完整版火力發(fā)電解決方案

1

總

則

1.0.1

為適應電力建設發(fā)展的需要，搞好火力發(fā)電廠、變電所直流系統(tǒng)的設計(以下簡稱直流設計)，總結(jié)建國以來直流設計建設和運行經(jīng)驗，吸收國內(nèi)外先進技術，特制定本規(guī)定。1.0.2

直流設計應貫徹安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理、力求簡單并便于安裝、運行維護的要求。

直流設計宜積極采用經(jīng)過審定的標準設計和典型設計。1.0.3

本規(guī)定適用于單機容量50～600MW的火力發(fā)電廠和220～500kV變電所新建工程采用固定型防酸式鉛酸蓄電池和鎘鎳堿性蓄電池作為直流電源的直流設計。1.0.4

直流設計除應執(zhí)行本規(guī)定外，尚應執(zhí)行國家、行業(yè)現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。2

直流電源系統(tǒng)2.0.1

發(fā)電廠、變電所應裝設蓄電池組向控制負荷和動力負荷以及直流事故照明負荷供電。蓄電池組正常應以全浮充電方式運行。2.0.1.1

控制負荷包括電氣和熱工控制、信號、繼電保護、自動裝置等負荷。2.0.1.2

動力負荷包括直流潤滑油泵、氫密封油泵、斷路器電磁合閘機構、交流不停電電源裝置、事故照明等負荷。2.0.2

直流負荷應按性質(zhì)分類：

(1)經(jīng)常性負荷：要求直流電源在各種工況下均應可靠供電的負荷。

(2)事故性負荷：要求直流電源在交流電源事故停電時間的全過程可靠供電的負荷，并應按事故初期負荷和事故持續(xù)負荷以及隨機負荷分類。2.0.3

直流系統(tǒng)額定電壓宜按下列要求確定：

(1)控制負荷專用蓄電池組(對于網(wǎng)絡控制室可包括直流事故照明負荷)的電壓采用110V。

(2)動力負荷和直流事故照明負荷專用蓄電池組的電壓采用220V。

(3)控制負荷、動力負荷和直流事故照明共用蓄電池組的電壓采用220V或110V。

(4)當采用弱電控制或信號時，裝設較低電壓的專用蓄電池組。2.0.4

控制負荷專用蓄電池組不應設置端電池，其它蓄電池組也不宜設置端電池。當只有1組蓄電池但由于不設端電池為滿足電壓要求需加大蓄電池容量太多或需要增加復雜的降壓設施而使技術經(jīng)濟不合理時，也可設置端電池。

鉛酸蓄電池組設置端電池時，應有防止端電池硫化的措施。2.0.5

蓄電池組在正常浮充電方式下，直流母線電壓應為直流系統(tǒng)額定電壓的105%；其它運行方式下直流母線電壓不應超出直流用電設備所允許的電壓波動范圍：

(1)控制負荷系統(tǒng)的直流母線電壓應在直流系統(tǒng)額定電壓的85%～110%范圍內(nèi)。

(2)動力負荷系統(tǒng)直流母線電壓應在直流系統(tǒng)額定電壓的87.5%～112.5%范圍內(nèi)。2.0.6

硅整流充電裝置與蓄電池并聯(lián)運行時，由充電設備引起的波紋系數(shù)不應大于2%。2.0.7

110kV及以下變電所和發(fā)電廠遠離主廠房的輔助車間，宜選用成套蓄電池直流電源屏(柜)作為直流電源。2.0.8

允許短時停電的直流負荷，如運煤系統(tǒng)的電磁分離器等所需的直流電源，應采用單獨的硅整流設備供電。3

蓄

電

池

組

3.1

蓄電池組數(shù)3.1.1

對于設有主控制室的發(fā)電廠，當機組臺數(shù)為3臺及以上，且總?cè)萘繛?00MW及以上，宜裝設2組蓄電池。其它情況下可裝設1組蓄電池。

容量為100～125MW的機組，當采用單元控制室的控制方式時，每臺機組可裝設1組蓄電池。容量為200MW的機組，且其升高電壓為220kV及以下時，每臺機組可裝設2組蓄電池，其中1組對控制負荷供電，另1組對動力負荷和直流事故照明負荷供電，也可只裝設1組蓄電池合并供電。容量為300MW的機組，每臺機組宜裝設3組蓄電池。容量為600MW的機組應裝設3組蓄電池。3組蓄電池中2組對控制負荷供電，另1組對動力負荷和直流事故照明負荷供電；也可裝設2組蓄電池合并供電。

當發(fā)電廠的網(wǎng)絡控制室或單元控制室控制的元件包括500kV電氣設備時，應裝設2組蓄電池對控制負荷供電；規(guī)劃容量為800MW及以上發(fā)電廠的220kV網(wǎng)絡控制室，宜裝設2組蓄電池對控制負荷供電。其它網(wǎng)絡控制室可裝設1組蓄電池。3.1.2

500kV變電所宜裝設2組蓄電池，220～330kV變電所應裝設1組蓄電池。

當采用弱電控制、信號系統(tǒng)時，還應裝設2組較低電壓蓄電池。3.2

蓄電池型式3.2.1

火力發(fā)電廠、變電所宜采用固定型防酸式鉛酸蓄電池；在技術經(jīng)濟合理時，也可采用中倍率鎘鎳蓄電池。當變電所蓄電池布置位置受到限制或直流負荷電流較小但沖擊負荷較大時，可采用高倍率鎘鎳蓄電池。

鉛酸蓄電池容量宜選擇在100～3000Ah范圍內(nèi)。電壓為220V的蓄電池組容量大于2000Ah時，電壓為110V的蓄電池組容量大于800Ah時，均應進行直流系統(tǒng)短路電流計算。

中倍率鎘鎳蓄電池容量宜選擇在30～800Ah范圍內(nèi)。

高倍率鎘鎳蓄電池容量宜選擇在10～40Ah范圍內(nèi)。3.2.2

單體蓄電池的浮充電壓、均衡充電電壓及放電末期電壓的選擇應符合下列規(guī)定：

(1)鉛酸蓄電池的浮充電壓宜取2.15～2.17V；均衡充電電壓范圍為2.25～2.35V，宜取2.30～2.33V；放電末期電壓對有端電池直流系統(tǒng)宜取1.75V，對無端電池直流系統(tǒng)的動力專用蓄電池宜取1.75～1.80V，而對控制負荷專用和控制與動力合并供電的蓄電池宜取1.80V。

(2)中倍率鎘鎳蓄電池的浮充電壓宜取1.42～1.45V；均衡充電電壓宜取1.52～1.55V；放電末期電壓最低值宜取1.07V。

(3)高倍率鎘鎳蓄電池的浮充電壓宜取1.36～1.39V；均衡充電電壓宜取1.47～1.48V；放電末期電壓最低值宜取1.10V。3.3

蓄電池組容量選擇3.3.1

發(fā)電廠、變電所蓄電池組的負荷統(tǒng)計，應符合下列規(guī)定：

(1)當控制室(主控制室或網(wǎng)絡控制室)裝設2組相同電壓的蓄電池組時，對于控制負荷，每組應按屬于該控制室的全部負荷考慮；對于直流事故照明負荷，每組應按屬于該控制室供電的全部負荷的60%(變電所可按100%)考慮；對于斷路器合閘沖擊負荷按隨機負荷考慮；對于動力負荷和通信遠動的事故負荷，宜平均分配在兩組蓄電池上。

(2)對于發(fā)電廠單元控制室，當兩組蓄電池互聯(lián)時，每組按所連接的負荷考慮，不因互聯(lián)而增加負荷統(tǒng)計。

(3)電壓低于110V的蓄電池組，每組按全部負荷的100%考慮。3.3.2

計算蓄電池組容量時，與電力系統(tǒng)連接的發(fā)電廠，交流廠用電事故停電時間應按1h計算，其中氫密封直流油泵和直流潤滑油泵的計算時間應符合3.3.3條規(guī)定。

變電所全所事故所用電停電時間應按1h計算。3.3.3

直流負荷應分別按性質(zhì)和計算時間進行統(tǒng)計。其中事故負荷計算時間和負荷系數(shù)應符合下列規(guī)定：

(1)直流潤滑油泵計算時間，對25MW及以下機組宜按0.5h計算；50～300MW機組宜按1h計算；600MW機組宜按1.5h計算。

起動電流宜按2倍額定電流計算。負荷系數(shù)應按實際計算；當無數(shù)據(jù)時，對有端電池直流系統(tǒng)宜取0.8，對無端電池直流系統(tǒng)宜取0.9。

(2)氫密封油泵計算時間宜按1h計算；對300MW及以上機組宜按3h計算。起動電流宜按2倍額定電流計算。負荷系數(shù)對有端電池直流系統(tǒng)宜取0.7，對無端電池直流系統(tǒng)宜取0.8。

(3)交流不停電電源裝置計算時間宜按0.5h計算。靜態(tài)逆變裝置的負荷系數(shù)宜取0.6；電動發(fā)電機組的負荷系數(shù)宜取0.8。

(4)事故初期的瞬間沖擊負荷：當備用電源斷路器采用電磁合閘線圈時，應按備用電源實際自投斷路器臺數(shù)計算，其沖擊負荷系數(shù)宜取0.5。低電壓跳閘回路宜按實際數(shù)計算，其沖擊負荷系數(shù)宜取0.6。熱工及電氣控制、保護回路等宜按實際負荷之和計算，其負荷系數(shù)宜取0.6。

(5)事故停電時間內(nèi)電磁合閘沖擊負荷，應按斷路器最大1臺合閘電流計算，計算時間宜取5s。該負荷應按隨機負荷統(tǒng)計，并應與事故初期之外的最大負荷或出現(xiàn)最低電壓時的負荷相疊加。3.3.4

發(fā)電廠、變電所蓄電池容量選擇計算條件，應滿足全廠(所)事故停電時間內(nèi)的放電容量，應計及事故初期直流電動機起動電流和其它沖擊負荷電流，并應計及蓄電池組持續(xù)放電時間內(nèi)疊加隨機負荷電流。

確定蓄電池容量后，應按最嚴重的事故放電階段計算直流母線的實際電壓水平。3.3.5

蓄電池容量選擇宜采用下列計算方法并參見附錄D。3.3.5.1

電壓控制法

(1)按事故放電時間，分別統(tǒng)計事故放電電流和事故放電容量。

(2)按不同的蓄電池型式，不同的放電終止電壓，確定1h放電的容量系數(shù)。

(3)根據(jù)事故放電電流和事故放電容量，分別計算出電流比例系數(shù)和容量比例系數(shù)。

(4)取電流比例系數(shù)或容量比例系數(shù)超過允許值的事故放電階段，進行容量計算；如果各階段的比例系數(shù)均小于允許值，則以1h事故放電容量為依據(jù)，進行容量計算。

(5)選取與計算值接近的蓄電池標稱容量，做為蓄電池的選擇容量。

(6)進行直流母線電壓水平的計算，可根據(jù)需要求出事故放電初期、末期或其他各放電階段的直流母線電壓實際值，作為選擇電纜截面的依據(jù)。3.3.5.2

階梯負荷法

(1)按事故放電時間，分別統(tǒng)計事故放電電流，并確定階梯負荷曲線。

(2)按不同蓄電池型式、不同的放電終止電壓和不同的放電時間，確定相應的容量換算系數(shù)。

(3)根據(jù)事故放電電流，按事故放電階段逐段進行容量計算。

(4)計算中應計及隨機負荷。

(5)選取與計算容量最大值接近的蓄電池標稱容量，做為蓄電池的選擇容量。3.4

蓄電池個數(shù)3.4.1

鉛酸蓄電池的直流系統(tǒng)每組蓄電池個數(shù)，應按2.0.5條的規(guī)定滿足浮充電運行及事故放電末期直流母線電壓?？蓞⒁姼戒汢.3。3.4.2

鎘鎳蓄電池的直流系統(tǒng)每組蓄電池個數(shù)，宜按直流母線電壓在事故放電末期為直流系統(tǒng)額定電壓的90%，每個蓄電池電壓按1.1V(高倍率)或1.07V(中倍率)計算，并宜考慮持續(xù)負荷電流與沖擊負荷電流比例的影響，但其上限值應與接線方式相適應?；倦姵貍€數(shù)應按浮充電方式下直流母線電壓為直流系統(tǒng)額定電壓的105%計算。4

系

統(tǒng)

接

線

4.1

接

線

方

式

4.1.1

發(fā)電廠、變電所直流系統(tǒng)宜采用單母線或單母線分段接線：

單母線適用于設有2組蓄電池的直流系統(tǒng)。

單母線分段適用于全廠(所)只有1組蓄電池的直流系統(tǒng)。蓄電池宜經(jīng)2組刀開關分別接于兩個分段上；變電所也可將蓄電池接于一個分段上。4.1.2

采用單母線接線的直流系統(tǒng)，2組單母線間應實現(xiàn)聯(lián)絡，并應有防止2組蓄電池并聯(lián)運行的閉鎖措施。宜采用聯(lián)絡開關與蓄電池組電源開關機械閉鎖或電氣閉鎖。但系統(tǒng)接線應考慮在運行中切換時不中斷直流負荷供電的要求，將1組充電設備接至直流母線。

聯(lián)絡線只應承擔1組母線上所連接的經(jīng)常負荷或檢修負荷。4.1.3

充放電設備的連接方式應符合下列規(guī)定：

(1)單母線接線的浮充電設備宜經(jīng)刀開關接于母線上；2組蓄電池的公共備用充電設備應分別經(jīng)刀開關與蓄電池并接。

(2)單母線分段接線宜將充電設備和備用充電設備分別接在兩個分段上。充電和浮充電兼用的充電設備與蓄電池組應分別接在兩個分段上。

(3)放電設備宜經(jīng)試驗刀開關直接與蓄電池組并接。4.1.4

無端電池的蓄電池組設有降壓裝置時，該裝置可接于蓄電池組與直流母線間或接于直流母線與控制母線之間。4.1.5

變電所有端電池的直流系統(tǒng)需設置專用合閘母線時，該母線宜從端電池調(diào)節(jié)器的充電端引接。4.1.6

鉛酸蓄電池組防止端電池硫化的設施，對小容量的蓄電池組，端電池部分可并接可調(diào)電阻，使蓄電池處于全浮充狀態(tài)；對容量為300Ah以上的蓄電池組，宜采用硅整流裝置對端電池單獨進行浮充電。4.1.7

交流不停電電源裝置的直流電源應按直流動力饋線引接。當采用靜態(tài)逆變裝置時，引自蓄電池的直流電源應經(jīng)二極管閉鎖。4.1.8

除直接為電子負荷供電的直流系統(tǒng)外，直流系統(tǒng)宜采用不接地方式。4.2

直

流

屏

配

置

4.2.1

直流主屏應包括充電及備用充電設備進線、蓄電池組進線、母線聯(lián)絡及放電試驗等回路。4.2.2

直流饋線屏宜將動力饋線和控制饋線分屏配置，當饋線數(shù)量較少時也可合并布置。4.2.3

直流負荷較集中的地方宜設置直流分電屏，并按控制饋線和動力饋線分屏配置。4.3

網(wǎng)

絡

設

計

4.3.1

下列供電網(wǎng)絡宜采用輻射狀供電方式：

(1)事故照明、直流動力合閘和直流電動機以及交流不停電電源設備、遠動通信裝置的備用電源等，宜分別設置饋線。

(2)直流主屏至直流分電屏應以雙回路饋線供電。

(3)直流分電屏對直流負荷分別設置饋線供電。4.3.2

下列供電網(wǎng)絡宜采用環(huán)狀供電方式：

(1)對距離直流主屏較遠且分散的動力負荷和斷路器合閘網(wǎng)絡，兩回電源線宜從不同的直流母線段引接，環(huán)狀網(wǎng)絡干線引接負荷處的兩側(cè)應分別設置隔離設施。

(2)控制及信號系統(tǒng)的直流電源小母線的兩回電源線應從不同直流母線段引接。4.3.3

同一安裝單位的各直流負荷宜由同一組蓄電池直流系統(tǒng)供電。

當設置有兩組蓄電池時，雙重化保護安裝單位的雙重化回路宜分別由兩組蓄電池直流系統(tǒng)供電。4.4

保護與監(jiān)測接線4.4.1

直流屏主回路及饋線回路的操作設備宜采用刀開關，也可采用自動開關。4.4.2

蓄電池組和充電浮充電設備宜用熔斷器保護，直流饋線可用熔斷器或自動開關保護。4.4.3

直流系統(tǒng)表計配置應符合下列規(guī)定：

(1)蓄電池組、充電和浮充電裝置的輸出回路應裝設直流電流表。當蓄電池組電流表不能指示放電回路電流時，應在放電試驗回路裝設直流電流表。

(2)直流主母線、直流分電屏母線、蓄電池組和充電浮充電裝置的輸出回路應裝設直流電壓表。

(3)蓄電池回路宜裝設浮充電流表。4.4.4

直流主母線每段(組)應裝設過電壓和低電壓的電壓監(jiān)察裝置。4.4.5

直流主母線每段(組)應裝設絕緣監(jiān)察裝置。當直流母線絕緣電阻低于規(guī)定值時，應能發(fā)出燈光和音響信號。絕緣監(jiān)察裝置儀表應能測出正、負極母線對地的電壓值及絕緣電阻值。

容量為200MW及以上發(fā)電廠和330～500kV變電所的絕緣監(jiān)察裝置可采用接地自動巡檢裝置。

直流分電屏饋線宜包括在絕緣監(jiān)察裝置的監(jiān)測范圍內(nèi)。4.4.6

直流系統(tǒng)應裝設直流接地、母線電壓過高、母線電壓過低、蓄電池熔斷器熔斷(當熔斷器帶信號接點時)、充電器交流失電、充電器故障等燈光和音響信號。

直流屏布置在控制室主環(huán)外時，應在主環(huán)屏上設置直流系統(tǒng)故障的總信號光字牌和直流主母線電壓表。4.4.7

當閃光裝置不隨中央信號裝置配套而在直流系統(tǒng)設置時，應在每段(組)直流母線裝設一套。對于容量為200MW及以上機組，當設置閃光裝置時，宜分區(qū)設置，不集中配置在直流屏內(nèi)。5

設

備

選

擇

5.1

充放電設備5.1.1蓄電池組的充電設備宜采用硅整流裝置。

硅整流裝置宜具有穩(wěn)壓、穩(wěn)流及限流性能，應為定電流、恒電壓電站型充電整流設備，并能適應浮充電、自動均衡充電的要求及具有手動充電方式。也可按浮充電與充電功能分別設置硅整流裝置。硅整流裝置應為長期連續(xù)工作制。

充電設備的交流輸入宜為三相制，額定頻率為50Hz，額定電壓為380V±10%。小容量充電設備的交流輸入額定電壓可采用單相220V±10%。

硅整流裝置的波紋系數(shù)不應大于2%，充電時穩(wěn)流精度不應大于±5%，浮充電時穩(wěn)壓精度不應大于±2%，機械噪聲不應大于60dB(屏柜前1m處)。5.1.2

發(fā)電廠、變電所1組蓄電池應裝設2套充電設備。2組相同電壓的蓄電池應裝3套充電設備。

當充電硅整流裝置不能滿足浮充電要求或投資相差較大時，每組蓄電池可設1套浮充電硅整流裝置，兩組蓄電池共用1套充電硅整流裝置。

電壓低于110V的蓄電池組，每組宜設1套充電與浮充電兼用的硅整流裝置。5.1.3

浮充電硅整流裝置的輸出電流應按經(jīng)常負荷電流與蓄電池自放電電流之和選擇。

充電設備的額定電流的選擇應滿足下列條件：

(1)大于初充電電流；

(2)大于事故放電后的補充電流；

(3)大于核對性放電后的充電電流。5.1.4

充電硅整流裝置的輸出電壓調(diào)節(jié)范圍應滿足蓄電池組放電末期和充電末期電壓的要求。

浮充電硅整流裝置直流側(cè)的長期工作電壓對于220V和110V蓄電池組分別為230V和115V。5.1.5

安裝或大修后蓄電池組進行放電容量試驗時，放電電流對鉛酸蓄電池不宜超過10h放電率；鎘鎳蓄電池不宜超過5h放電率。放電終止電壓不應低于規(guī)定值。

放電容量試驗可采用下列方法：

(1)放電電阻法。可用金屬電阻絲、碳精板或無明火電阻制成放電器。

(2)反饋電機法。用于交流電動機直流發(fā)電機組作為充電機時。5.2

壓設備5.2.1

有端電池的直流系統(tǒng)宜選用手動或電動端電池調(diào)節(jié)器；也可采用低電壓自動投入裝置。其額定電流應按蓄電池1h放電率選擇。5.2.2

降壓裝置的壓降值應滿足蓄電池輸出電流經(jīng)常變化時基本不變的要求，宜采用硅二極管、硅堆或硅鏈構成的降壓裝置。

降壓裝置的額定電流應滿足所在回路最大持續(xù)負荷電流的要求，并應校驗沖擊電流不超過硅元件的短時過載能力。

降壓裝置硅元件的額定電壓，對220V直流系統(tǒng)宜選用500V；對于110V直流系統(tǒng)宜選用300V。5.3

直流屏(柜)及網(wǎng)絡設備5.3.1

直流屏和整流柜宜采用封閉式加強型結(jié)構，其防護等級不應低于IP20級。

直流屏正面儀表板應能開啟，屏后應開門，前門下部和后門上部宜設百葉窗。外形尺寸宜采用800mm×600mm×2200mm(寬×深×高)。當有模擬母線時屏面模擬母線應為褐色，其橫向模擬母線的寬度宜為12mm，縱向模擬分支線的寬度宜為8mm。5.3.2

直流屏主母線宜采用阻燃絕緣銅母線，應按1h放電率或充電設備的額定電流計算長期允許載流量，并應按3.2.1條要求進行短路電流計算校驗熱穩(wěn)定和按短時大負荷校驗其溫度不超過絕緣體的相應允許溫度。5.3.3

電池出口保護元件的額定電流，應按蓄電池1h放電率再加大一級選擇，并應與直流饋線回路保護設備相配合。5.3.4

開關和轉(zhuǎn)換開關應按回路額定電壓和額定工作電流選擇。5.3.5

熔斷器和自動開關的選擇應符合下列規(guī)定：

(1)其額定電壓應大于或等于回路的額定電壓。

(2)熔斷器熔件和自動開關熱脫扣器的額定電流，對于直流電動機饋線應考慮電動機起動電流；對于控制、信號饋線應按短時最大工作電流選擇，并應保證短路時各級保護設備的選擇性。

(3)電磁型操動機構合閘線圈回路的熔斷器熔件，可按0.2～0.3倍額定合閘電流選擇，但熔件的熔斷時間應大于斷路器固有合閘時間。5.4

電

纜

5.4.1

當蓄電池引出線為電纜時，正負極引出線應采用單獨電纜。當有端電池時負極及端電池引線可合用三芯電纜，其允許載流量可按同截面單芯電纜計算。5.4.2

蓄電池與直流屏之間的聯(lián)絡電纜及動力饋線的電纜截面選擇應符合下列規(guī)定，可參見附錄E。

(1)蓄電池與直流屏之間的聯(lián)絡電纜長期允許載流量，應按蓄電池1h放電率選擇。電壓降按蓄電池1min放電率計算，不應大于直流系統(tǒng)額定電壓的1%。

(2)直流動力饋線電纜截面，應根據(jù)最大負荷電流選擇并按直流母線計算最低電壓和用電設備的允許最低電壓校驗。5.4.3

合閘回路電纜截面的選擇應符合下列規(guī)定：

(1)當蓄電池浮充電運行時，應保證最遠1臺斷路器可靠合閘所需電壓(合閘網(wǎng)絡為環(huán)狀供電時，應按任一電源側(cè)電纜斷開的條件)。

(2)當事故放電直流母線電壓處在最低電壓值時，應保證恢復供電斷路器能可靠合閘所需電壓。5.4.4

由直流屏引出的控制、信號饋線電纜截面應保證足夠的機械強度，銅芯電纜截面不宜小于4mm2。由直流屏至環(huán)網(wǎng)最遠斷開點的電壓降不應超過直流系統(tǒng)額定電壓的5%。5.4.5

直流電纜的選型和敷設應符合SDJ26《發(fā)電廠、變電所電纜選擇與敷設設計規(guī)程》的規(guī)定。6

設

備

布

置

6.0.1

蓄電池組宜布置在電氣控制樓(包括主控制樓、網(wǎng)絡控制樓、單元控制樓)底層。不同容量不同電壓的蓄電池可以同室布置，但酸性蓄電池和堿性蓄電池不應在同一室內(nèi)。布置在主廠房內(nèi)時應避開潮濕和多灰塵的場所。

直流主屏宜布置在蓄電池室附近單獨的電源室內(nèi)或電氣繼電器室內(nèi)，對于變電所和網(wǎng)絡控制室，也可布置在控制室內(nèi)。

硅整流設備宜與直流主屏同室布置。

直流分電屏宜布置在相應負荷中心處。6.0.2

蓄電池室內(nèi)應有運行檢修通道。通道一側(cè)裝設蓄電池時，通道寬度不應小于800mm；兩側(cè)均裝設蓄電池時，通道寬度不應小于1000mm。

蓄電池的裸露導電部分間的距離，當其兩部分間的正常電壓(非充電時)超過65V但不大于250V時，不應小于800mm，電壓超過250V時，不應小于1000mm。導線與建筑物或其它接地體之間的距離不應小于50mm，母線支持點間的距離不應大于2000mm。6.0.3

電源室的直流屏、硅整流充電設備和靜態(tài)逆變電源裝置等電源設備之間的距離和通道寬度，應考慮運行維護及裝置調(diào)試的方便，可按附錄F確定。6.0.4

堿性鎘鎳蓄電池可在屏(柜)架內(nèi)采用階梯式堆積組裝，也可在室內(nèi)成架式排列，但均應保證蓄電池組的絕緣性能并便于觀察液面，便于維護與檢修。

成套直流裝置可安裝在控制室內(nèi)。7

對外專業(yè)的要求7.0.1

蓄電池室應為防酸(堿)、防火、防爆建筑，入口宜經(jīng)過套間(或貯藏室)，設有貯藏酸(堿)、純水(蒸餾水)及配制電解液器具的場地。蓄電池室和套間的門應裝設彈簧鎖且向外開啟，應采用非燃燒體或難燃燒體的實體門。

門的尺寸不應小于750mm×1960mm(寬×高)。

窗玻璃應用毛玻璃或涂以半透明油漆，陽光不應直射室內(nèi)。7.0.2

蓄電池室應用非燃材料建造，頂棚宜作成平頂，不宜采用折板蓋和槽形天花板。鉛酸蓄電池室內(nèi)的門窗、地面、墻壁、天花板、臺架均應進行耐酸處理，地面采用易于清洗的面層材料。7.0.3

蓄電池室應有良好的通風采暖設施，室溫宜保持在5～35℃之間。走廊墻面不得開設通風百頁窗或玻璃采光窗。

采暖設備與蓄電池之間的距離，不應小于750mm。蓄電池室內(nèi)的采暖散熱器應為焊接的光滑鋼管，室內(nèi)不允許有法蘭、絲扣接頭和閥門等。

鉛酸蓄電池室的通風換氣量，應按保證室內(nèi)含氫量(按體積計)低于0.7%，含酸量小于2mg/m3計算。

通風電動機應為防爆式，并應直接連接通風空氣過濾器。7.0.4

蓄電池室應有給水和排水，套間內(nèi)應砌水池，水池內(nèi)外及水龍頭應做耐酸(堿)處理，管道宜暗敷，管材應采用耐腐蝕材料。

蓄電池室到地面應有0.5%左右的排水坡度，并應有泄水孔，污水應進行酸堿中和或稀釋后排放。7.0.5

蓄電池室、調(diào)酸室、通風機室應有經(jīng)常照明，蓄電池室還應有事故照明。

蓄電池室內(nèi)照明燈具應布置在走道上方，照明應采用防爆防腐燈具，地面上最低照度為20lx。事故照明最低照度為2lx。

蓄電池室內(nèi)照明線宜穿管暗敷，室內(nèi)不應裝設開關、插座。7.0.6

抗震設防烈度為7度及以上地區(qū)，蓄電池組應有抗震加固措施。

附錄A蓄電池應用曲線及圖表A.1

電壓控制計算法所用曲線，見圖A.1-1～圖A.1-4，使用時應注意：

(1)對應不同的放電終止電壓及所要求的放電時間，由圖A.1-1中曲線查出容量百分值。

圖A.1-1GF-1000Ah蓄電池放電容量與放電時間的關系曲線

(2)根據(jù)事故放電的放電率，由圖A.1-2中曲線查出對應于給定的放電時間，找出單體電池電壓以校驗直流母線電壓水平。

圖A.1-2GF-1000Ah蓄電池不同放電率時，時間與電壓關系曲線

(3)對于事故沖擊負荷計算的沖擊系數(shù)，由圖A.1-3或A.1-4中曲線查出對應于該事故放電階段的放電率的單體電壓值以校驗直流母線電壓水平。A.2

階梯負荷計算法所用曲線，見圖A.2-1～圖A.2-3和表A.2-1～表A.2-3，使用時應注意：

(1)根據(jù)直流母線最低允許電壓及蓄電池個數(shù)，確定單體蓄電池的終止電壓，然后以終止電壓及事故負荷所需放電時間，在蓄電池的放電特性曲線上相應查出其放電電流的百分數(shù)值，此百分數(shù)值即為蓄電池在上述條件下放電電流與蓄電池10h放電率標稱容量的比值，這個比值是給定終止電壓值下的某一放電時間的容量換算系數(shù)

(A.2-1)式中

I——直流事故負荷電流(A)；

C10——蓄電池10h放電率標稱容量(Ah)；

KC——容量換算系數(shù)(1/h)。

圖A.1.3GF—1000Ah蓄電池持續(xù)放電1h沖擊放電曲線族

圖A.1.4GF—1000Ah鉛蓄電池持續(xù)放電0.5h沖擊放電曲線族

(2)圖A.2-1與表A.2-1對應，適用于GFD-2000Ah及以下容量的蓄電池1～480min放電。圖A.2.1GF—2000Ah及以下容量換算系數(shù)曲線(1～480min)

表A.2-1GF-2000Ah及以下容量不同時間放電率和不同放電終止電壓時的容量換算系數(shù)

圖A.2-2GF-3000Ah蓄電池容量換算系數(shù)曲線(1～480min)

(3)圖A.2-2與表A.2-2對應，適用于GF-3000Ah蓄電池1～480min放電。

(4)圖A.2-3與表A.2-3對應，適用于GFD-3000Ah及以下容量的蓄電池1～480min放電。A.3

鎘鎳蓄電池應用曲線及圖表。適用于階梯負荷計算法的圖A.3-1～圖A.3-4分別與表A.3-1～表A.3-4對應，分別代表中倍率(GNZ)鎘鎳蓄電池和高倍率〔GNG(C)〕鎘鎳蓄電池的不同容量的容量換算系數(shù)曲線及容量換算系數(shù)表，使用時應注意：

容量換算系數(shù)KC=，這個比值是給定終止電壓值下的某一放電時間的容量換算系數(shù)，鎘鎳蓄電池是以5h放電率為標稱容量。表A.2-2GF-3000Ah蓄電池不同時間放電率和不同放電終止電壓時的容量換算系數(shù)

圖A.2-3GFD-3000Ah及以下容量換算系數(shù)曲線(1～480min)表A.2-3GFD-3000Ah及以下容量不同時間放電率和不同放電終止電壓時容量換算系數(shù)

圖A.3-1GNZ-200Ah及以下容量換算系數(shù)曲線

圖A.3-2GNZ-200Ah及以上容量換算系數(shù)曲線

圖A.3-3GNG(C)-20Ah及以下容量換算系數(shù)曲線

圖A.3-4GNG(C)-40Ah及以上容量換算系數(shù)曲線表A.3-1GNZ-200Ah以下容量換算系數(shù)

表A.3-2GNZ-200Ah及以上容量換算系數(shù)

表A.3-3GNG(C)-20Ah及以下容量換算系數(shù)

表A.3-4GNG(C)-40Ah及以上容量換算系數(shù)

附錄B直流回路主要設備選擇B.1

鉛酸蓄電池回路設備選擇見表B.1-1，表中蓄電池回路設備的額定電流按1h放電率選擇，試驗回路的設備按10h放電率選擇。表B.1-1固定型防酸式鉛酸蓄電池回路設備選擇

B.2

充電回路設備選擇見表B.2-1和表B.2-2，表中列出了對整流器的選擇數(shù)據(jù)，整流器參數(shù)一欄中，分子為額定電流，分母為額定電壓。B.2.1

充電設備額定電流

(1)滿足事故放電后補充電要求

(B.2.1-1)

(2)滿足核對性放電后的充電要求

(B.2.1-2)

(B.2.1-3)式中

IC——充電設備額定電流(A)；

Cs——蓄電池的事故放電統(tǒng)計容量累加值(A·h)；

T——蓄電池的補充電時間(取8h)；

Ijc——直流系統(tǒng)的經(jīng)常負荷電流(A)；C10(C5)——蓄電池的10h放電容量(鎘鎳蓄電池用C5，即5h放電容量)(Ah)。

取上述計算結(jié)果較大者作為整流器的計算電流(鎘鎳蓄電池若有快速充電要求時，還應比較初充電電流)。表B.2.1固定型防酸式鉛酸蓄電池充電回路設備選擇

表B.2.2鎘鎳蓄電充電回路設備選擇

B.2.2

充電設備的輸出電壓

(B.2.2-1)式中n——蓄電池個數(shù)；

Ucm——充電末期每個電池電壓(V)(鉛酸蓄電池為2.70V，鎘鎳蓄電池為1.70V)。B.3

蓄電池組個數(shù)選擇B.3.1

有端電池

按事故放電末期電壓選擇

(B.3.1-1)基本電池

(B.3.1-2)端電池

(B.3.1-3)式中Ue——直流系統(tǒng)額定電壓(V)；

Ufm——事故放電末期每個蓄電池電壓(V)(發(fā)電廠取1.75V，變電所取1.95V)；

Ucm——充電末期每個蓄電池電壓(V)(鉛酸蓄電池為2.70V，鎘鎳蓄電池為1.70V)；

n——蓄電池組個數(shù)；

n0——基本電池數(shù)；

nd——端電池個數(shù)。B.3.2

無端電池

按浮充電運行時選擇為：

(B.3.2-1)

事故放電末期每個蓄電池電壓為：

控制專用蓄電池

(B.3.2-2)

動力專用蓄電池

(B.3.2-3)

均衡充電每個蓄電池電壓為：

(B.3.2-4)式中Ue——直流系統(tǒng)額定電壓(V)；

Uf——每個蓄電池浮充電壓(V)；

Upn——每個蓄電池電壓(V)；Um-max——直流母線最大允許電壓(V)。

附錄C直流負荷統(tǒng)計C.1

直流負荷統(tǒng)計分析表見表C.1-1，使用時應注意：

(1)表中“√”表示當具有該項負荷時，應予以統(tǒng)計的項目；“△”表示按照工程設計需要或采用大于1h的事故放電計算時間時才予以統(tǒng)計的項目。

(2)表中所列的負荷名稱中各個項目是表示工程中可能出現(xiàn)的項目，僅供工程設計時參考。

(3)隨機負荷主要是指廠用電源恢復時操動機構的合閘電流。C.2

直流負荷統(tǒng)計表見C.2-1～表C.2-2，使用時應注意：

(1)表C.2-1按1h事故放電統(tǒng)計，表C.2-2按8h事故放電統(tǒng)計。事故初期負荷可參照表C.1-1直流負荷統(tǒng)計分析表中0～1min各項負荷相加而得；對于事故持續(xù)負荷可以根據(jù)工程具體情況劃分時間階段。

(2)表C.2-1和表C.2-2中序號13各項電流統(tǒng)計數(shù)值用于階梯負荷計算法。

(3)表C.2-1和表C.2-2中序號14～16各項統(tǒng)計數(shù)值用于電壓控制計算法。其中序號14容量統(tǒng)計為相應階段的電流和時間的乘積；序號15容量累加為本階段統(tǒng)計容量與前項各階段統(tǒng)計容量之和；序號16容量比例系數(shù)和電流比例系數(shù)，其允許值參見表D.1.1-1和表D.1.2-1，其實際值為容量比例系數(shù)

(C.2-1)

電流比例系數(shù)分為

初期電流比例系數(shù)

(C.2-2)末期電流比例系數(shù)

(C.2-3)式中Kcb——容量比例系數(shù)；

Csx——事故全停電狀態(tài)下持續(xù)放電時間(xh)的放電容量；

Csl——事故全停電狀態(tài)下1h持續(xù)放電容量；

Icho——初期沖擊放電電流；

Ichm——末期沖擊放電電流；

KIbo——初期電流比例系數(shù)；

KIbm——末期電流比例系數(shù)。

注：表中I1即Icho；IR即Ichm。

(4)表C.2-1和表C.2-2中序號15容量累加用于充電設備選擇時，即為附錄B中式(B.2.1-1)的值。表C.1-1直流負荷統(tǒng)計分析表

表C.2-1110V(220V)直流負荷統(tǒng)計表(按1h事故放電)

表C.2-2110V(220V)直流負荷統(tǒng)計表(按8h事故放電)

附錄D電池容量選擇計算D.1電壓控制法D.1.1蓄電池容量按滿足事故全停電狀態(tài)下的持續(xù)放電容量。

(D.1.1-1)式中Cc——蓄電池10h放電率計算容量(Ah)；

Csx——事故全停電狀態(tài)下持續(xù)放電時間(xh)的放電容量(應根據(jù)直流負荷統(tǒng)計表，取事故放電容量比例系數(shù)超過表D.1.1-1中允許值的放電階段的事故放電容量)(Ah)；

KK——可靠系數(shù)，取1.40；

KCe——容量系數(shù)(對應放電時間1h，當放電終止電壓為1.80V時，取0.41；1.75V時，取0.47；由圖A.1-1中曲線查出)；

KCb——容量比例系數(shù)(根據(jù)事故放電時間，由表D.1.1-1查出，但事故放電時間應與Csx所取時間相一致)。表D.1.1-1GF型鉛酸蓄電池容量比例系數(shù)允許值

根據(jù)KC計算值，選擇接近該值的蓄電池容量K10。D.1.2

蓄電池選擇容量應滿足事故全停電狀態(tài)下的沖擊電流值。

(D.1.2-1)式中Ich——事故全停電狀態(tài)下，初期或隨機(末期)沖擊放電電流(應根據(jù)直流負荷統(tǒng)計表，取電流比例系數(shù)超過表D.1.2-1中允許值)(A)；

KK——可靠系數(shù)，取1.40；

Kce——容量系數(shù)(對應放電時間1h，當放電終止電壓為1.80V時，取0.41；1.75V時，取0.47)；

KIb——電流比例系數(shù)(根據(jù)事故放電階段，由表D.1.2-1中查出，但事故放電時間應與Ich所取時間相一致，單位為1/h)。表D.1.2-1GF型鉛酸蓄電池電流比例系數(shù)允許值

D.1.3

有關計算系數(shù)的說明D.1.3.1

容量系數(shù)KCc表示在一定的放電終止電壓下，不同的放電時間所允許的放電容量與10h額定容量的比值。本計算方法只需確定1h放電時間的容量系數(shù)

(D.1.3.1-1)D.1.3.2

容量比例系數(shù)KCb：

蓄電池允許的容量比例系數(shù)表示在一定的放電終止電壓下，不同放電時間的允許放電容量與1h允許放電容量之比值。

實際直流負荷的容量比例系數(shù)表示不同放電時間的事故放電容量與1h事故放電容量的比值。

通過上述允許值與實際值的比較，即可比較出最嚴重的事故放電階段，以此階段的事故放電容量應用式(D.1.1-1)計算選擇蓄電池容量。

(D.1.3.2-1)D.1.3.3

電流比例系數(shù)KIb：

蓄電池允許的電流比例系數(shù)表示在某一放電終止電壓下，放電初期或末期(隨機，0.5h,1h)允許的沖擊放電電流與1h允許的放電容量之比值。

實際直流負荷的電流比例系數(shù)表示事故放電初期或末期的沖擊放電電流與1h事故放電容量的比值。

通過上述允許值與實際值的比較，即可比較出最嚴重的事故放電階段，以此階段的事故放電容量應用式(D.1.1-2)計算選擇蓄電池容量。

(D.1.3.3-1)電流比例系數(shù)為有名值，單位為1/h。D.1.4

實際電壓水平計算

根據(jù)直流負荷統(tǒng)計表，從中找出容量比例系數(shù)KCb值或電流比例系數(shù)KIb值，超過允許值的放電階段按下列相應公式進行計算。計算出在整個事故過程中的最低電壓水平，以提供選擇直流電纜的依據(jù)。D.1.4.1

事故放電初期電壓水平：

(D.1.4.1-1)式中Kcho——事故放電初期沖擊系數(shù)；

Icho——事故放電初期放電電流(A)；

C10——蓄電池10h放電率額定容量(Ah)；

1.1——電壓水平校驗系數(shù)。

根據(jù)Kcho由圖A.1-3曲線中的“0”曲線查出單體電池電壓值Ucho，則蓄電池組的端電壓為

(D.1.4.1-2)式中CD——蓄電池出口端電壓(V)；

Ue——直流系統(tǒng)額定電壓(V)；

n——蓄電池組的電池個數(shù)。D.1.4.2

某事故放電階段末期，蓄電池所能保持的電壓水平：

(D.1.4.2-1)

根據(jù)Km由圖A.1-2中曲線，對應某事故放電階段的放電時間，查出單體電池電壓值Ufm。UD=nUfm≥0.875Ue

(D.1.4.2-2)D.1.4.3

整個事故放電過程中，最嚴重的階段的放電末期，承受沖擊負荷的電壓水平：

(D.1.4.3-)

(D.1.4.3-2)式中Csx——某事故放電階段持續(xù)放電容量(Ah)；

tX——某事故放電階段事故放電時間(應與所取時間相同)(h)；

Ich——放電末期沖擊電流(A)；

Kchm——該事故放電階段的放電末期沖擊系數(shù)；

Km——某事故放電階段事故放電電流放電率。

根據(jù)Kchm由圖A.1-3或圖A.1-4曲線族中，對應Km值曲線，查出單體電池電壓值Uchm。

(D.1.4.3-3)D.2

階梯負荷計算法D.2.1

負荷曲線應按負荷統(tǒng)計表繪制，I1為事故起始階段負荷電流，I2及I3為第二階段及第三階段事故負荷電流，IR為廠用電源恢復合閘負荷，是一個隨機電流，見圖D.2.1-1。圖D.2.1-1負荷曲線

D.2.2

計算公式

(D.2.2-1)式中Cc——蓄電池放電率計算容量(Ah)

KK——可靠系數(shù)，KK=Kt×Kd×Ka，Kk取1.40；

Kt——溫度補償系數(shù),取1.10；

Kd——設計裕系數(shù),取1.15；

Ka——蓄電池老化系數(shù),取1.10；I1，I2，，In——各階段事故負荷電流(A)KC1，KC2，KCn——各階段容量換算系數(shù)(1/h)。D.2.3

計算方法

按照負荷曲線，逐段予以計算，隨機負荷疊加在除第一階段外的選擇計算容量最大的一個階段，然后與第一階段的計算容量比較后取其大者。

在計算過程中，注意容量換算系數(shù)KC的選定，不同的蓄電池，不同的終止電壓及不同的放電時間，KC值是不同的。

圖D.2.4.1-1第一階段負荷曲線D.2.4

計算步驟

假定選擇GF型2000Ah及以下蓄電池，放電終止電壓取1.80V，在確定不同放電率的情況下，應按表A.2-1查出不同容量換算系數(shù)KC計算。D.2.4.1

按第一階段進行計算，見圖D.2.4.1-1。t=1min

KC1=0.78(1/h)

(D.2.4.1-1)D.2.4.2

按第二階段進行計算，見圖D.2.4.2-1。

t1=30min

KC1=0.52(1/h)

t2=t1-1=29min

KC2=0.53(1/h)

用全部容量Ⅰ減去減少部分容量Ⅱ=1.40[1.92I1+1.89(I2-I1)]

(D.2.4.2-1)D.2.4.3

按第三階段進行計算，見圖D.2.4.3-1。

t1=60min

KC1=0.41(1/h)

t2=59min

KC2=0.416(1/h)

t3=30min

KC3=0.52(1/h)

用全部容量Ⅰ依次減去部分容量Ⅱ及Ⅲ

(D.2.4.3-1)

(D.2.4.3-1)D.2.4.4

隨機(沖擊)負荷計算時間取5s，容量換算系數(shù)KC在沒有曲線可查時可取0.9，則

圖D.2.4.2-1第二階段負荷曲線

圖D.2.4.3-1第三階段負荷曲線

隨機負荷計算容量KR=IR/0.9，將CR疊加在Cc2或Cc3上，然后與Cc1比較，取其大者，即為蓄電池的計算容量。D.3

表格化階梯負荷計算法(見圖D.3-1及表D.3-1)，仍按式(D.2.2-1)計算，計算結(jié)果見表D.3-2，計算方法及步驟，舉例如下：

圖D.3-1階梯負荷計算示意圖表D.3-1階梯負荷計算表

表D.3-2階梯負荷計算結(jié)果

續(xù)表

注①除第1階段之外的最大階段選擇容量+隨機負荷容量與第1階段選擇容量比較其大者為選擇容量；

②選擇容量×1.40(可靠系數(shù))=計算容量；

③選用大于或等于計算容量的標稱容量為蓄電池容量。D.4

高倍率鎘鎳蓄電池容量簡化計算

(D.4-1)式中KK——可靠系數(shù)，取1.4；

IS——1h事故放電電流(A)；

KC——容量換算系數(shù)。對應于終止電壓1.10V，取1.10；對于終止電壓1.15V，取1.0(1/h)；

Kcm——沖擊電流作用下的容量換算系數(shù)，取9～11(1/h)。

附錄E電纜截面選擇計算E.1

電纜截面選擇應滿足長期允許載流量的要求。其計算公式為

(E.1-1)式中Sc——電纜計算截面(mm2)；

ρ——電阻系數(shù)，對于銅ρ=0.0184Ω·mm2/m;對于鋁ρ=0.031Ω·mm2/m；

In——回路電流(A)；

L——電纜長度(m)；

ΔU——允許電壓降(V)。E.2

計算參數(shù)E.2.1

蓄電池組至直流屏之間的電纜

In取蓄電池1h放電率電流或事故放電初期(1min)放電電流值，二者取其大者。

ΔU應不大于直流系統(tǒng)額定電壓的1%，當計算直流母線實際電壓水平較高時，可以適當加大允許電壓降值。E.2.2

電磁操動機構的合閘電纜

In取合閘線圈的額定電流

(E.2.2-1)E.2.3

直流電動機電纜

In取直流電動機起動電流

(E.2.3-1)E.2.4

直流饋線電纜

In取直流饋線的最大持續(xù)電流或取直流饋線計算電流并乘以負荷系數(shù)。

ΔU可取直流系統(tǒng)額定電壓的1.5%～2%，控制饋線可取5%。上兩式中Ue——直流系統(tǒng)母線額定電壓(V)；

UDo——蓄電池放電初期端電壓(V)；

UDm——蓄電池放電末期或嚴重工況端電壓(V)；

K1——電磁操動機構合閘線圈最低允許電壓的百分值；

K2——蓄電池至直流屏允許電壓降的百分值(一般取1%)；

K3——直流電動機最低允許起動電壓的百分值(一般取85%)。附錄F直流電源室的屏(柜)間距離和通道寬度

直流電源室的屏(柜)間距離和通道寬度見表F-1。表F-1直流電源室的屏(柜)間距離和通道寬度

附錄G本規(guī)定用詞說明G1

執(zhí)行本規(guī)定條文時，要求嚴格程度的用詞，說明如下，以便執(zhí)行中區(qū)別對待。

(1)表示很嚴格，非這樣做不可的用詞：

正面詞采用“必須”；

反面詞采用“嚴禁”。

(2)表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的用詞：

正面詞采用“應”；

反面詞采用“不應”或“不得”。

(3)表示允許稍有選擇，在條件許可時首先應這樣做的用詞：

正面詞采用“宜”或“可”；

反面詞采用“不宜”。G2

條文中指明應按某些有關標準規(guī)范的規(guī)定時，一般寫法為“應按…執(zhí)行”或“應符合…要求或規(guī)定”。

非必須按所指定的標準規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行時，寫法為“可參照…”。G3

連詞的用法，現(xiàn)給出“和”、“與”、“及”字。

“和”、“與”字一般用于兩個類型相同的詞和詞組的連接，表示并列的關系。

“及”字，一般用于前后不能顛倒過來的兩個詞或詞組的連接。____________________

附加說明：

本規(guī)定主編單位、參加單位和主要起草人名單

主編單位：華北電力設計院

參加單位：華東電力設計院

湖南省電力勘測設計院

河南省電力勘測設計院

沈陽蓄電池研究所

國營七五五廠

主要起草人：陳鞏劉百震於崇干

火力發(fā)電廠、變電所直流系統(tǒng)設計技術規(guī)定DL/T5044—95條文說明

前言

根據(jù)能源部電力規(guī)劃設計管理局(88)水電電規(guī)計字第14號文“關于《1988年度電力勘測設計標準化、科研和情報計劃》的通知”要求，由華北電力設計院負責主編DL/T5044—95《火力發(fā)電廠、變電所直流系統(tǒng)設計技術規(guī)定》(以下簡稱本技規(guī))。在編制過程中針對蓄電池容量選擇計算方法和應用曲線以及鎘鎳蓄電池的有關條文等，有華東電力設計院、湖南省電力勘測設計院、河南省電力勘測設計院、沈陽蓄電池研究所、上海蓄電池廠、國營七五五廠等參加協(xié)作。

為了便于廣大設計、施工、運行、科研、教學等有關單位人員在使用本規(guī)定時能正確理解和執(zhí)行條文的規(guī)定，將有關條文的來源依據(jù)以及條文作必要解釋說明。

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總則1.0.1

直流系統(tǒng)是火力發(fā)電廠、變電所電氣系統(tǒng)的重要組成部分之一，制定設計技術規(guī)定和其他有關的技術規(guī)定相協(xié)調(diào)，總結(jié)我國建設經(jīng)驗，參考國外先進技術，作為直流設計共同遵守的原則。1.0.2

本條歸納了對直流系統(tǒng)設計總的要求。1986年華北電力設計院編制的《火力發(fā)電廠直流系統(tǒng)及直流屏典型設計施工圖》及1987年2月中南電力設計院編制的《220～500kV變電所直流系統(tǒng)典型設計施工圖》均得到電力規(guī)劃設計管理局的審批，宜積極推廣采用，但是應結(jié)合總的要求和本技規(guī)的內(nèi)容做適當?shù)男薷摹?/p>

電力規(guī)劃設計總院組織一套新型直流電源屏PED已通過技術鑒定，應在工程中積極采用。1.0.3

本規(guī)定適用范圍與DL5000—94《火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程》及SDJ2—88《220～500kV變電所設計技術規(guī)程》相協(xié)調(diào)。

關于采用固定型防酸式鉛酸蓄電池和鎘鎳堿性蓄電池的提法是由于前者具有廣泛的運行經(jīng)驗且具有完整的應用曲線，后者在湖南省電力勘測設計院設計的耒陽2×200MW機組工程采用鎘鎳中倍率蓄電池(已通過電力規(guī)劃設計管理局組織的鑒定，其編號為89-2-013)，吸取引進沙角B廠采用2×700Ah鎘鎳中倍率蓄電池的運行經(jīng)驗。目前國產(chǎn)鎘鎳蓄電池應用曲線已比較完整，鎘鎳高倍率蓄電池在變電所已廣泛采用。

對于閥控式密封鉛酸蓄電池正處在工程實踐中，尚需總結(jié)經(jīng)驗后進行推廣。1.0.4

國家有關現(xiàn)行標誰、規(guī)范和規(guī)程主要有下列各項：

(1)DL5000—94《火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程》；

(2)SDJ2—88《220～500kV變電所設計技術規(guī)程》；

(3)GB13337.1—91《固定型防酸式鉛酸蓄電池》；

(4)GB9501.1—90《鎘鎳高倍率堿性蓄電池》；

(5)DL/T459—92《鎘鎳蓄電池直流屏(柜)訂貨技術條件》；

(6)ZBK46004—88《蓄電池充電浮充電用晶閘管整流器》；

(7)ZBK45017—90《電力系統(tǒng)用直流屏通用技術條件》

(8)GB50172—92《電氣裝置安裝規(guī)程蓄電池施工驗收規(guī)范》。2

直流電源系統(tǒng)2.0.1

發(fā)電廠、變電所發(fā)生全廠(所)事故停電或單元機組失去全部交流廠用電源后，為使機組安全停機，必須保證對重要直流負荷供電。運行實踐證明，蓄電池組是比較可靠的直流電源，并有成熟的運行經(jīng)驗。

蓄電池組正常應以全浮充電方式運行，即浮充電裝置與蓄電池組并聯(lián)連接在直流母線上。浮充電裝置承擔經(jīng)常負荷，同時以不大的電流向蓄電池組浮充電，以補償自放電的損失。這種方式可以隨時保證蓄電池組能在事故停電時以全容量放電。

按控制負荷與動力負荷分類是考慮其不同的要求，便于直流系統(tǒng)設計中蓄電池容量和系統(tǒng)電壓的選擇。2.0.2

直流負荷應按性質(zhì)分類，這是直流負荷統(tǒng)計和分析的重要原則，正確的分類是選擇充電設備和蓄電池容量的需要。

經(jīng)常性負荷，如信號燈、控制及保護用正常電源、記錄儀表以及常明燈等，這類負荷容量較小，約占直流總負荷的5%。應正確統(tǒng)計，作為浮充電設備容量選擇的依據(jù)。這類負荷要求直流電源在各種工況下均應可靠供電。

事故性負荷，如各類直流油泵，事故照明，交流不停電電源，事故停電過程中的斷路器跳合閘負荷，事故停電過程中的控制、信號、自動裝置和保護裝置等負荷。這類負荷容量較大，對蓄電池容量的選擇有較大影響，為了正確計算出蓄電池容量，這類負荷應按事故初期和事故持續(xù)負荷以及隨機負荷分類，要求直流電源在交流電源事故停電時間的全過程可靠供電。關于這類負荷的統(tǒng)計方法及負荷計算時間和負荷系數(shù)的選取詳見3.3.3。2.0.3

本條規(guī)定直流系統(tǒng)額定電壓宜按110V或220V選擇，但是據(jù)國標GB156—80規(guī)定其直流供電設備的額定電壓為115V或230V，相應直流受電設備的額定電壓為110V或220V，將受電設備的額定電壓規(guī)定為系統(tǒng)的額定電壓，這是不矛盾的。

110V直流系統(tǒng)應優(yōu)先考慮用于控制負荷專用蓄電池組。其優(yōu)點是可以減少蓄電池個數(shù)和蓄電池室面積，從而簡化安裝和維護工作，還可以降低直流系統(tǒng)的絕緣水平，減少中間繼電器斷線和接地故障，對二次設備的安全運行有利。但是在供電距離較長或負荷電流過大時，其電纜截面比220V系統(tǒng)的要增加很多，工程設計上應進行技術經(jīng)濟比較后確定系統(tǒng)額定電壓。

大容量機組直流電動機的額定功率較大，供電距離較長，技術經(jīng)濟比較結(jié)果表明，采用220V是比較合理的。因此，規(guī)定動力負荷專用的蓄電池組的電壓采用220V。

當采用弱電控制或信號時，宜裝設48V專用蓄電池組供電，目前國內(nèi)已有不少變電所采用這種直流系統(tǒng)。對于發(fā)電廠，國外引進機組由于熱工自動裝置的需要也多設有48V或24V專用蓄電池組。2.0.4

有端電池的鉛酸蓄電池直流系統(tǒng)的興起和發(fā)展與蓄電池組的充放電方式和發(fā)生全廠事故停電的概率相關，普遍的問題是由于蓄電池組分為基本電池和端電池兩部分，端電池中正常不接入母線的部分，往往由于自放電和維護不良而導致硫化，大部分電廠采取專用的小型整流器浮充或定期對端電池補充電的方法，來防止硫化和老化，即便如此，有些電廠端電池仍落后于基本電池。運行經(jīng)驗證明，采用端電池的弊病較多，端電池硫化，安裝維護麻煩而使用機會又少，增加設備投資，壞得快，難于保持整組電池的均衡一致，從而降低了直流系統(tǒng)供電的可靠性。因此，直流系統(tǒng)采用無端電池的接線是比較合適的。

對于控制負荷專用的蓄電池組，由于直流負荷較小，且用電設備允許直流母線電壓波動范圍較大(一般按85%～110%的額定電壓考慮)，計算結(jié)果表明，采用無端電池的蓄電池組是能夠滿足要求的。因此，規(guī)定控制負荷專用的蓄電池組不設置端電池。

對于動力負荷和直流事故照明負荷專用的蓄電池組，由于負荷較大，且直流母線允許的電壓波動范圍較小(有的用電設備只允許在90%～110%額定電壓范圍內(nèi)波動)，故當采用無端電池接線時，一般在均衡充電時母線電壓較高，難于滿足用電設備最高允許電壓的要求，但是由于沒有經(jīng)常性負荷，也是可以采用無端電池直流系統(tǒng)的。因此，規(guī)定其蓄電池組也不宜設置端電池。

對于中小機組和變電所僅設置1組蓄電池或雖有2組蓄電池，但是由于采用無端電池的直流系統(tǒng)難于滿足用電設備的要求，例如沖擊負荷較大或事故初期負荷較大，若要滿足用電設備的要求則需增加蓄電池容量較多，或因滿足事故末期電壓水平選擇蓄電池個數(shù)較多時又要增加復雜的降壓裝置而使技術經(jīng)濟不合理時，也可增設端電池。

鉛酸蓄電池長期自放電運行，正極板由深褐色的二氧化鉛逐漸變?yōu)榱蛩徙U，負極板由灰色的絨狀鉛逐漸變?yōu)榱蛩徙U，這一硫酸化過程長期存在是有害的，其體積和電阻將增大很多，一克分子的鉛、二氧化鉛和硫酸鉛體積比為18∶26∶49，所以長期自放電即過量放電，硫酸鉛因過分膨脹，輕者極板脫落，重者造成極板彎曲短路損壞，因而要求對端電池采取防硫化措施。但是鎘鎳蓄電池由于自放電電流較小，長期開路運行只是不能保證容量而不致使電池損壞，故對鎘鎳蓄電池的端電池不作特殊規(guī)定。2.0.5

浮充電屬正常運行方式，決定了直流母線的電壓，應滿足直流供電設備額定電壓的要求，因而規(guī)定浮充電運行方式下直流母線電壓應為直流系統(tǒng)額定電壓的105%，接近國標規(guī)定值的標準，其他運行方式是指均衡充電、事故放電，運行中要求進行核對性充放電時也應考慮。各種運行方式下，從安全性和可靠性出發(fā)應考慮用電設備所允許的電壓范圍的要求。

控制負荷系統(tǒng)直流母線電壓規(guī)定在直流系統(tǒng)額定電壓的85%～110%范圍內(nèi)，是基于控制、信號和繼電保護裝置正常允許電壓為80%～110%Ue；斷路器跳閘線圈正常允許電壓為65%～120%Ue。在綜合考慮實際存在的電纜電壓降的條件以及從安全上留有裕度的條件，故其上限值為110%Ue，下限值為85%Ue。

動力系統(tǒng)的直流母線電壓規(guī)定在直流系統(tǒng)額定電壓的87.5%～112.5%范圍內(nèi)，是基于斷路器合閘機構正常允許電壓為(80～85)%～110%Ue;油泵電動機設備標準允許電壓為95%～105%Ue，實踐證明在正常工作的情況下允許電壓低限值可降至85%Ue；交流不停電電源逆變裝置視設備條件可達85%～115%Ue；事故照明負荷白熾燈允許電壓為95%～105%Ue，降低電壓僅影響亮度。在綜合考慮實際存在的電纜電壓降的條件，提高上限值是由于在上限值時交流有電但這些負荷不會投入，或是交流失電投入負荷時，直流電壓即刻下降；降低下限值是按在選擇蓄電池容量時保證其事故放電末期電壓對于無端電池直流系統(tǒng)單體電池電壓為1.8V時，可以選擇107個鉛酸蓄電池，其直流母線電壓可以維持在87.5%Ue，此條件是單體蓄電池均衡充電電壓可達2.30V，而直流母線電壓為112.5%Ue。2.0.6

據(jù)一些運行單位反映，可控硅整流器用于浮充電運行時，直流輸出的波紋系數(shù)較大，曾發(fā)生中央音響信號裝置誤動作和高頻繼電保護誤發(fā)信號等事故。因此DL

400—91《繼電保護和安全自動裝置規(guī)程》規(guī)定，“充電設備用于浮充電運行時，其輸出電壓的波紋系數(shù)不應大于5%”，但硅整流充電裝置的設備指標應有較高的要求，故提出不大于2%。另外充電設備與蓄電池并聯(lián)運行，波紋系數(shù)較大時，當浮充電壓波動或偏低時會出現(xiàn)蓄電池的脈動充電放電情況，對蓄電池是不利的。

ZBK46004—88《蓄電池充電浮充電用晶閘管整流器》標準規(guī)定“整流器在浮充電(穩(wěn)壓)狀態(tài)下運行，電網(wǎng)電壓及負載電流在規(guī)定范圍內(nèi)變化時，測得電阻性負載兩端紋波電壓(有效值)應小于或等于2%”。2.0.7

110kV及以下變電所和發(fā)電廠遠離主廠房的輔助車間，由于直流經(jīng)常負荷較小，且事故負荷主要是斷路器合跳閘的沖擊負荷，同時上述場所多屬無人經(jīng)常值班，采用電力系統(tǒng)用成套蓄電池直流電源屏(柜)作為直流電源，可以簡化設計，同時也不需設專用蓄電池室。當110kV以上變電所或者經(jīng)常和事故負荷較大的場所需要直流電源時，設計中也有采用電力系統(tǒng)用成套蓄電池直流電源屏(柜)的，其蓄電池可以是鎘鎳高倍率或中倍率堿性蓄電池，也可以是閥控式密封鉛酸蓄電池，這種直流電源設計是一種發(fā)展趨勢。2.0.8

允許短時停電的直流負荷，重要性較低，而且環(huán)境條件比較惡劣或遠離蓄電池直流母線，如用蓄電池供電將使直流系統(tǒng)的供電范圍過大，容易發(fā)生接地故障而影響直流系統(tǒng)的安全運行，同時這些負荷將增加蓄電池的容量，技術經(jīng)濟上是不合理的，因而規(guī)定選用單獨的硅整流設備供電。3

蓄電池組3.1

蓄電池組數(shù)3.1.1

發(fā)電廠蓄電池組數(shù)

據(jù)調(diào)查，對于采用主控制室控制方式的發(fā)電廠，絕大多數(shù)發(fā)電廠認為4臺25～50MW機組僅裝設1組蓄電池的標準偏低，因為蓄電池組投入運行后維護檢修相當困難，運行也不方便，并影響發(fā)電廠的安全運行。考慮到3臺50MW機組或4臺25MW的高壓供熱式機組在電網(wǎng)(熱網(wǎng))中已占有一定的地位，為提高這些發(fā)電廠供電、供熱的可靠性，適當提高了直流電源設置的標準，即規(guī)定裝設2組蓄電池。對于2臺100～125MW機組，也可裝設2組蓄電池。

對于小于上述容量的發(fā)電廠，如全廠只安裝1～2臺50MW機組或3臺25MW及以下高壓供熱機組，則可只裝設1組蓄電池。這是因為發(fā)電廠的總?cè)萘枯^小，在電網(wǎng)或熱網(wǎng)中重要性較低，適當降低蓄電池組的設置標準，以節(jié)省基建投資。

對于采用單元控制室控制方式的發(fā)電廠，單機容量為100～125MW的機組，每臺機組裝設1組蓄電池，以提高機組運行的可靠性。對于50～100MW的機組，目前也有采用單元控制室控制方式設計，是否按每臺機組裝設1組蓄電池，應視工程的具體情況設置。

對于采用單元控制室控制方式的發(fā)電廠，單機容量為200～300MW的機組，不少發(fā)電廠反映，控制回路采用220V電壓供電時，220V繼電器電壓線圈斷線的事故較多，直流系統(tǒng)絕緣性能較差，接地故障頻繁，大容量直流電動機起動時直流母線電壓波動較大，對控制回路產(chǎn)生不利影響，普遍認為大容量機組的控制回路與動力回路分開供電較合理。因此規(guī)定單機容量為200MW的機組，每臺機組可裝設2組蓄電池，其中1組對控制負荷供電，另1組對動力負荷供電。

300MW及以上容量的機組，在今后幾年是電網(wǎng)主力機組，其元件主保護已趨向雙重化設置。為此設2組控制用蓄電池，使其形成2組蓄電池、2套主保護、2個跳閘線圈(220kV及以上斷路器基本上都為2個跳閘線圈)的雙路系統(tǒng)；另設1組動力和事故照明用蓄電池。一共為3組蓄電池。引進美國EBASCO技術設計的石橫電廠300MW機組，華東電力設計院設計的石洞口一廠、外高橋電廠、嘉興電廠等300MW機組工程都按3組蓄電池進行設計。

發(fā)電廠有網(wǎng)絡控制室時，一般可設置1組蓄電池，必要時還可從主廠房有相同電壓的蓄電池組引接1回聯(lián)絡線，但正常時應處于斷開狀態(tài)。當網(wǎng)絡控制室規(guī)劃容量為800MW及以上時，考慮具有220kV及以上的復雜網(wǎng)絡，其主保護均為雙重化設置，應設置2組蓄電池對控制負荷供電。3.1.2

220～500kV變電所蓄電池組數(shù)

在500kV變電所中，500kV繼電保護裝置從電流、電壓互感器二次側(cè)，一直到斷路器跳閘線圈，均按雙重化原則配置。因此在采用集中控制方式時，110V或220V蓄電池組宜相應地設置2組，分別對兩套保護及跳閘線圈供電，以利安全運行。當采用弱電控制、弱電信號時，為保證控制、信號系統(tǒng)供電的可靠性，也宜裝設2組蓄電池，以便互為備用。

此外，蓄電池裝設的組數(shù)不但與變電所的重要性和保護雙重化的要求有關，而且與控制方式以及自動化水平有關，故在具體工程中如需采用一些新的控制方式和布置型式時(如分級、分區(qū)控制，保護裝置就地布置等)，蓄電池裝設的組數(shù)，可根據(jù)技術經(jīng)濟比較確定。

220～330kV變電所應裝設1組蓄電池的規(guī)定是按照SDJ2—88《220～500kV變電所設計技術規(guī)程》的規(guī)定編寫，故仍規(guī)定應裝設1組蓄電池。近來采用電力系統(tǒng)用成套蓄電池直流電源屏(柜)的設計較多，在設備選擇中也有采用兩組半容量的鎘鎳蓄電池組并聯(lián)運行的方式，每組半容量蓄電池可帶變電所的經(jīng)常負荷和滿足斷路器合閘的沖擊負荷要求，可以對另1組半容量的蓄電池進行停電維護工作，這種方式增加投資約13，卻提高了直流系統(tǒng)可靠性，是否可以推廣仍需實踐檢驗，對于堿性鎘鎳蓄電池和閥控式密封鉛酸蓄電池的應用推廣，在保證質(zhì)量條件下應只裝設1組蓄電池。

裝設2組較低電壓蓄電池作為弱電電源的方式，僅適用于500kV變電所。

以往110～330kV變電所的弱電電源均采用設置交流穩(wěn)壓電源供電，并從220V蓄電池組抽頭引出48V備用電源，或由220V逆變，降壓并整流成48V。這種方式的優(yōu)點是簡單、投資省，由于減少了48V蓄電池，從而簡化了安裝、維護工作，仍可繼續(xù)采用。3.2

蓄電池型式3.2.1

關于蓄電池的型式選擇，根據(jù)運行經(jīng)驗和對蓄電池特性的了解以及應用曲線的配套，推薦采用固定型防酸式鉛酸蓄電池。近年來堿性鎘鎳蓄電池在發(fā)電廠、變電所已有廣泛應用，對于大型發(fā)電廠，從國外引進的沙角B廠2×350MW機組已采用2×700A·h堿性鎘鎳蓄電池，湖南省電力勘測設計院在湖南耒陽2×200MW機組的設計中已采用300～500A·h中倍率鎘鎳蓄電池并通過能源部的技術鑒定，故可以在大型發(fā)電廠有條件的采用。由于鎘鎳蓄電池有多種品種，主要區(qū)別在于大電流放電時所能保持的電壓不同，或在同一放電電壓下所能達到的電流倍數(shù)不同，例如要保持1.1V/個的終止電壓，初始以0.3s大電流放電時高倍率電池可達10～12C5，中倍率電池只能達3.5C5。高倍率電池又有燒結(jié)式和半燒結(jié)式之分，從造價上燒結(jié)式高于半燒結(jié)式，高倍率電池高于中倍率電池。中小型變電所或發(fā)電廠附屬車間的直流電源由于經(jīng)常負荷電流和事故持續(xù)放電電流均較小，但有電磁合閘線圈又需要承受較大的沖擊負荷電流，故廣泛采用高倍率鎘鎳蓄電池，其容量在40Ah以下基本可以滿足要求。閥控式密封鉛酸蓄電池，因運行經(jīng)驗不多，加上各制造廠多為試制產(chǎn)品且無行業(yè)標準，故未推薦采用。但是1990年深圳華達電源系統(tǒng)有限公司，從美國GNB公司引進制造技術和設備，1992年它已在電力工程中應用。近年來國內(nèi)出現(xiàn)許多引進技術裝備或自行開發(fā)的閥控式密封鉛酸蓄電池制造廠，故在發(fā)電廠、變電所設計中應根據(jù)各廠提供的試驗曲線及運行業(yè)績，通過技術經(jīng)濟比較后慎重采用。

關于容量選擇范圍是根據(jù)目前國內(nèi)主要廠家產(chǎn)品情況和已具備應用曲線的情況而定。鉛酸蓄電池容量宜選擇在100～3000Ah，中倍率鎘鎳蓄電池容量宜選擇在30～800Ah(實際工程設計中僅選擇75～500Ah)，高倍率鎘鎳蓄電池容量宜選擇10～40Ah(實際工程設計中有選擇60Ah的)。

關于短路電流，一般情況考慮為1min放電電流的9～12倍。目前國產(chǎn)蓄電池內(nèi)阻條件以及典型設計規(guī)定“對110V直流系統(tǒng)應能承受10kA的短路電流，對220V直流系統(tǒng)應能承受20kA的短路電流”。為了防止短路電流過大造成直流系統(tǒng)設備損壞，提出了必須進行短路電流計算的要求。

短路電流可按下式計算(3.2.1-1)式中R——蓄電池單位容量內(nèi)阻(Ω·Ah)；

C10——蓄電池10h放電容量(Ah)；

r——短路電流計算點之前的連接導線和設備的接觸電阻(Ω)；

n——蓄電池組電池個數(shù)；

Uf——單個蓄電池的電壓。3.2.2

關于單體蓄電池的浮充電壓、均衡充電電壓及放電末期電壓的選擇由綜合蓄電池特性而定，同時考慮了滿足直流系統(tǒng)母線電壓在各種不同狀態(tài)下能在允許范圍內(nèi)波動。

(1)GF型鉛酸蓄電池根據(jù)目前研究結(jié)果，浮充電壓采用2.17±0.01V為好，這樣對蓄電池組的個數(shù)要求嚴格，因此規(guī)定蓄電池浮充電壓宜取2.15～2.17V，在滿足直流母線電壓在浮充電方式時應為105%的要求下，其蓄電池組的個數(shù)可以擴大，例如220V直流系統(tǒng)可以選用108個。均衡充電電