电力系统新直流规程.docx

2. 电力工程直流系统设计技术规程（以下简称新直规）条文宣讲2.1 条文 4.1 节 直流电源本节条文主要明确：1. 发电厂和变电所内应有独立于其它电源之外的直流电源系统；2. 直流电源应是蓄电池组；3. 供电距离较远的辅助车间，可以另设直流电源系统；4. 允许短时间停电的直流负荷，可直接采用整流设备供电；5. 蓄电池组应以浮充电方式运行；6. 铅酸蓄电池组不要设置端电池7. 48V 及以下的直流系统，可采用蓄电池组，也可采用由 220V 或 110V 蓄电池组供 电的电力用直流电源变换器（DC/DC变换器）为什么发电厂和变电所内应有独立于其它电源之外的直流电源系统？因为，随着国家经 济建设的不断发展，电力系统的运行电压越来越高，发电厂的单机容量越来越大，自动化水 平越来越先进和复杂，致使直流系统在发电厂、变电所中的位置越来越重要，人们对它也更 加重视了的确，直流系统是否能安全可靠地运行，直接关系到整个机组或整个发电厂、变 电所，甚至整个电力系统的安全运行不但正常情况下有如此要求，在事故情况下也是一样， 否则断路器就不能跳闸，发动机组也不可能安全停机，设备都会受到损坏，后果不堪设想 所以，发电厂和变电所内必需有高度可靠的、不依附于其他交流电源的、独立的直流电源系 统。

直流电源除有蓄电池组外，还有复式整流装置和电容储能装置等方式，在上个世纪 70 年代，后两种方式也得到过广泛的应用，但是，通过多年运行实践证明，只有蓄电池组是独 立于交流电源系统的电源，是最能保证发电厂和变电所安全、可靠和稳定运行的，具有其它 方式不能比拟的优势，加之我国经济实力的增强，故规定只采用蓄电池组作为直流电源对于供电距离较远的辅助车间，如江岸水泵房、灰渣系统泵房等，对控制、保护电源的 可靠性要求较高，需要采用直流电源，但是，它距离主厂房较远，由电厂控制室内的直流系 统供电时，则电缆很长、投资较大，而且将影响整个直流系统的可靠性，故宜设独立的直流 系统但是，为了便于管理和减少维护工作，该系统可采用直流电源成套装置蓄电池组应以浮充电方式运行这种运行方式，在我国已是一种传统的运行方式，有丰 富的运行经验，当然，它首先是安全可靠，因为，在运行中，直流系统相当于有两个电源， 一个是浮充装置，另一个是蓄电池组，相对于其它运行方式要安全可靠些；其次是这种运行 方式对蓄电池本身寿命有好处铅酸蓄电池不设端电池是合理的，因为，只要设计中选取适当的电池个数 ,均衡充电 时设定合适的电压值时，直流母线电压是不会超过最高允许值，事故放电末期也不会低于最 低允许值。

当然，如果只有一组蓄电池，又要进行核对性放电，则只能采用一组临时的蓄电 池代替碱性镉镍蓄电池，由于单体电池电压为1.20V,正常浮充电电压较高，而放电时电 压下降幅度较大，终止电压又低，如果没有降压装置，是不能保证直流母线电压在允许范围 之内，所以，碱性镉镍蓄电池应端电池和降压装置是合理的2.2 条文4.2 节 系统电压本节条文主要明确：1. 控制负荷的直流系统宜采用110V电压动力负荷的直流系统宜采用220V电压二者合并供电的直流系统采用220V或110V当采用弱电控制或弱电信号接线时，可采用48V及以下电压2. 在正常运行情况下，直流母线电压应为直流系统标称电压的 105%3．在均衡充电运行情况下，直流母线电压应满足如下要求：a. 专供控制负荷的直流系统，应不高于直流系统标称电压的 110%；b. 专供动力负荷的直流系统，应不高于直流系统标称电压的112.5%；c. 对控制负荷和动力负荷合并供电的直流系统，应不高于直流系统标称电压的110%4. 在事故放电情况下，蓄电池组出口端电压应满足如下要求：a. 专供控制负荷的直流系统，应不低于直流系统标称电压的 85%；b. 专供动力负荷的直流系统，应不低于直流系统标称电压的87.5%；c. 对控制负荷和动力负荷合并供电的直流系统，宜不低于直流系统标称电压的87.5%。

为什么？因为，直流系统标称电压的确定取决于下列几个因素：1•对于控制负荷，一般电流较小，宜采用110V特别是中、小型变电所，无电动机 负荷，目前断路器均采用液压或弹簧操动机构，合闸电流只有2〜5A，且供电距离较短，主要是控制负荷，更有条件采用 110V2.动力负荷的功率一般较大，供电距离较长，采用 110V 电压时，要求电缆截面较大，投资增加，通过技术经济比较，采用220V电压较好3. 有些工程的配电装置规模较大，距离控制室又远，控制负荷如采用 110V 电压，控制电缆的截面虽然选择很大，往往还不能满足要求，因此，可以采用220V电压，同时向 控制负荷和动力负荷供电；反之，可采用110V电压，4. 弱电控制和弱电信号接线系统，如微机监控系统和微机保护装置等，一般都是功率小，电流也小，所以，宜采用48V及以下电压在正常运行情况下，直流母线电压允许高于直流系统标称电压5％，这样在向直流负荷供电时，可以有 5％的电缆电压降，以保证供电的电压水平在均衡充电运行情况下，直流母线电压主要是保证用电设备对电压水平的要求：1 控制负荷主要是控制、信号和继电保护装置等，它们正常允许的最高电压，一般都不能 超过设备额定电压的 110％。

2 动力负荷主要是直流电动机、断路器合闸机构和交流不停电电源装置等，在电厂正常运 行时，它们本身一般均不投入使用，但是，当它们投入运行后，则负荷电流很大，为保 证电缆电压降，所以，允许将最高电压提高到 112.5%，同时也不会对用电设备造成损 坏3 控制负荷和动力负荷合并供电时，允许最高电压不能超过110％，而不是112.5%，显然， 这是首先要满足控制负荷的要求在事故放电情况下，蓄电池组出口端电压应满足的要求此处特别指定“蓄电池组 出口端电压”,而不是“直流母线电压”，主要是为了计算方便，如果用“直流母线电压”, 则需要减去从蓄电池组出口端至直流柜上直流母线间的电缆电压降，计算比较麻烦此外， 当不注意时，这段电压降容易被忽略，造成设计中不安全隐患另外，在事故放电情况下应满足的要求：a. 控制负荷的直流系统，应不低于直流系统标称电压的85%；b. 动力负荷的直流系统，应不低于直流系统标称电压的87.5%；c. 二者合并供电的直流系统，宜不低于直流系统标称电压的 87.5%这里主要是指一般直流负荷本身允许的最低电压所要求的，当允许更低数值时，也 可相应降低但是，当直流负荷本身允许的最低电压要求更高时，则也需要相应提高。

这里 还需要说明一点，如果计算中仍是采用直流母线电压，则应将蓄电池组出口端至直流柜上直 流母线间的电缆电压降加进去，一般可取直流系统标称电压的 1.0%，也就是说：a. 控制负荷的直流系统，应不低于直流系统标称电压的86%；b. 动力负荷的直流系统，应不低于直流系统标称电压的 88.5%；c. 二者合并供电的直流系统，宜不低于直流系统标称电压的 88.5%2.3 条文 4.3 节 蓄电池组本节条文主要明确：1. 蓄电池型式a. 大型和中型发电厂、220kV及以上变电所和直流输电换流站宜采用防酸式铅酸蓄电池或阀控式密封铅酸蓄电池b. 小型发电厂及llOkV变电所宜采用阀控式密封铅酸蓄电池、防酸式铅酸蓄电池,也可采用中倍率镉镍碱性蓄电池c. 35kV 及以下变电所和发电厂辅助车间宜采用阀控式密封铅酸蓄电池，也可采用 高倍率镉镍碱性蓄电池从条文中可以看出，推荐采用的蓄电池型式都是：防酸式铅酸蓄电池、阀控式密封铅酸 蓄电池、中倍率镉镍碱性蓄电池或高倍率镉镍碱性蓄电池但是，排列的顺序有所不同 总的来说，铅酸蓄电池具有可靠性高、容量大和承受一定的冲击负荷等优点，故发电厂和 变电所广泛采用铅酸蓄电池主要分防酸式和阀控式两类。

防酸式铅酸蓄电池国内外使用 历史长，比较成熟，运行中可以加液及便于监视，寿命较长，价格较低，但它存在体积大 运行中产生氢气，伴随着酸雾，对环境带来污染，维护复杂等缺点考虑到在大、中型发 电厂、 220kV 及以上变电所和直流输电换流站内，一般运行和维护管理人员较多，安装场地 没有问题，所以推荐采用近十年来，国内外制造的阀控式密封铅酸蓄电池，克服了一般 防酸式铅酸蓄电池的缺点，它的放电性能好、技术指标先进、少维护和占地面积小等优点 如果在变电所和中、小型发电厂中应用，优点更显突出多年运行经验证明，它能保证直 流系统的安全和可靠运行碱性镉镍蓄电池，具有放电倍率高、安装方便和使用寿命长等优点，故推荐在小型发电 厂和 110kV 变电所使用但是，它的单体电池电压低，使电池数量增加，需要设调压装置 以及有爬碱等缺点2. 蓄电池组数发电厂和变电所内应装设蓄电池的组数，条文中做了细化工作，共列出了 12种类型：1 有主控制室的发电厂，当机组总容量为 100MW 及以上，宜装设 2 组蓄电池其它 情况下可装设 1 组蓄电池这里仅指机组总容量达到100MW及以上时，即可装设2组蓄电池，没有限制机组 台数。

一般情况下，有主控制室的发电厂，只装设一台100MW机组的情况应该是非常小的， 实际上是两台（2X50MW）或更多台数较小容量机组，在这种情况下，对直流系统而言， 供电负荷和供电范围都有了一定规模，如果只有 1 组蓄电池，运行和维护管理等都有很多 问题，如1 台机组运行，另1 台检修时，则相互干扰，很不安全，所以，装设 2组蓄电池 是比较合理的2容量为200MW以下机组的发电厂，当采用单元控制室的控制方式时，每台机组可 装设 1 组蓄电池由于采用单元控制室的控制方式时，一般在一个单元控制室内，多为 2台机组，这 样， 2组蓄电池可以采用单母线分段的接线，正常运行时，为分段运行，当1组出问题或检 修时，可以合上分段开关，互相支援，以保证安全、可靠供电3容量为200MW级机组的发电厂，且升高电压为220kV及以下时，每台机组可装 设1组蓄电池（控制负荷和动力负荷合并供电）或2组蓄电池（控制负荷、动力负荷分别供 电）当每台机组只装设1组蓄电池时，仍如上述，直流系统可采用单母线分段的接线， 以提高可靠性4容量为300MW级机组的发电厂，每台机组宜装设3组蓄电池，其中2组对控制负 荷供电，另1组对动力负荷供电，或装设2组蓄电池（控制负荷和动力负荷合并供电）。

5容量为600MW级及以上机组的发电厂，每台机组应装设3组蓄电池，其中2组对 控制负荷供电，另1组对动力负荷供电6 小型供热发电厂和垃圾发电厂根据工艺要求可装设1组或2组蓄电池近年来，小型热电厂和垃圾电厂等逐步增多，据调查，装机容量虽然较小，但其重 要性及企业管理和自动化水平很高，装设的蓄电池组数不尽相同，故应根据工程的具体情况 和工艺系统的要求确定7发电厂网络控制系统中包括有220kV及以上电气设备时，应独立设置不少于2组 蓄电池对控制负荷和动力负荷供电当配电装置内设有继电保护装置小室时，可将蓄电池组 分散装设其它情况的网络控制系统可装设 1 组蓄电池8 220kV〜500kV变电所应装设不少于2组蓄电池当配电装置内设有继电保护装置 小室时，可将蓄电池组分散装设对 220kV 及以上的变电所和发电厂的网络控制系统，许多工程的继电保护和自动装 置都下放，分散布置在配电装置的继电器室内，为提高直流电源的可靠性和缩短电缆长度， 其蓄电池组也可分散布置在该继电器室内9 llOkV及以下变电所宜装设1组蓄电池，对于重要的llOkV变电所也可装设2组 蓄电池这里应当解释一下，对重要的llOkV变电所及220kV及以上的变电所，为提高供电 可靠性，可装设 2 组蓄电池。

据调查，目前，国内很多重要的 1。