黄金一站直流系统容量计算与分析

张贻俊

摘要：本文阐述了黄金一站直流系统容量变化，介绍了直流系统容量的阶梯计算法，结合运行实际情况，依据工程设计标准，对直流系统进行综合计算分析，并对变电站远期负荷进行规划设计，给出相应的改进措施。

关键词：变电站直流系统直流负荷直流容量计算

1前言

1.1变电站概述

110kV黄金一站规模为三台主变，容量分别为40MVA、40MVA、50MVA。为周边矿山及工业用户供电，全站35kV出线20余路。黄金一站直流系统容量100AH，负责全站直流负荷及一个35kV箱变直流负荷供电。直流系统采用阀控式铅酸蓄电池，220V电压供电，属于有人值守站升级无人值守变电站，全站交流电源事故停电时间宜按2h计算。

2电池容量计算方法简介

2.1直流负荷计算方法

直流系统是变电站安全运行的重要保障。变电站直流系统主要由蓄电池、充电装置、试验设备、母线及馈线设备、监控设备等组成。

变电站中的直流负荷按功能可分为控制负荷和动力负荷，控制负荷包含电气和热工的控制、信号、测量和继电保护、自动装置等负荷。动力负荷包括各类直流电动机、交流不间断电源、系统远动、通讯装置电源和应急照明等。

2.2直流负荷统计

直流系统负荷统计规则复杂，常见的规则有：备用电源断路器应按备用电源实际自投断路器台数统计；电气及热工的控制、信号和保护回路应按实际负荷统计；事故停电时间内，恢复供电的高压断路器合闸电流应按断路器合闸电流最大的一台统计，并应与事故初期冲击负荷之外的最大负荷或出现最低电压时的负荷相叠加。

2.3直流系统负荷统计见下表：

3电池容量计算

3.1蓄电池容量计算是蓄电池容量选择的基础，合理的容量选择不仅能维持故障状态电压水平，还能够满足各种情况下变电站直流负荷用电。目前蓄电池容量计算方法主要有简化计算法跟阶梯计算法。本文采用简化计算法来计算电池容量。

黄金一站最初设计为有人值守，事故放电时间1h，升级为无人值守站后，事故放电电流时间延长为2h，本文通过计算对比两种计算结果的差异，对变电站直流系统容量进行合理分析。

3.2一站阀控式密封铅酸电池电压为12V,按照直流母线允许最低电压要求，依据有人值守变电站，事故放电时间1h，计算直流系统容量：

各阶段容量换算系数如下：

；可靠系数

；1min容量换算系数

；59min容量换算系数

；60min容量换算系数

=1.81；5S随机负荷容量换算系数

各阶段容量计算：

第一阶段放电容量，计算如下

第二阶段放电容量，计算如下

随机（5S）负荷计算容量

黄金一站有人值守1h事故放电容量为：

3.2按照无人值守变电站，事故放电时间2h，计算直流系统容量：

各持续时间下蓄电池容量换算系数如下：

；可靠系数

；1min容量换算系数

；119min容量换算系数

；120min容量换算系数

=1.81；5S随机负荷容量换算系数

根据事故放电电流，采用阶梯法对事故各放电阶段进行容量计算，

第一阶段，按满足事故初期冲击放电容量，计算如下：

第二阶段，按满足全停电状态下持续放电容量，计算如下：

随机（5S）负荷计算容量：

将叠加在、比较，数值较大的即为蓄电池的计算容量。综上，黄金总站无人值守2h事故放电容量为：

对比两次计算的容量值，可以得出黄金一站100AH电池容量已经不能满足安全运行要求。黄金一站变更为无人值守站，并且为城子箱变直流系统提供负荷，现有容量已经不能满足变电站的发展需求，可能会给安全经济运行带来隐患。应该适量增大。

结束语工程设计上，变电站直流系统容量设计结果因人而异，有些设计人员见到110kV变电站，就设计成200AH以上，还有些设计人员严格按照直流负荷计算，100Ah容量绰绰有余。我们应该结合实际运行情况选择系统容量，黄金一站临近办公区，出现直流系统故障后，技术人员能够迅速的作出处理，不必机械的按照无人值守站做电池容量计算，但考虑到今后公司会对一站进行改造，直流负荷可能会增大，可以考虑在改造的同时，进行直流系统扩容。

参考文献:

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