1、直流系統改造中蓄電池的選型與計算劉衛國郭瑞濤【摘要】本文注重闡述了萬安水電廠220KV開關站保護裝置直流系統改造的蓄電池選擇，為直流系統改造中的蓄電池選擇方面提供參考。【關鍵詞】蓄電池、容量計算1前言萬安水電廠220V直流系統原設計為兩組蓄電池，提供兩段直流電源，供全廠所有直流負荷，包括事故照明、自動裝置、機組和線路保護裝置，以及斷路器的操作電源等。2009年，按照技術監督檢查整改要求，萬安水電廠220KV開關站保護操作電源應配置獨立的直流電源系統，即需要增加2組蓄電池作為220KV開關站保護操作電源。該套直流系統是新增設備，在設備參數的選擇方面需要重新計算，特別是在蓄電池的容量選擇方面要進行

2、嚴謹的計算。蓄電池是比較昂貴的設備，蓄電池的容量選擇既要確保有足夠裕度，又要避免容量選擇過大造成不必要的浪費。2220KV開關站直流負荷統計與分析2.1220KV開關站保護裝置負荷統計負荷對象正常運行時負荷（W保護動作時負荷（W斷路器跳閘負荷（W各裝置動作時負荷增加（W萬虎I線保護裝置2654101650145萬虎II線保護裝置2654101650145萬文I線保護裝置2834581650175萬文II線保護裝置2834581650175萬燕線保護裝置2003101650110220KV母保護裝置105140165035220KV母差保護裝置35100/65172B保護裝置2002651650

3、65173B保護裝置5070165020174B保護裝置5070165020175B保護裝置5070165020合計17862761165009752.2事故時（蓄電池失去交流浮充電）的負荷分析連續供電負荷1min沖擊負荷5秒隨機沖擊負荷負荷（W23711227119261電流（A）10.7855.7887.55說明：（1）連續供電負荷=正常運行時功率+各裝置動作時功率增加量X0.6=1786+975X0.6=2371心（2） 1min沖擊負荷=連續供電負荷功率+斷路器跳（合）閘功率之和X0.6=2371+16500X0.6=12271（W（3） 5秒隨機沖擊負荷=各裝置動作時功率+斷路器跳（

4、合）閘功率之和=2761+16500=19261(W3 蓄電池選擇3.1 蓄電池個數選擇按浮充電運行時，直流母線電壓為1.05Un選擇蓄電池個數：n=1.05Un/Uf參考有關標準和我廠蓄電池直流電源裝置檢驗規程，單體電池浮充電壓取2.23V。n=220X1.05/2.23=103.6為了保證在失去浮充電后，可以保持蓄電池組母線電壓較高水平，確保保護裝置的可靠動作，所以取蓄電池的個數為108個。因蓄電池選擇是108個，在浮充電運行時，直流母線電壓偏高，所以需加裝硅鏈調壓裝置進行電壓調整。Un-一直流系統標稱電壓，V;Uf單體蓄電池浮充電壓，V；n蓄電池個數。3.2 蓄電池均充電壓選擇根據蓄電池

5、個數及直流母線電壓允許的最高值選擇單體蓄電池均充電壓值。根據我廠的實際情況，蓄電池負荷是控制負荷和動力負荷合并供電，所以：Ucc1.10Un/n,即Ucc2.24VUc單體蓄電7也均充電壓，V。3.3 蓄電池放電終止電壓選擇根據蓄電池個數及直流母線電壓允許的最低值選擇單體蓄電池事故放電末期終止電壓。根據我廠的實際情況，蓄電池負荷是控制負荷和動力負荷合并供電，所以：Um>0.875Un/n,Um>1.8VUm單體蓄電池放電末期終止電壓,V3.4 蓄電池容量選擇計算3.4.1 按持續放電負荷計算電池容量該蓄電池組是控制負荷和動力負荷合并供電，取電壓系數K=0.885,所以可以計算出單個

6、蓄電池終止電壓為：Um=K*Un/nUm=0.885*220/108V=1.80VCsx=I*tCsx=10.78*2AH=21.56AH事故放電計算時間為t=2h,對應于Um=1.80Vf口t=2h,根據圖1,其中曲線14所對應的放電終止電壓分別為1.80V、1.75V、1.70V和1.65V,查出Kcc=0.6，取Kk=1.40。圖1蓄電池放電容量與放電時間的關系曲線Cc=Kk*Csx/KccCc=1.40*21.56/0.6AH=50.31AH3.4.2 按沖擊負荷計算蓄電池容量事故放電初期沖擊放電電流最大為Ich=55.78A,Um=1.8V因是放電初期,則由圖2中的“0”曲線查出沖擊

7、系數Kch=0.78。2 蓄電池持續放電 1h 沖擊放電曲線Cc=Kk*Ich/KchCc=1.4*55.78/0.78AH=100.12AH比較2個計算值可知，蓄電池計算容量由沖擊負荷決定，故選用的蓄電池額定容量為C10=200AHCsx事故放電容量，AHHKcc蓄電池容量系數；Ich事故放電時期沖擊電流，A；Kch事故放電時期沖擊系數；Cc蓄電池標稱容量，AHHKk蓄電池容量計算可靠系數；I事故放電電流，A；t事故放電時間，H；K電壓系數。3.5 實際電壓水平計算3.5.1 事故放電初期的電壓水平，蓄電池組突然承受沖擊電流時的電壓水平取Kk=1.1，Ich0=55.78A，計算沖擊系數：K

8、ch0=Kk*Ich0/C10Kch0=1.1*55.78/200=0.31當Kch0=0.31時，查圖2中的“0”曲線，Um=1.94所以蓄電池組的端電壓：U=n*Um=1.94*108V=209.52V為額定電壓的95.2%，滿足要求。3.5.2 事故放電末期的電壓水平取t=2h，Ich=21.56A，計算沖擊系數：Kch=Kk*Ich/2C10Kch=1.1*21.56/2*200=0.06當Kch0=0.06時，查圖2中的“0”曲線，Um=2.05所以蓄電池組的端電壓：U=n*Um=2.05*108V=221.4V為額定電壓的100%，滿足要求。3.5.3 事故放電末期，蓄電池承受沖擊負荷時的電壓水平取Ich=87.55A，計算沖擊系數：Kch=Kk*Ich/C10Kch=1.1*87.55/200=0.48當Kch0=0.48時，查圖2中的“0”曲線，Um=1£所以蓄電池組的端電壓:U=n*Um=1.9*108V=205V為額定電壓的93.3%，滿足要求。4 結束語選擇蓄電池的容量，需要認真進行負荷的統計與分析，在此基礎上進行校核計算，既要保證正常運行下的可靠供電，也要確保在全廠停電期間，蓄電池的事故放電容量能夠保證負荷