直流系统设备选择.docx
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直流系统设备选择
直流系统设备选择
一、蓄电池组
1、蓄电池个数选择
a）不设置硅降压装置的系统，蓄电池的个数按正常浮充时直流母线电压为1.05倍直流系统标称电压值来确定：
N＝1.05Un／Uf
分别校验均衡充电时NUj≤1.1Un，事故放电末期NUm≥0.85Un或0.87Un。
式中：
N----蓄电池个数；
Un---直流系统标称电压；
Uf---单只蓄电池浮充电压；
Uj---单只蓄电池均衡充电电压；
Um---单只蓄电池放电末期电压。
N=1.05*220/2.23=103.58，取104只。
不同型式铅酸蓄电池的数量选择参见下表
表二：
铅酸蓄电池个数选择
系统
标称电压
（V）
单只
电池电压
（V）
电池个数
浮充电压
（V）
浮充时
母线电压
（V）
均充电压
（V）
均充时
母线电压
（％）
放电
终止电压
（V）
母线
最低电压
（％）
220
2
106
2.15
227.90
2.30
110.82
1.80
86.73
107
230.05
111.86
1.80
87.54
103
2.23
229.69
2.33
109.1
1.87
87.55
104
231.92
110.14
1.85
87.45
102
2.25
229.50
2.35
108.95
1.87
86.70
103
231.75
110.02
1.87
87.55
108（*）
243.00
115.36
1.80
88.36
6
34
6.75
229.50
7.05
108.95
5.61
86.70
36（*）
243.00
115.36
5.40
88.36
12
17
13.50
229.50
14.10
108.95
11.22
86.70
18（*）
243.00
115.36
10.80
88.36
110
2
52
2.15
111.80
2.30
108.73
1.83
86.51
53
113.95
110.82
1.80
86.73
51
2.23
113.73
2.33
108.03
1.87
86.70
52
115.96
110.15
1.85
87.45
51
2.25
114.75
2.35
108.95
1.87
86.70
53（*）
119.25
113.23
1.80
86.73
54（*）
121.50
115.36
1.80
88.36
6
17
6.75
114.75
7.05
108.95
5.61
86.70
18（*）
121.50
115.36
5.40
88.36
12
9（*）
13.50
121.50
14.10
115.36
10.80
88.36
48
2
23
2.15
49.45
2.30
110.21
1.87
89.60
24
51.60
115.00
1.80
90.00
23
2.23
51.29
2.33
111.65
1.87
89.60
23
2.25
51.75
2.35
112.60
1.87
89.60
6
8
6.75
54.00
7.05
117.50
5.40
90.00
12
4
13.50
54.00
14.10
117.50
10.80
90.00
24
2
12
2.15
25.80
2.30
115.00
1.80
90.00
12
2.23
26.76
2.33
116.50
1.80
90.00
12
2.25
27.00
2.35
117.50
1.80
90.00
6
4
6.75
27.00
7.05
117.50
5.40
90.00
12
8
13.50
27.00
14.10
117.50
10.80
90.00
注:
（*）标注的蓄电池系统应装设硅降压装置。
2、蓄电池浮充电压
a）一般防酸式铅酸蓄电池的单体浮充电压值取2.15V～2.17V；对于GFD型防酸式铅酸蓄电池的单体浮充电压值取2.17V～2.23V。
b）阀控式铅酸蓄电池的单体浮充电压值取2.23V～2.27V。
3、蓄电池均衡充电电压
a）一般防酸式铅酸蓄电池的单体均衡充电电压值取2.30V；对于GFD型防酸式铅酸蓄电池的单体均衡充电电压值取2.33V。
b）阀控式铅酸蓄电池的单体均衡充电电压值取2.33V或2.35V。
4、蓄电池放电终止电压
a）蓄电池放电终止电压值应根据直流系统中直流负荷允许的最低电压值和蓄电池的个数来确定。
b）系统不设置硅降压装置、采用单只2V的蓄电池组，其单体放电终止电压值为：
◇对于防酸式铅酸蓄电池，控制负荷专用蓄电池组取1.75V；动力负荷专用或动力负荷与控制负荷合并供电的蓄电池组取1.80V。
◇对于阀控式铅酸蓄电池，控制负荷专用蓄电池组取1.80V或1.83V；动力负荷专用或动力负荷与控制负荷合并供电的蓄电池组取1.85V或1.87V。
5、蓄电池容量选择的计算方法有两种：
一种叫容量换算法（也叫电压控制法），按事故状态下直流负荷消耗的安时值计算容量，并校验在事故放电各阶段的直流母线电压水平。
另一种叫电流换算法（也叫阶梯负荷法），按事故状态下直流负荷电流和放电时间来计算容量。
这两种计算方法参见DL/T5044-2004《电力工程直流系统设计技术规程》。
二、充电装置
1.1.1充电装置输出额定电流选择
a）满足蓄电池限流充电时，输出电流为1.0I10～1.25I10的要求：
Ir＝1.0I10～1.25I10（A）=1.1*80=88（即800AH*10%=80）
b）满足蓄电池浮充电时，输出电流为蓄电池自放电电流与经常负荷电流之和的要求：
Ir＝0.01I10＋Ijc（A）=0.01*80+70=70.8
c）满足蓄电池均衡充电时，输出电流为蓄电池限流充电电流与经常负荷电流之和的要求（当蓄电池脱开直流母线进行均衡充电时，可不计入经常负荷电流）：
Ir＝（1.0I10～1.25I10）＋Ijc（A）=1.1*80+70=150
式中：
Ir---充电装置输出额定电流；
I10---铅酸蓄电池10h放电率放电电流；
Ijc---直流系统的经常负荷电流。
经常负荷电流为下式考虑：
每面屏0.5A，每台机旁15面屏，中控室40面，可靠系统数1.1，则140面屏，每面屏0.5A，即70A。
1.1.2充电装置输出电压调节范围选择应满足蓄电池放电末期和初充电末期电压的要求，具体参数见下表。
充电装置输出电压调节范围
运行方式
电压调节范围
防酸式铅酸蓄电池
阀控式铅酸蓄电池
220V系统
110V系统
220V系统
110V系统
限流充电
180V～290V
90V～150V
180V～260V
90V～130V
浮充电
220V～240V
110V～120V
220V～250V
110V～125V
均衡充电
230V～290V
115V～150V
230V～260V
115V～130V
注：
防酸式铅酸蓄电池的充电末期单体电压为2.7V；
阀控式铅酸蓄电池的充电末期单体电压为2.4V。
1.1.3充电装置高频开关整流模块个数选择
a）1组蓄电池配置1组充电装置或2组同容量的充电装置，及2组蓄电池配置2组或3组同容量的充电装置，其整流模块选择计算方法如下：
N＝〔（1.0I10～1.25I10）＋Ijc〕／Ime＋1=（80+70）/40+1=5+1
式中：
N----高频开关整流模块个数；
I10---铅酸蓄电池10h放电率放电电流；
Ijc---直流系统的经常负荷电流；
Ime---单个整流模块的额定电流。
b）不同蓄电池容量的直流系统，高频开关整流模块的数量选择参见附表三。
附表三：
整流模块数量选择
铅酸蓄电池容量（Ah）
经常负荷电流（A）
模块额定电流（A）
模块数量
40,50,60,65,70
3
5
3
10
2
80,100,150
5
10
3
200
8
10
4
250
10
10
5或6
20
3
300,350
15
10
6或7
20
4
30
3
400
15
10
7或8
20
4
30
3
420,500
20
20
5
30
4
40
3
600
20
20
5或6
30
4
40
3
800
30
20
7
30
5
40
4
1000，1200
30
30
6或7
40
5
50
4
1400
35
30
7
40
6
50
5
1600
40
40
6
50
5
1800
40
40
7
50
6
2000
50
40
8
50
6或7
2200,2400
50
40
9
50
7
2600,2800
60
40
10
50
8
3000
60
40
11
50
9
注：
表中所列模块数量为全容量充电装置推荐的模块个数。
对于2组蓄电池配置2小1大或2大1小不同容量充电装置的系统，其大容量充电装置模块的个数按表中所列模块数量选择，其小容量充电装置模块的个数可按7.2.3项b）和c）的要求选择计算。
1.2绝缘监测装置
1.2.1绝缘监测装置型式：
不具有支路巡检功能的FZJ-11型和具有支路巡检功能的WZJ-11型直流绝缘监测装置。
也可按用户要求装设其它专业生产厂家制造的产品。
1.2.2绝缘监测装置数：
a）1组蓄电池配置1或2组整流器，采用单母线或单母线分段接线方式的直流系统，可装设1台绝缘监测装置。
b）2组蓄电池配置2或3组整流器，采用二段单母线接线方式的直流系统，根据用户要求可装设1或2台绝缘监测装置。
1.3蓄电池巡检装置
1.3.1直流系统不推荐装设对单个蓄电池的电压进行在线监测的巡检装置，具体工程可按用户要求装设。
1.3.2蓄电池巡检装置型式：
WXJ-11型蓄电池巡检装置和WXJ-13型蓄电池巡检装置，其选型原则如下：
a）单只2V的蓄电池组，当需要对每个单体进行在线监测时，可选择WXJ-11型蓄电池巡检装置（不推荐）；当需要分组对每3个或每6个单体进行在线监测时，可选择WXJ-13型蓄电池巡检装置（推荐）。
b）单只6V和12V的蓄电池组，当需要对每个单体进行在线监测时，可选择WXJ-13型蓄电池巡检装置。
1.4集中监控装置
1.4.1集中监控装置型式：
WZCK-11型集中监控装置或WZCK-12触摸屏型集中监控装置。
1.4.2集中监控装置数量：
a）1组蓄电池配置1或2组整流器，采用单母线或单母线分段接线方式的直流系统，可装设1台集中监控装置。
b）2组蓄电池配置2组整流器，采用二段单母线接线方式的直流系统，宜装设1台集中监控装置。
也可按用户要求装设2台集中监控装置。
c）2组蓄电池配置3组整流器，采用二段单母线接线方式的直流系统，应装设2台集中监控装置。
1.4.3集中监控装置“四遥”功能可根据具体工程选择RS232、RS485或RS422接口。
通信规约可根据具体工程选择“XJ”（许继电源通信协议）、“CDT”、“MODBUS”、“101”、“103”等通信协议。
1.5配电回路设备
1.5.1配电回路的隔离开关、熔断器和断路器等设备选择应满足下列要求：
a）额定电压应大于或等于回路的工作电压。
b）额定电流应大于回路的最大持续工作电流。
◇充电装置交流输入回路应按充电装置单相最大输入功率除以额定输入电压计算所得电流的1.5倍选择。
◇充电装置出口回路应按充电装置额定输出电流的1.2～1.25倍（可靠系数）选择。
◇蓄电池组出口回路应按蓄电池1h放电率电流选择，并应按事故放电初期（1min）放电电流校验保护动作的安全性。
◇蓄电池试验放电回路应按蓄电池10h放电率电流的1.2～1.6倍（可靠系数）选择。
◇母线分段开关和联络回路，可按全部负荷的60％考虑。
◇控制、保护、信号回路可按直流负荷统计计算电流的0.8倍（配合系数）选择。
◇断路器电磁操作机构的合闸回路可按0.3倍（配合系数）额定合闸电流选择，但保护元件的动作时间应大于断路器固有合闸时间（一般取0.5S）。
◇直流电动机回路应按电动机额定电流的1.2～1.25倍（可靠系数）选择。
c）断路容量和动稳定性应满足直流系统短路电流的要求。
d）各级保护电器的动作电流和动作时间应满足选择性要求。
1.5.2充电装置出口回路设备选择参见附表五；
1.5.3蓄电池组出口回路设备选择参见附表六；
1.5.4充电装置交流输入回路设备选择参见附表七。
附表六：
铅酸蓄电池组出口回路设备选择
蓄电池
容量
（Ah）
1h放电率
电流
（A）
隔离开关
额定电流
（A）
主回路
熔断器
或断路器
额定电流
（A）
分流器
规格
（A）
电流表
刻度
（A）
试验回路熔断器
或断路器
额定电流
（A）
主母线
铜导体
截面积
（mm2）
40,50,60
65,70,80
﹤50
100
100（1*）
100
±100
20（1*）
4×30
100
50～60
150
75～90
160
160（2*）
150
±150
32（1*）
4×40
200
100
250
125
200
200（3*）
200
±200
50（1*）
300
150
350
175
250
250（3*）
300
±300
63（1*）
5×40
400
200
420
210
400
315（4*）
80（1*）
500
250
600
300
400（4*）
500
±500
5×50
800
400
630
500（5*）
100（1*）
6×60
1000
500
630（5*）
750
±750
125（2*）
1200
600
800
800（6*）
160（2*）
1400
700
200（3*）
1600
800
1000
1000（7*）
1000
±1000
8×80
1800
900
225（3*）
2000
1000
1250
1250（8*）
1500
±1500
250（3*）
2200
1100
315（4*）
2400
1200
2600
1300
1600
1600
2000
±2000
10×80
2800
1400
350（4*）
3000
1500
400（4*）
注:
（1*）表示熔断器底座额定电流为160A，断路器壳架额定电流为100A；
（2*）表示熔断器底座额定电流为250A，断路器壳架额定电流为160A；
（3*）表示熔断器底座额定电流为400A，断路器壳架额定电流为250A；
（4*）表示熔断器底座额定电流为630A，断路器壳架额定电流为400A；
（5*）表示熔断器底座或断路器壳架的额定电流均为630A；
（6*）表示熔断器底座额定电流为1250A，断路器壳架额定电流为800A；
（7*）表示熔断器底座额定电流为1250A，断路器壳架额定电流为1000A；
（8*）表示熔断器底座和断路器壳架的额定电流均为1250A。
附表七：
充电装置交流输入回路设备选择（220V系统）
整流模块参数
并联模块数量
交流断路器
额定电流
（A）
型号规格
额定输出电压
（V）
额定输出电流
（A）
最大输入功率
（kW）
ZZG11-05220
220
5
1.7
3
16（1*）
ZZG11-10220
220
10
3.4
2,3
25（1*）
4,5,6
50（1*）
7,8
80（1*）
ZZG12-05220
220
5
1.65
3
16（1*）
ZZG12-10220
220
10
3.3
2
16（1*）
3
25（1*）
4
32（1*）
5
40（1*）
6
50（1*）
7,8
63（1*）
ZZG13-20220
220
20
7
3
50（1*）
4
63（1*）
5
80（1*）
6
100（1*）
7
125（2*）
ZZG13-30220
220
30
10
3
80（1*）
4
100（1*）
5
125（2*）
6,7
160（2*）
ZZG13-40220
220
40
13
3
100（1*）
4
125（2*）
5
160（2*）
6
200（3*）
7
225（3*）
8
250（3*）
9,10
315（4*）
注：
1.由ZZG11系列整流模块组成的充电装置，其交流输入接线为3相4线制。
当交流输入采用采用单相电源时，应重新选择计算交流输入断路器的额定电流。
2.由ZZG12（13）系列整流模块组成的充电装置，其交流输入接线为3相3线制。
3.（1*）表示断路器壳架额定电流为100A；（2*）表示断路器壳架额定电流为160A；
（3*）表示断路器壳架额定电流为250A；（4*）表示断路器壳架额定电流为400A。
10h率放电容量为C10,3h率放电容量为C3,C3=0.75C10,1h率放电容量为C1,C1=0.55C10
1.6直流屏柜
1.6.1直流屏柜采用JP（N）-6组合框架结构，防护等级为IP20以上。
屏柜外形尺寸对于新建或扩建工程推荐采用2260mm×800mm×600mm（高×宽×深），对于改造工程可以采用2360mm×800mm×550mm（高×宽×深）或2360mm×800mm×600mm（高×宽×深）。
机柜的自重为100kg，荷重能力为500～700kg。
1.6.2JP（N）-6直流屏柜的结构外形参见附图一。
上部盖板设通风孔和防尘罩，四角装设吊环。
下部底板设电缆进线孔，并装设可拆卸压盖。
左右两侧根据需要可装设防火板，防火板设电缆穿线孔，方便屏间电缆通过。
面板以20mm高度模数由钣金弯曲而成，拼块式上下组合，按功能要求设计为旋转门或可拆卸固定面板型式，实现正面维护机柜电器设备。
前门为钢化玻璃大门，但对于深度为550mm或采用PED-G型固定分隔结构的柜体，可取消前玻璃大门。
后门为带通风孔的双扇对开门。
1.6.3直流屏柜正面面板不设置模拟母线，但所有的指示仪表、信号灯和操作开关都装设有标签框，并有相应的文字说明功能。
1.6.4直流屏柜内主母线采用阻燃绝缘铜母排，按蓄电池1h率放电电流选择，并进行短路电流热稳定校验和按短时最大负荷电流检验其温度不超过绝缘体允许的最大温度。
但主母线最小截面积不小于120mm2。
1.6.5直流屏柜内装设30mm×4mm接地铜排，与屏内电器设备和屏体结构件可靠接触并设有接地标志。
1.6.6直流屏柜按在系统中承担的主要功能可分为以下六种类型：
a）PZ61-ZK整流馈电屏：
整流、联络、馈电合并在一个机柜内，接入蓄电池组即可组成一套完整的操作电源系统。
b）PZ61-Z整流器屏：
主要装设ZZG10系列高频开关整流模块，分别给蓄电池组和直流负荷提供充电电流和经常负荷电流。
c）PZ61-L直流联络屏（电源进线屏）：
主要装设隔离开关和相应的保护电器（熔断器或断路器），实现由蓄电池组和充电装置到直流母线的输出连接。
d）PZ61-K直流馈电屏：
主要装设直流断路器，实现由直流母线给各馈线支路控制负荷和动力负荷供电。
e）PZ61-D蓄电池屏：
主要装设蓄电池组，蓄电池分层排列布置，适合容量为200Ah及以下的蓄电池组。
f）PZ61-F直流分电屏：
主要装设隔离开关和直流断路器，实现由直流主馈电屏在负荷侧给各馈线支路控制负荷供电。
1.6.7直流屏柜内选用的主要电器设备的型号和生产厂商参见附表八。
直流屏柜的基础安装采用地面预置槽钢及地脚螺栓紧固的方法。
直流屏柜的基础安装示意参见附图二。
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