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1、变电站直流电源系统配置技术原则上海市电力公司2008年2月目 录1 总则32 适用范围33 规范性引用文件34 直流电源系统34.1 蓄电池组44.2 充电装置44.3 微机绝缘监察装置54.4 蓄电池检测装置54.5独立电压告警继电器55 直流接线方式55.1 220kV变电站55.2 110kV变电站75.3 35kV变电站76 直流系统馈线直流断路器（熔丝）级差配合86.1 级数原则86.2 级差原则86.3 配合原则96.4 短路电流计算、灵敏度校核97 微机监控单元9附录 上海电网35-220kV变电站直流回路典型配置11为了加强对上海电网变电站直流电源系统的管理，规范直流电源系统的
2、配置管理工作，进一步提高变电站直流电源系统的运行可靠性和稳定性，特制定本技术原则。1 总则1.1 本配置技术原则适用于上海电网所属220kV及以下变电站直流电源系统的配置。1.2 各类配电站的直流电源系统配置可参照此配置技术原则。1.3 本配置技术原则自发文之日起执行，解释权属上海市电力公司。2 适用范围2.1 本技术原则规定了上海电网220kV及以下变电站直流电源系统的应用技术要求和设计准则。2.2 本技术原则适用于上海电网220kV及以下变电站直流电源系统的设计和改造工作。3 规范性引用文件DL/T 637-1997阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件DL/T 724-2000电力系统用蓄电池
3、直流电源装置运行与维护技术规程DL/T 856-2004 电力用直流电源监控装置DL/T 5044-2004电力工程直流系统设计技术规程DL/T 5120-2000小型电力工程直流系统设计规程GB 17478-2004低压直流电源设备的性能特性国家电网公司 直流电源系统技术标准国家电网公司防止电力生产重大事故的二十五项重点要求（国电发【2000】589号）国家电网公司国家电网公司十八项电网重大反事故措施4 直流电源系统直流电源主要由蓄电池组、充电装置、馈线配置三大部分以及保证上述部分安全可靠工作的监测装置组成（微机监控单元、微机绝缘监察装置、蓄电池检测装置等）组成。直流电源辐射到各负载组成直流
4、电源系统，直流电源系统安全、可靠运行涉及电源与负载二个方面，需统筹考虑、合理组织、精心设计、全面维护。4.1 蓄电池组4.1.1 蓄电池组数220kV变电站配置二组蓄电池， 110kV及以下变电站配置一组蓄电池。4.1.2 蓄电池容量蓄电池容量选择应满足全站2小时事故停电的放电容量（配置二组蓄电池站应考虑一组蓄电池放电情况下满足上述要求），应计及事故初期电动机电流和其他冲击负荷电流，应考虑蓄电池组持续放电时间内随机负荷电流的影响，同时，应考虑自动化设备容量和UPS放电容量等因素，并应保证在最严重事故方式下直流母线最低值满足直流负荷的要求等。以下各类变电站的蓄电池容量配置仅供参考。变电站类型每组
5、蓄电池容量选择110V220V220kV中心、中间变电站400Ah300Ah220kV终端站300Ah300Ah110kV变电站200Ah100Ah35kV变电站100Ah60Ah蓄电池宜采用阀控式蓄电池。要求控制220kV变电站的事故照明装置的负载宜不大于3kW。4.2 充电装置4.2.1 220kV变电站的充电装置应配置二组高频开关直流电源装置，每组充电装置的充电模块按N+1方式配置。4.2.2 110kV及以下变电站的充电装置配置一组高频开关直流电源装置，充电装置的充电模块按N+2方式配置。4.2.3降压装置宜由硅链构成，应有防止硅链开路的措施；硅元件的额定电流应满足所在回路最大持续负荷
6、电流的要求，能承受瞬间短路冲击电流和短时过载电流的能力。旁链和降压硅短接回路连接设计应同样满足上述要求。4.3 微机绝缘监察装置每组蓄电池所对应的直流系统应有微机绝缘监测装置对直流系统的接地电阻进行监测。当直流系统发生接地或接地电阻低于定值（可调）时，应发出直流系统接地报警信号。4.4 蓄电池检测装置蓄电池组中的每一瓶单体蓄电池均应有蓄电池电压等参数监测。蓄电池检测装置能对蓄电池回路的开路或短路进行检测以及根据各蓄电池的充放电特性及其端电压的变化率，自动检测出落后电池。并能将信号传至直流系统监控控制中心。蓄电池检测装置同时应具备对每组蓄电池实地温度采样点功能。4.5独立电压告警继电器直流系统每
7、段母线必须具有独立的电压继电器。电压告警继电器完全独立于微机监控单元，其告警输出采用接点方式，独立送到站内自动化监控系统。5 直流接线方式5.1 220kV变电站5.1.1 母线接线方式两组蓄电池和充电装置应分别接于直流、段母线，直流母线接线方式为单母线分段，在两段直流母线之间设置联络断路器，正常运行时断路器处于断开位置。、段直流馈线分屏应独立配置，不得两段直流母线公用一块直流馈线屏。5.1.2 馈线接线方式l 110kV及以上保护和控制回路采用辐射形接线方式；l 35kV母差和自切回路应采用辐射形接线方式；l 35kV其他保护回路可采用小母线接线方式；l 公共回路应采用辐射形接线方式；l 各
8、电压等级GIS内部就地信号可采用小母线接线方式。5.1.3 直流负载分配5.1.3.1 220kV设备直流负载l 220kV线路第一组直流电源（包括第一套线路保护和第一组操作回路）接于直流段母线，第二组直流电源（包括第二套线路保护和第二组操作回路）接于直流段母线。l 220kV母联、分段第一组直流电源(包括解列保护和第一组操作回路)接于直流段母线，第二组直流电源（包括第二组操作回路）接于直流段母线。l 220kV旁路第一组直流电源（包括旁路保护和第一组操作回路)接于直流段母线，第二组直流电源（包括第二组操作回路）接于直流段母线。l 对于220kV主变回路：第一套主变保护、220kV侧断路器第一
9、组操作电源和110kV侧断路器操作电源分别接于直流段母线；第二套主变保护、220kV侧断路器第二组操作电源、35kV断路器操作电源接于直流段母线。l 双套220kV微机母差电源应分别接至直流、段母线，对于单套母差则应根据母线接线方式将各段母差保护均匀分配至直流、段母线。l 3/2接线方式下的开关保护(失灵，重合闸)，应根据站内最终一次接线状况，尽量均匀地分配于两段直流母线上。5.1.3.2 110kV及以下设备直流负载l 110kV系统保护接入直流段母线。l 35kV系统保护接入直流段母线。5.1.3.3 公共回路设备直流负载l 电压切换回路直流电源不得与其他直流负荷并接，其中220kV系统电
10、压切换回路应根据母线接线方式将各段母线电压切换回路均匀分配至直流、段母线。110kV系统电压切换回路接于直流I段母线，35kV系统电压切换回路接于直流段母线；l 单台故障录波仪其直流电源接于直流段母线，双台及以上故障录波仪其直流电源可按一定规律分别接于直流段、段母线；l 保护子站直流电源接于直流段；l 自动化测控装置直流电源均匀分配于直流、段母线，宜采用辐射形接线方式；l GPS主时钟和时钟扩展装置直流电源接直流I段母线；l 信号总电源接直流I段母线；l 交流不间断电源中UPS主机接直流段母线，UPS从机接直流段母线；l 交流不间断电源中逆变接直流段母线；l 其余负荷按负荷容量大小均匀分配在两
11、段直流母线上。5.2 110kV变电站5.2.1 母线接线方式直流母线为单母线接线方式。5.2.2 馈线接线方式110kV回路直流馈线为辐射形接线方式，35kV及10kV回路直流馈线为小母线接线方式。5.2.3 直流负载分配l 110kV设备直流负载的操作和保护电源合在一起，接入直流母线上；l 110kV设备直流负载的信号电源单独接入直流母线上；l 35kV及10kV设备操作保护电源与信号电源应分开构成各自独立的小母线；l 其余回路应按回路重要性考虑是否独立接入直流母线。5.3 35kV变电站5.3.1 母线接线方式直流母线为单母线接线方式。5.3.2 馈线接线方式35kV及10kV回路直流馈
12、线为小母线接线方式。5.3.3 直流负载分配l 35kV设备按进线及主变间隔分别接入直流母线；l 10kV设备按一次接线方式分段接入直流母线；l 操作保护电源与信号电源应分开构成各自独立的小母线；l 其余回路应按回路重要性考虑是否独立接入直流母线。6 直流系统馈线直流断路器（熔丝）级差配合6.1 级数原则6.1.1 直流系统馈线保护采用二三级配合。6.1.2 第一级：最高级保护为蓄电池直流熔丝（此级不使用直流开关为保护元件）。400Ah以下蓄电池组直流熔丝配备按1h放电率电流选择配置，大于400Ah蓄电池组所配熔丝值应不小于实际允许最大短路电流。对下级负荷容量总和及最大冲击性负载进行验证，满足
13、其工作特性的要求。6.1.3 第二级：馈线总屏上各电压等级分屏总开关及主要大负荷（如逆变、UPS等）上的保护元件。此级保护应为直流断路器。6.1.4 第三级：馈线分屏、控制屏、保护屏上的保护元件。此级保护应为直流断路器。对于辐射形接线方式，第三级应为馈线分屏上直流断路器，对于小母线接线方式，第三级则为保护屏、控制屏及GIS等屏柜上直流断路器。6.1.5 对于辐射形接线方式回路，级差配合均应在馈线总屏和分屏内完成。继电保护、通信等设备各屏柜本身自带的的直流断路器仅视作断开点，可不按保护元件定值级差要求考核，但应避免下级脱扣定值高于上级的现象。6.1.6 对于辐射形接线方式回路，在负载侧不允许加装
14、分段闸刀。6.1.7 对于小母线接线方式回路，级差配合均应考虑继电保护、GIS等屏柜上自带的直流断路器的脱扣电流，以确保上下级的配合。6.2 级差原则直流系统中各直流断路器的选择应满足DL/T 5044-2004电力工程直流系统设计技术规程中的要求，上下级直流断路器额定电流之间的电流级差不宜小于4级。6.3 配合原则6.3.1 同一变电站的直流系统三级配合内的直流断路器，应使用同一厂家生产的相同型号或系列的直流断路器。6.3.2 第一级和第二级的配合应满足熔断器熔断曲线NT(熔断时间电流特性) 应在断路器保护曲线ME(脱扣时间电流特性)的上方，且要求交叉点电流IX大于断路器可能通过的最大短路电
15、流IK。6.3.3 杜绝采用上级断路器与下级熔丝保护的配合。以防止由于保护元件动作时间差异造成的越级误动。6.3.4 不得用交流断路器作直流回路短路保护元件。6.3.5 直流分段联络开关使用功能开关或闸刀。6.4 短路电流计算、灵敏度校核6.4.1 变电站直流系统必须按本原则来选择直流熔断器、直流断路器，设计院应在图纸设计阶段对变电站内非辐射形接线方式的各回路进行短路电流计算、灵敏度校核。并在直流系统图册中进行详细说明。相关数据和结论应作为投产验收内容。6.4.2 对于改、扩建工程，亦应在工程设计阶段对扩容后的直流系统进行短路电流计算及灵敏度校核，并对上下级之间的熔断器和断路器级差配合进行校核。并在相关图册中详细说明。6.4.3 对于采用两段式保护特性（过载长延时保护+短
