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1、分类号 郑州电力高等专科学校毕 业 设 计（论 文）题目变电站直流系统分析与设计并列英文题目 Substation Dc System Analysis And Design 系部电力工程系 专业 电气自动化技术姓名杨柳青 班级 电气 0903 指导教师皮薇薇 职称 讲师论文报告提交日期2012 年 6 月 5 日 郑州电力高等专科学校变电站直流系统分析与设计- 1 -摘要变电站直流电源系统是所内所有继电保护、自动化以及二次控制回路、断路器分合闸、事故照明等设备工作的电源，直流电源内部有蓄电池，能保证在交流失电状态下不间断连续供电。直流电源使用蓄电池进行储能，结构简单可靠，容易满足设备对电源可
2、靠性要求。其设计内容主要包括直流系统接线方式，系统电压确定，蓄电池容量计算，直流充电模块选择，ups 不停电电源的选择，通信直流变换器的选择等。关键词： 直流系统、蓄电池组、不停电电源、充电装置AbstractThe substation dc power system is the working power supply of relaying protection, automation, secondary control circuit, switching on or off circuit breaker and emergency lighting equipments in
3、the transformer substation. DC power has internal battery and can guarantee continuous power supply when losing electric state. Dc power uses storage battery to store energy, the structure is simple, reliable and easy to meet for power equipment requirement of reliability. The design includes DC sys
4、tem wiring, determining system voltage，the battery capacity calculation, the DC charging module selection, choice of UPS and communication DC-DC converter.Key words：DC system、batteries、Uninterrupted power supply、charging devices.变电站直流系统分析与设计- 2 -目录Abstract .- 1 -前言 .- 5 -第一章 变电站直流系统功能、重要性论述 .- 6 -1.
5、1 变电站直流系统 .- 6 -1.2 直流电源系统在变电站的重要作用 .- 6 -第二章 直流电源的技术分析 .- 7 -第三章 蓄电池技术分析 .- 9 -3.1 蓄电池的定义与分类 .- 9 -3.2铅酸蓄电池的电气特性 .- 10 -3.3 放电特性 .- 11 -3.3.1 持续放电特性 .- 11 -3.3.2 冲击放电特性 .- 13 -3.4 阀控铅酸蓄电池的充电方式 .- 14 -3.5 蓄电池组数 .- 16 -第四章 直流系统的接线方式 .- 17 -4.1 对直流系统接线方式的基本要求 .- 17 -4.2 直流系统接线方式的分类 .- 17 -4.2.1单母接线 .-
6、 17 -4.2.2 单母分段接线 .- 18 -4.2.3 互联的单母接线 .- 19 -第五章 系统工作电压 .- 21 -第六章 计算并选择蓄电池容量 .- 22 -6.1 直流负荷统计（系统工作电压 220V） .- 22 -6.2阀控铅酸蓄电池的选择 .- 22 -6.3 蓄电池容量的选择 .- 23 -6.4 蓄电池参数选择 .- 26 -6.4.1 容量计算 .- 26 -6.4.2 电压校验 .- 27 -第七章 直流充电模块的选择 .- 29 -7.1高频开关充电模块工作原理 .- 29 -7.2 充电装置的选择 .- 30 -变电站直流系统分析与设计- 3 -7.2.1 充
7、电装置额定电流选择（铅酸蓄电池） .- 30 -7.2.2 充电装置输出电压选择 .- 31 -7.2.3 回路设备选择 .- 32 -7.2.4 充电装置高频开关电源充电模块数量选择 .- 32 -第八章 UPS 不间断电源的选择 .- 34 -8.1 变电站设交流不断电电源的必要性 .- 34 -8.2 对 UPS系统的基本要求 .- 34 -8.3 UPS的配置方式 .- 35 -第九章 通信电源设计 .- 37 -9.1 变电站通信电源 .- 37 -9.2 通信直流变换器的作用 .- 37 -9.3 对通信电源的特殊要求 .- 37 -9.4 DC/DC通信电源技术指标 .- 38
8、-第十章 各自动开关额定容量的选择 .- 39 -10.1 控制、保护、信号回路断路器选择（经常负荷、UPS 等均分两段母线） .- 39 -10.2 直流分电柜电源回路 .- 40 -10.3 充电装置输出回路 .- 40 -10.4 蓄电池组出口回路 .- 41 -10.5 直流母线联络电器（隔离开关） .- 41 -10.6 蓄电池放电回路的断路器 .- 42 -10.7 电气接线图 .- 42 -第十一章 结论 .- 44 -结束语 .- 45 -参考资料 .- 46 -变电站直流系统分析与设计- 4 -前言电是能量的一种表现形式，电力已成为工农业生产不可缺少的动力，并广泛应用到一切生
9、产部门和日常生活方面。电力工业的发展水平和电气化程度已成为衡量一个国家经济发展水平的一个重要标志。电力控制系统必须具备安全可靠的控制电源。由于直流电源独立于交流动力电源系统之外，不受交流电源的影响，具有高度安全可靠、运行维护方便等特点，从而得到广泛的应用。直流系统广泛应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户(如发电厂、变电站、配电站、石化、钢铁、电气化铁路、房地产等)，为信号设备、保护、自动装置、事故照明及断路器分、合闸操作提供直流电源，它也同样广泛的应用于通信部门、计算机房、医院、矿井、宾馆，以及高层建筑的可靠应急电源，用途十分广泛。所以要求电力系统设计对直流电源系统给予高
10、度重视。本文对 110kV 变电站的直流系统进行设计。其负荷统计如下：经常负荷 3kW；事故照明负荷 2kW；通信 DC/DC 转换器 60A；UPS不停电电源 14kW；断路器合闸电流 2A（数量为 2）；断路器分闸电流 2.5A（数量为 3）。变电站直流系统分析与设计- 5 -第一章 变电站直流系统功能、重要性论述1.1 变电站直流系统变电站直流电源系统是所内所有继电保护、自动化以及二次控制回路、断路器分合闸、事故照明等设备工作的电源，直流电源内部有蓄电池，能保证在交流失电状态下不间断连续供电。直流电源使用蓄电池进行储能，结构简单可靠，容易满足设备对电源可靠性要求。1.2 直流电源系统在变电站的重要作用变电所的直流系统是独立的重要操作电源，主要用于开关的控制、继电保护、自动装置、信号装置、监控系统、事故照明等的电源。监视和维护直流设备的完好性对变电站以及整个电力系统的安全可靠运行十分重要。各类变电站直流电源系统必不可少。对于不同电压等级的变电站往往设计不同电压的直流输出，以满足设备运行的需要。在变电站中，直流电源系统应满足各类负荷中双重化配置的要求。在变电站内由
