110kV无人值班变电站直流系统负荷统计及容量计算

110kV无人值班变电站DC系统负荷统计及容量计算摘要：以某110千伏无人值守变电站工程为背景，通过对变电站DC系统负荷(常规负荷、事故负荷、冲击负荷)的统计分析，根据行业设计的规范和要求，选择和计算电池组容量。关键词：变电站DC系统；DC负荷统计；蓄电池容量的计算；110千伏无人值守变电站介绍电力系统和电力设备的安全可靠运行关系到国家的发展和人民的生产生活。电力系统中的二次系统尤为重要。DC系统可以在变电站正常运行时为二次保护和控制装置提供高质量的工作电源，也可以在交流电源故障时为二次保护和控制装置提供可靠、不间断的应急电源，保证电力系统的运行。设计和操作得当的DC系统可以避免事故范围的扩大，并减少个人和财产损失。2 DC荷载分类说明DC系统的负荷按其性质可分为三种类型，即正常负荷、事故负荷和冲击负荷。2.1变电站规模概述该光伏电站项目建设容量为100兆瓦，并网电压为110千伏，为无人值守变电站。主要一次设备包括：2台110千伏变压器、3台110千伏断路器、10台35kV集电柜、2台35kV静止无功发生柜、2台35kV PT柜、1台35kV变电站配电柜、2台35kV出线柜等。2.2常规负载常规负载：当变电站正常运行且交流电源出现故障时，需要DC系统提供可靠电源的负载。该系统的常见负载主要有：信号装置、继电保护装置、微机保护装置、微机测控装置等。2.3事故负荷事故负荷：当变电站发生交流电源故障时，需要由电池组供电的负荷。本系统的事故负荷主要有：信号装置、继电保护装置、不间断电源等。由于变电站48V通信电源系统配有单节电池(24节2V100AH铅酸电池)，事故负荷中无需考虑DC/DC通信模块。2.4冲击载荷冲击负荷：主要发生在变电站交流电源故障的初始阶段(事故初始阶段1分钟)、最终阶段或随机阶段(事故瞬间5秒钟)。交流高压系统恢复供电时，随机(5s)负荷按断路器闭合电流最大的负荷计算。本系统的冲击负荷主要是随机(5s)负荷，即单个110千伏SF6断路器的合闸电流。3负载统计DC系统的DC负荷主要是二次综合自动化系统设备，如110千伏差动保护装置、主变压器保护装置、35kV线路测控装置、遥控装置、小功率接地电流选线装置等。目前，各种自备设备制造商的微机保护测控装置在正常运行和运行过程中的DC功耗均在50W以下，满足保护装置功耗国家标准的两个要求。(1)保护装置正常工作时，DC功耗不超过50W。(2)保护装置工作时，DC功耗不超过80W。各种负载统计方法如下：1)保护装置。每路110千伏和35kV线路保护装置按1计，每路110千伏主变保护装置按4计，均按50 W计2)测量和控制装置。每路110千伏和35kV线路保护装置按1计，每路110千伏主变测控装置按1计，按50W计。3)操作箱。110千伏线路操作箱每路按1计，110千伏主变高压、低压操作箱每路按1计，均按50W计。4)公共部件装置。其他设备，如1台普通测控装置、2台远动通信装置、1台故障录波器、2台光功率预测装置、1台电能采集装置、1台失步断线装置、1台小电流接地线装置、2台DC系统监控装置等。电池数量按DC母线电压和铅酸蓄电池浮充电压的1.05倍计算。4.2电池终端放电电压的计算对于控制总线和电源总线相结合的DC系统，应根据DC系统允许的最小总线电压和电池数量计算事故放电结束时单个电池的终止放电电压。4.3电池容量计算对于无人值守变电站，整个变电站交流供电事故的停电时间按2h计算。计算电池组容量有两种方法。容量变化算法和步长计算方法。DC系统中蓄电池容量的计算方法是阶梯计算法。根据第一阶段计算容量根据第二阶段计算容量根据第三阶段计算容量根据第四阶段计算容量随机(5s)负载计算能力向Cc2中添加CR？在CCc4的最大阶段，然后与Cc1相比，最大的是电池的计算容量。计算结果：选择CcM4CcM2、CcM3、Cc1，最后选择2V150AH阀控制铅酸蓄电池(贫液)，共104段。其中：CC1、CC2、CC3、CC4 -各阶段电池10h放电率的计算容量，AH；随机载荷计算能力，啊；I1，I2，I3，I4 -每级负载电流，A；随机负载电流；KK -可靠性系数，1.40；KC1分钟排量的容量转换系数，1/h；KCR -随机(5s)负荷的容量转换系数，1/h；KC1每个计算阶段所有放电时间的容量转换系数，1/h；KC2除各计算阶段第一步时间外的放电时间的容量换算系数，1/h；KC3 -每个计算阶段中除步骤1和步骤2之外的放电时间的容量转换系数，1/h；KC4 -每个计算阶段中超过步骤4的放电时间的容量转换系数，1/h结论在DC系统的设计中，除了电池组之外，其他设备如断路器、熔断器、电缆、DC系统监控装置等。还应考虑与电池组匹配。设备选择的合理性和完善的管理体系能够保证DC电力系统乃至整个电站电力系统运行的安全性、可靠性和经济性。参考：白，刘白珍，俞崇干，等。电力工程系统设计手册Z。北京：中国电力出版社，1999。2刘白珍，盛，陈红，等. DL/T5044-2004，火力发电厂和变电站DC系统设计技术规程S.3马忠，110千伏无人值班变电站蓄电