风电场一期495MW工程一体化电源技术规范.docx
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风电场一期495MW工程一体化电源技术规范
***新建工程220kV升压站
站用交直流一体化电源系统
招标文件
（技术规范书）
二〇一三年三月
1范围
本标准规定了智能站用交直流一体化系统的基本参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、保证期限等。
一体化电源基本功能要求一览表：
系统模式
接线方式
设备基本参数要求
交流系统
单母线分段，I段母线1路进线，II段母线接入1路进线
进线及分段选用框架开关：
额定电流1000A，共计3组；馈出选用固定插拔式开关，配置原则：
每段母线配置200A开关4组，100A开关8组，63A开关10组；32A开关8组，显示仪表等监控设备。
220V直流系统
单母线分段
选用2组高频开关电源及2组300Ah铅酸蓄电池组。
高频开关电源采用N+1方式配置，充电电流60A。
每组蓄电池电压2V，电池容量300Ah。
馈出采用ABB或西门子等合资厂直流真空断路器，每段馈出回路配置63A开关4路，32A开关18路，16A开关40路。
48V直流系统
两组DC/DC分别接入每段直流母线
采用2套220V/48V直流转换模块，要求模块冗余配置，输出容量为48V50A输出。
每组馈出配置ABB或西门子等合资厂直流真空断路器，容量63A开关6路，32A开关12路，16A18路。
事故照明系统
正常输出交流，交流失电后自动切换为直流
配置事故照明切换回路，回路输出220V32A直流馈出6路。
逆变电源
直流220V输入
AC220V输出
含2套逆变电源装置
每套装置容量为5KVA
由220V直流系统供电
监控系统
实时监控
实现交直流信息全监控并将信息传至站内微机监控系统。
屏柜数量由投标厂家依据功能要求提供数量，屏柜尺寸要求为2260X800X600。
蓄电池屏柜内安装。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版本均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T2900.1-1993电工术语基本术语
GB/T2900.11-1988蓄电池名词术语
GB/T2900.17-1994电工术语电气继电器
GB/T2900.32-1992电工术语电力半导体器件
GB/T2900.33-1993电工术语电力电子技术
GB/T19826-2005电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求
GB4208-1993外壳防护等级（IP代码）
GB/T6113.1-1995无线电干扰和抗扰度测量设备规范
GB7251.1-1997低压成套开关设备和控制设备
GB/T7261-1987继电器及继电保护装置基本试验方法
GB/T7266-1987电力系统二次回路电气控制台基本尺寸
GB/T13384-1992机电产品包装通用技术条件
GB/T14048.1-2000低压开关设备和控制设备总则
GB/T17625.1-1998低压电器及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流≤16A）
GB/T17625.2-1999电磁兼容限值对额定电流不大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁限值
GB/T17626.2-1998电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验
GB/T17626.12-1998电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验
DL/T459-2000电力系统直流电源柜订货技术条件
DL/T637-1997阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件
DL/T728-2000电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程
DL/T781-2001电力用高频开关整流模块
DL/T856-2004电力用直流电源监控装置
DL/T857-2004发电厂、变电所蓄电池用整流逆变设备技术条件
DL/T5155-2002220KV~500KV变电所所用电设计技术规程
GB/17478-1998低压直流设备的特性及安全要求
GB/T191-2000包装储运图示标志
GB/T2423电工电子产品环境试验
DL/T5136-2001火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程
DL/T459-2000电力系统直流电源柜订货技术条件
DL/T5120-2000小型电力工程直流系统设计规程
DL/T5044-2004电力工程直流系统设计技术规定
DL/T5044-2001220~500kV变电所计算机监控系统设计技术规程
DL/T5044-2005220~500kV变电所设计技术规程
GB/T3859.1-1993半导体变流器基本要求的规定
GB7260不间断电源设备
3定义
本标准所用术语的定义均符合GB/T2900.1、GB/T2900.11、GB/T2900.17、GB/T2900.32和GB/T29600.33规定。
DL/T459-2000中3.1~3.15条适用于本标准。
此外，本标准还增加下列定义。
4技术参数
4.1基本技术参数
4.1.1交流输入额定电压
单相：
220V，三相：
380V。
4.1.2交流额定输入频率
50Hz。
4.1.3交流电压、电流采样精度（测量范围10%额定值~110%额定值）
测量精度:
1级
4.1.4开关量输入
高电平（逻辑1）:
直流24V，低电平（逻辑0）:
直流0V
4.1.5出口继电器接点
触点容量：
交流250V/5A
4.1.6输出直流额定电压
50、230V；
4.1.7输出直流标称电压
48、220V；
4.1.8充电装置输出额定电流
20A
4.1.9蓄电池的额定容量
300Ah
4.1.10稳流精度
±0.5%（20%限流测试）。
4.1.11稳压精度
±0.5%。
4.1.12纹波系数
纹波有效值系数≤0.5%
纹波峰值系数≤1%
4.1.15均流不平衡度
≤±5%。
4.1.16交流额定输出电压
单相：
220V；
三相：
380V。
4.1.16交流额定输出频率
50Hz。
5技术要求
5.1正常使用的环境条件
5.1.1海拔1600m,注意修正绝缘距离。
5.1.2周围空气温度-10℃～+45℃。
5.1.3日平均相对湿度不大于95%，月平均相对湿度不大于90%。
5.1.4安装使用地点无强烈振动和冲击，无强电磁干扰，外磁场感应强度均不得超过0.5mT。
5.1.5安装垂直倾斜度不超过5%。
5.1.6使用地点不得有爆炸危险介质，周围介质不含有腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体及导电介质。
5.1.7地震烈度8度。
5.2正常使用电气条件
5.2.1交流电源频率变化范围不超过±1Hz。
5.2.2交流电源电压波动范围不超过-15%~+15%的标称电压。
5.2.3交流输入电压不对称度不超过5%。
5.2.4交流输入电压应为正弦波，非正弦含量不超过10%。
5.2.5DC/DC直流输入电压范围不超过-15%~+25%的直流标称电压。
5.3结构与元器件的要求
5.3.1结构要求
5.3.1.1柜体外形尺寸2260mmÏ800mmÏ600mm，
高度公差为±2.5mm,宽度公差±2mm,深度公差±1.5mm。
5.3.1.2柜体应设有保护接地，接地处应有防锈措施和明显标志。
门应开闭灵活，开启角不小于90°，门锁可靠。
5.3.1.3紧固连接应牢固、可靠，所有紧固件均具有防腐镀层，紧固连接应有防松措施。
5.3.1.4元件和端子应排列整齐，层次分明、不重叠，便于维护拆装。
长期带电发热元件的安装位置应在柜内上方。
5.3.1.5防触电措施
1）防触电分为防直接触电和间接触电两种。
2）对直接触电的防护应从结构上考虑防护措施,如加隔离挡板、防护门、加绝缘防
护等。
3）对间接触电应采用保护电路进行防护。
保护电路由单独的保护导体或导电结构件
（或两者都有）组成,用以防止设备内部故障的扩大,也可用以防止设备相联系的外部电路故障的扩大。
（1）直流电源设备的各裸露的非带电的导电部件之间,以及它们与保护电路之间的电连续性,直流电源设备内任意应该接地的点至总接地之间的电阻不大于0.1Ω,并且接地
端子有明显的标志,且符合有关标准的要求。
（2）保护电路的连续性应利用有效的接线来保证,采用直接接线或保护导体的连接。
（3）对于门、盖板、覆板等类结构件，如果其上没有安装电气元件，一般金属螺钉或金属铰链就认为足以保证电气连续性。
如果其上安装超过安全电压的电气元件，则应采取保护措施，用保护导体与保护电路相连，保护导体的截面积不应小于从电源至电气元件引线的截面积。
（4）当使用电源设备构件作保护电路部件时,其导线截面积按表1选取,也可通过计算方法选取。
表1保护导体截面的选择
电路上导线截面积S,
mm²
相应的保护导体的最小截面积mm²
S<16
S
16≤S≤35
16
S>35
S/2
（5）当用电源设备构件作保护电路部件时,在其保护电路连接点有标记醒目的符号。
5.3.2元器件的要求
5.3.2.1柜内安装的元器件均应有产品合格证或证明质量合格的文件。
5.3.2.2导线、导线颜色、指示灯、按钮、行线槽、涂漆，均应符合国家或行业现行有关标准的规定。
5.3.2.3设备面板配置的测量表计，其量程应在测量范围内，测量最大值应在满量程85%以上。
指针式仪表精度应不低于1.5级，数字表应采用四位半表。
5.3.2.4空气断路器、熔断器应具有安-秒特性曲线，上下级应大于2级的配合级差。
5.3.2.5重要位置的熔断器、断路器应装有辅助报警触点，如进线、馈线等。
5.3.2.6馈线开关应并接在汇流母线上，以便于维护、更换。
5.3.2.7同类元器件的接插件应具有通用性和互换性，应接触可靠、插拔方便。
接插件的接触电阻、插拔力，允许电流及寿命，均应符合有关国家及行业现行标准要求。
5.3.2.8电源一体化监控器可选用高质量触摸屏或工控电脑，至少具备2个RS485串口对下通信，至少具备1个RS485/RS232对上位机通信。
5.3.2.9交流进线开关优先选择框架开关。
5.3.2.10蓄电池选用阀控式密封铅酸蓄电池，安装在屏柜内。
5.4电气间隙和爬电距离
5.4.1交流部分
5.4.1.1电气间隙
主电路母排之间：
≥20mm
主电路带电部件与地之间：
≥10mm
辅助电路：
≥8mm
5.4.1.2爬电距离
主电路母排之间：
≥20mm
带电部件与地之间：
≥10mm
辅助电路：
≥10mm
5.4.2直流部分
柜内两带电导体之间，以及带电导体与裸露的不带电导体之间的最小距离，均应符合表2规定的最小电气间隙与爬电距离的要求。
表2电气间隙和爬电距离
额定绝缘电压UN
V
不同额定工作电流下的电气间隙
mm
不同额定工作电流下的爬电距离
mm
≤63A
＞63A
≤63A
＞63A
60＜UN≤300
5.0
6.0`
6.0
8.0
300＜UN≤500
8.0
10.0
10.0
12.0
5.5电气绝缘性能
5.5.1绝缘电阻
交流母线与中性线之间、交流母线及中性线与地之间，直流220V母线对地，交流母线与直流220V母线之间，直流220V母线与直流电压48V之间，试验电压为500V时，绝缘电阻应不低于10MΩ。
5.5.2工频耐压
交流母线与中性线之间、交流母线及中性线对地之间，直流220V母线对地，交流母线与直流220V母线之间，直流220V母线与直流电压48V之间，承受2000VAC/2800VDC的电压1分钟，无击穿、无飞弧现象，漏电流小于30mA。
5.5.3冲击耐压
交流母线与中性线之间、交流母线及中性线对地之间，直流220V母线对地，交流母线与直流220V母线之间，直流220V母线与直流电压48V之间，承受幅值为5KV，电压波形为标准雷电波的冲击电压试验，无击穿放电现象。
5.6防护等级
柜体外壳防护等级应不低于GB4208-1993中IP30的规定。
5.7噪声
充电模块处于自冷模式时，噪声应不大于55dB（A）。
充电模块处于风冷模式时，噪声应不大于60dB（A）。
5.8温升
各发热元器件在额定负载下长期运行时，温升不得超过表3规定。
表3交流设备各部件的极限温升
部件或器件
极限温升（K）
部件或器件
极限温升（K）
交流主开关进出线端
70
整流管外壳
70
交流汇流排
60
电源模块外壳
40
交流覆板
60
电阻发热元件
25（距外表30mm处）
交流手柄
25
整流变压器、电抗器B级绝缘绕组
80
交流外壳
30
与半导体器件连接处
55
交流馈线开关进出线端
60
与半导体器件连接的塑料绝缘线
25
直流母线连接处（铜与铜）
40
直流母线连接处（铜搪锡与铜搪锡）
40
铁芯表面温升
不损伤相接触的绝缘零件
5.9蓄电池容量
蓄电池组按表4规定的放电电流进行容量试验。
蓄电池组允许进行三次充放电循环，第三次循环应达到额定容量，放电终止电压符合表4规定。
表4蓄电池放电终止电压与充放电电流
电池类别
标称电压V
放电终止电压V
额定容量Ah
充放电电流A
阀控式密封铅酸蓄电池
2
1.8
300Ah
I10
5.10大电流放电能力和事故放电能力
5.10.1 大电流放电能力
蓄电池应以30I10（对镉镍蓄电池为15I5）的电流放电1min，极柱不应熔断，其外观不得出现异常
5.10.2 事故放电能力
蓄电池组按表5规定的事故放电电流放电1h后，叠加按表5规定的冲击电流，进行10次冲击放电。
冲击放电时间为500ms，两次之间间隔时间为2s，在10次冲击放电时间内，直流（动力）母线上的电压不得低于直流标称电压的90%。
表5事故放电电流及充击电流值
电池类别
标称电压（V）
电池容量（Ah）
事故放电时间（h）
事故放电电流（A）
冲击电流（A）
阀控式密封铅酸蓄电池
2
300
1
1I10
10I10
5.11负荷能力
设备在正常浮充电状态下运行，当提供冲击负荷时，要求其直流母线上电压不得低于直流标称电压的90%。
5.12连续供电
设备在正常运行时，交流电源突然中断，直流母线应连续供电，其直流（控制）母线电压瞬间波动不得低于直流标称电压的90％。
5.13耐湿热性能
产品应能承受GB/T2423.4-1993规定的交变湿热试验，测量规定部位的绝缘电阻，应不小于0.5MΩ，其介质强度为规定试验电压的75%
5.14充电浮充电装置及DC/DC装置的技术性能
5.14.1充电设备应有充电（恒流、限流恒压充电），浮充电及自动转换的功能，并具有软启动特性。
5.14.2本系统采用的高频开关电源型充电浮充电装置、DC/DC电源主要技术参数应达到表6中的规定。
表6充电装置及DC/AC、DC/DC装置的精度及纹波系数允许值
类别
稳压精度
稳流精度
纹波系数
纹波有效值系数
纹波峰值系数
高频开关电源型充电模块
≤±0.5%
≤±0.5%
≤0.5%
≤1%
DC/DC电源
≤±0.6%
5.14.3 多台高频开关电源并机工作时，其均流不平衡度不大于±5%
5.15效率及功率因数
5.15.1效率
本系统充电装置的效率应≥90%。
本系统的DC/DC电源效率应≥92%。
本系统直流供电逆变输出时的效率≥80%。
5.15.2功率因数
高频整流模块：
≥0.92。
逆变电源模块：
≥0.8。
5.16保护及报警功能要求
5.16.1绝缘监察要求
设备的绝缘监察装置绝缘检查水平应满足表7规定。
表7绝缘水平整定值
输出电压
普通绝缘监察装置KΩ
输出电压
普通绝缘监察装置KΩ
220
25
48
1.7
当设备直流系统发生接地故障（正接地、负接地或正负同时接地）其绝缘水平下降到低
于表7规定值时，应满足以下要求：
a）设备的绝缘监察应可靠动作；
b）能直读接地的极性；
c）设备应发出声光信号并具有远方信号触点以便引接屏柜的端子。
5.16.2电压监察要求（可配）
当产品的母线电压高于或低于规定值时应满足以下要求:
a）产品的母线电压监察应可靠动作；
b）产品应发出声光信号并具有相应远方信号触点；
c）产品的电压监察装置应配有仪表并具有直读功能。
5.16.3闪光报警要求（可配）
当用户需要时，产品可设置完善的闪光信号装置和相应的试验按钮。
5.16.4故障报警要求
当交流电源过压、欠压、缺相，直流母线过压、欠压，蓄电池组熔断器熔断，充电模块装置故障，逆变电源装置故障，直流变换电源装置故障，绝缘监察装置故障，微机监控装置故障时，设备应能可靠发出报警信号，并具有远方相应的远方信号触点。
5.16.5过压和欠压保护功能
1）输入过/欠压保护
模块具有输入过/欠压保护功能。
当输入电压313±10Vac或者485V±10Vac，模块保护，无直流输出，保护指示灯（黄色）亮，电压恢复到325±10Vac～460±15Vac之间后，模块自动恢复工作。
2）输出过压保护/欠压告警
模块具有输出过压保护欠压告警功能。
当输出电压293V±6Vdc时，模块保护，无直流输出，保护指示灯（黄色）亮,模块不能自动恢复，必须将模块断电后重新上电。
当输出电压198±1Vdc时，模块告警，有直流输出，保护指示灯（黄色）亮，电压恢复后，模块输出欠压告警消失。
5.16.6过载和短路保护功能
对于充电模块、通信电源（DC/DC）、逆变电源，当输出过载或短路时，应自动进入输出限流保护状态，故障排除后，应能自动恢复工作。
5.17电源一体化监控器功能
1）可采用平板工业电脑或触摸式液晶显示控制器。
2）至少具备对下系统2个RS485接口，对上位机1个RS485接口。
将交流监控装置、直流监控装置、逆变电源监控装置、通信电源监控装置通过RS485通信接口连接成一体化网络。
3）一体化监控四遥功能
通过对一体化网络连接，对上位机通信连接，实现对相关交流、直流设备的遥信、遥测
5.17.1交流监控装置
5.17.1.1控制功能要求
能“本地/远程”进行进线开关多种工作模式动作切换。
5.17.1.2通信要求
装置配置RS485通信接口1个，用于和电源一体化监控器连接。
远程通信实现以下功能：
·遥信：
远程召唤“报警事件状态”、“故障事件状态”、“开关量状态”；
·遥测：
远程召唤所有电压、电流、频率、电度等实时测量值；
·遥控：
远程工作方式下，远程选择多种工作模式。
此功能的使用将使变电站远程恢复送电无任何死区；
·遥调：
可召唤所有定值，远程工作方式下，可远程修改定值；
·对时：
可召唤装置时钟，远程工作方式下，可远程修改时钟；
5.17.1.3实时时钟
可本地或远程修改时钟，时钟运行不需外加电池，在装置掉电情况下时钟可准确运行十年。
SOE分辨率可达1ms。
5.17.1.4事件记录
可准确记录报警或动作事件：
年-月-日-时-分-秒-毫秒，动作值，动作事件内容。
事件记录存储于装置内，掉电不丢失，通过查看记录可分析事件发生的前因后果。
电源一体化监控器可实时召唤SOE记录。
5.17.1.5保护功能要求
具备“零序过流保护”、“过负荷保护”功能，可判断低电压、过电压、电压断线。
5.17.1.6电量检测功能
装置实时检测进线电压、母线电压电流、频率、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、功率因数，并上传电源一体化监控器。
可判断低电压、过电压、电压断线。
5.17.2直流监控装置
5.17.2.1控制程序
监控装置应具有充电、长期运行、交流中断的控制程序。
5.17.2.2显示及报警功能
1）监控装置应能显示控制/动力母线电压、充电电压、蓄电池电压、充电浮充电装置输出电流等参数。
2）监控装置应能对其参数进行设定、修改。
若发现下列状态：
交流电压异常、充电浮充电装置故障、母线电压异常、蓄电池电压异常、母线接地、装置故障、通信电源（DC/DC）装置故障、馈线故障跳闸等，应能发出相应信号及声光报警。
5.17.2.3直流监控三遥功能
监控装置内应设有通信接口，实现对设备的遥信、遥测及遥控。
5.17.2.4 产品的充电功能要求
a）产品的充电运行特性应满足蓄电池正常工作的要求
b）具有程序控制功能的产品,其运行方式应符合企业产品标准规定,运行特性曲线参见附录A
5.17.3电源一体化监控器
5.17.3.1可采用平板工业电脑或触摸式液晶显示控制器。
5.17.3.2至少具备对下系统2个RS485接口，对上位机1个RS485接口。
将交流监控装置、直流监控装置、逆变电源监控装置、通信电源监控装置通过RS485通信接口连接成一体化网络。
5.17.3.3一体化监控四遥功能
通过对一体化网络连接，对上位机通信连接，实现对相关交流、直流设备的遥信、遥测、遥控及遥调。
5.18电磁兼容要求
抗扰度判定合格条件：
在试验中出现以下a）或b）的结果,判定为合格；出现c）或d）的结果，判定为不合格。
1）在技术规范内性能正常
2）功能或性能暂时降低或丧失，但能自行恢复
3）功能或性能暂时降低或丧失，但需要操作者干预或系统复位
4）由于设备（元器件）或软件损坏，或丢失数据而导致不能自行恢复的功能降低或丧失。
5.18.1振荡波抗扰度
产品应能承受GB/T17626.12—1998中第5章规定的试验等级为三级的1MHz和100KHz振荡波抗扰度试验。
5.18.2静电放电抗扰度
产品应能承受GB/T17626.2—1998第5章规定的试验等级为三级的静电放电抗扰度试验。
5.18.3射频电磁场辐射抗扰度
产品应能承受GB/T17626.3—1998第5章规定的试验等级为三级的射频电磁场辐射抗扰度试验。
5.18.4电快速瞬变脉冲群抗扰度
产品应能承受GB/T17626.4—1998第5章规定的试验等级为三级的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验。
5.18.5浪涌（冲击）抗扰度
产品应能承受GB/T17626.5—1999第5章规定的试验等级为三级的浪涌（冲击）抗扰度试验。
5.19.谐波电流限值要求
在充电模块交流输入端产生的各高次谐波电流含有率不大于30%。
5.20逆变电源频率试验
在直流输入，交流输出时，逆变电源输出频率应为50±0.2Hz。
5.21逆变电源波形失真度
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