上、下级直流断路器或熔断器使用不同品牌或厂家的现象，由于不同厂家的技术参数的差异较大，上下级配合起来存在困难，而且维护也很不方便。有些地方直流回路还存在使用交流断路器的情况，因为电弧存在交流的和直流的，它们不一样的灭弧原理从根本上导致了直流空气断路器与交流的之间存在很大的差异，直流空气断路器能够熄灭直流短路的电弧，而交流空气断路器不可以。所以对电路的正常运行有很大威胁，从而交流断路器不可以在直流回路中进行使用。还有些变电站仍存在直流断路器和熔断器混用的情况，特别是不应该将熔断器使用在直流断路器的下一级，有的变电站还没有建立直流系统熔断器级差配置图，存在直流电源系统直流断路器的配置和级差不满足直流电源系统管理规范反措要求存在上下级配合参数不准确，各级差参数选择存在随意性，给变电站直流回路发生短路故障时直流断路器的正确动作带来了极大的隐患。
1.2.2现阶段直流电源系统的发展趋势
随着电力系统对用电质量要求的不断提高，科学技术的不断进步以及新型材料研究的不断更新，不论是充电装置，或是蓄电池等其他模块，都在渐渐的克服和弥补原来的缺点。包括现在的站用式交直流电源系统也在逐步升高使用标准和使用要求，并逐渐发展成一个稳定可靠，高效率，高质量的的交直流一体化的电源系统，为变电站提供了一个更加智能化和科学化的运行系统。蓄电池部分由原来的需要一直维护加电解液到现在维护的方式更加便捷等等，从中能看到整个直流电源系统以及内部结构的发展趋势是一个高频化、无污染并且效率越来越高，操作也越来越方便的情况。
目 录
第一章 绪论 1
1.1直流电源系统概述 1
1.2现阶段直流电源系统的概况 1
1.3直流电源系统的相关分析 2
第二章 变电站直流电源系统的构成 4
2.1充电装置 4
2.2直流蓄电池组 4
2.3绝缘监测装置 4
2.4降压装置 5
2.5直流馈线网络 5
2.6直流断路器和熔断器 5
第三章 直流电源系统的总体设计与设备选择 6
3.1蓄电池设计 6
3.2充电装置配置设计 10
3.3直流断路器设计 11
3.4蓄电池熔断器的选择 15
3.5网络接线设计 16
3.6电缆截面的选择 17
第四章 绝缘检测装置 19
4.1绝缘监察装置的设计 19
4.2直流电源系统接地故障情况 20
4.3预防直流电源系统绝缘故障的措施 21
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
第一章 绪论
1.1直流电源系统概述
直流电源系统是在变电站或发电厂内为动力负 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
荷和控制负荷供电的系统装置。主要由蓄电池组，充电装置，监测装置，信号装置，直流馈线屏等组成。在电力系统中，控制回路、保护回路以及事故照明信号等都是通过直流电源供电的，所以在很多变电站以及发电厂中都设有这样的直流电源系统，从而保证电力系统自动装置的有效工作以及控制回路和保护回路的正常供电。在遇到电力故障时，直流电源系统的及时供电和维护变电站的正常运行将起到十分重要的作用。因此直流电源系统的正常运行对于整个电力系统都有着相当大的影响。
1.2现阶段直流电源系统的概况
1.2.1目前直流电源系统存在的主要问题
随着我国电网的规模不断扩大，电网设施覆盖密度的不断增加，直流电源系统会逐渐暴露出一些不完善的地方，甚至存在一些问题。
主要有直流电源系统接线及各回路配合的问题。在直流电源系统的馈电网络中有环形供电与辐射供电两种供电方式，环形结构的供电方式虽说可以节约一定的成本，在正常运行的状态下，电压质量较好。但是在线路故障时，电压质量较差，并且环形结构容易相互影响，某一处短路可能造成整个环形网络都短路，这样极容易导致故障点难以查找，无法及时断开。在直流电源系统网络中，若出现空气开关和熔断器配型不正确的情况下，将会导致直流电源系统的断路器不能及时切断故障线路，最终可能导致故障范围的扩大。所以本课题的直流系统，将采用辐射供电的方式。
还有蓄电池正常运行和维护存在一定的问题，目前市面上的蓄电池厂家种类很多，每个厂家维护蓄电池的方式也不同。再加上经验不足，对每个蓄电池的了解程度的不足等原因，很容易造成蓄电池组的损坏，或当蓄电池组中的一只或几只蓄电池发生故障时，存在将不同容量、不同厂家或同一厂家容量相同但批次不同、内阻不一致的蓄电池替换上串接使用的情况，而蓄电池浮充电运行时，其浮充电完全一致，造成同一组蓄电池中两种性能不同的蓄电池互为影响，更加速蓄电池的老化和使用性能，给直流电源系统的正常安全的运行带来一定的安全隐患。
还有充电装置存在一些问题，比如有的充电设备交流电源只接入一路，未实现两路交流电源供电。有的充电装置虽然接入了两路交流电源，但在交流低压屏只投入了一路电源开关或在充电装置屏只投入一路电源开关，不能实现备自投功能。由于充电装置回路故障，充电装置跳闸后，由于充电装置故障信息存在各种原因（规约问题、通信中断等）未传送到监控系统后台对告警信号的忽略等原因，造成长时间由蓄电池组供直流负荷的情况。也有可能还存在一些老旧充电装置运行年限过长、性能指标不能满足运行要求等问题。
绝缘监察装置不能监测或显示各支路的绝缘状态，各支路发生接地故障时，不能正确的显示支路接地信息。还有新建或者正在改造的变电站，直流电源系统的绝缘监察装置不具备交流窜直流故障的记录和报警功能。还会出现报警异常、精度差、装置质量欠佳、调试参数整定不当、支路零序电流互感器故障和质量欠佳等情况，从而造成节点巡检装置不能正常工作等问题。
直流断路器可能还存在上、下级直流断路器或熔断器使用不同品牌或厂家的现象，由于不同厂家的技术参数的差异较大，上下级配合起来存在困难，而且维护也很不方便。有些地方直流回路还存在使用交流断路器的情况，因为电弧存在交流的和直流的，它们不一样的灭弧原理从根本上导致了直流空气断路器与交流的之间存在很大的差异，直流空气断路器能够熄灭直流短路的电弧，而交流空气断路器不可以。所以对电路的正常运行有很大威胁，从而交流断路器不可以在直流回路中进行使用。还有些变电站仍存在直流断路器和熔断器混用的情况，特别是不应该将熔断器使用在直流断路器的下一级，有的变电站还没有建立直流系统熔断器级差配置图，存在直流电源系统直流断路器的配置和级差不满足直流电源系统管理规范反措要求存在上下级配合参数不准确，各级差参数选择存在随意性，给变电站直流回路发生短路故障时直流断路器的正确动作带来了极大的隐患。
1.2.2现阶段直流电源系统的发展趋势
随着电力系统对用电质量要求的不断提高，科学技术的不断进步以及新型材料研究的不断更新，不论是充电装置，或是蓄电池等其他模块，都在渐渐的克服和弥补原来的缺点。包括现在的站用式交直流电源系统也在逐步升高使用标准和使用要求，并逐渐发展成一个稳定可靠，高效率，高质量的的交直流一体化的电源系统，为变电站提供了一个更加智能化和科学化的运行系统。蓄电池部分由原来的需要一直维护加电解液到现在维护的方式更加便捷等等，从中能看到整个直流电源系统以及内部结构的发展趋势是一个高频化、无污染并且效率越来越高，操作也越来越方便的情况。
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