直流屏的作用

　　直流屏提供直流電DC220V、48V等等，主要的作用是給高低壓開關(guān)設(shè)備提供直流分合閘操作電源，及電力儀器儀表控制電源、臨時照明等作用。應(yīng)急電源提供交流電AC380/220。主要作用是在市電斷電后，短時間（一般是60/90分鐘）內(nèi)給負載提供交流應(yīng)急供電。所帶負載一般為應(yīng)急照明、金屬燈、風(fēng)機、電梯、防火卷簾門等電氣設(shè)備。

　　直流屏的工作原理

　　直流屏兩路市電經(jīng)過交流切換輸入一路交流，給各個充電模塊供電。直流屏充電模塊將輸入三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電，給蓄電池充電，同時給合閘負載供電，另外合閘母線通過降壓裝置給控制母線供電。

　　系統(tǒng)中的各基礎(chǔ)監(jiān)控單元受主監(jiān)控的管理和控制，通過通訊線將各基礎(chǔ)監(jiān)控單元采集的信息送給主監(jiān)控統(tǒng)一管理。主監(jiān)控顯示直流系統(tǒng)各種信息，用戶也可觸摸顯示屏查詢信息及操作，系統(tǒng)信息還可以接入到遠程監(jiān)控系統(tǒng)。

　　直流屏除基礎(chǔ)的交流監(jiān)控、直流監(jiān)控、開關(guān)量監(jiān)控外，還可以配置絕緣監(jiān)測、電池巡檢功能，用來對直流系統(tǒng)進行全面監(jiān)控。

　　常用的直流屏電池容量

　　直流屏電池容量是都是按設(shè)計院選定的，常規(guī)選用直流屏電池容量一般為：

　　1、10KV變電系統(tǒng)：電池容量不得小于40AH

　　2、35KV變電系統(tǒng)：電池容量不得小于65AH

　　3、110KV變電系統(tǒng)：電池容量不得小于100AH

　　4、220KV變電系統(tǒng)：電池容量不得小于200AH

　　直流屏容量怎么確定

　　1、根據(jù)操作機構(gòu)選擇

　　高壓合閘機構(gòu)為CD系列，其合閘電流為120A左右，按電力部標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)滿足瞬時兩臺同時合閘電流即240A，電池容量=240/放電倍率（一般取4）=60AH，所以選大于65AH的。

　　2、根據(jù)自定負荷選擇。

　　普通雙電源帶兩個變壓器的系統(tǒng)40AH就可以了，因為直流屏主要是倒閘操作，并且是瞬時的，容量選的大只是因為系統(tǒng)龐大，如果高壓柜的數(shù)量增加，就65AH。

　　直流操作電源的負荷一般來說可分為經(jīng)常負荷（Izc）、事故負荷（Isg）和沖擊負荷（Ihz）。經(jīng)常負荷主要包括經(jīng)常帶電的繼電器，信號燈以及其他接入直流系統(tǒng)的用電設(shè)備。事故負荷是當(dāng)變配電所失去交流電源全所停電時必須由直流系統(tǒng)供電的負荷，主要為事故照明負荷等，沖擊負荷主要是斷路器合閘時的短時（0.1~0.5S）合閘沖擊電流以及此時直流母線所須承擔(dān)的其他負荷之和。此上三種負荷是選擇直流操作電源容量的重要依據(jù)。據(jù)此可得：

　　直流操作電源的負荷一般來說可分為經(jīng)常負荷（Izc）、事故負荷（Isg）和沖擊負荷（Ihz）。經(jīng)常負荷主要包括經(jīng)常帶電的繼電器，信號燈以及其他接入直流系統(tǒng)的用電設(shè)備。事故負荷是當(dāng)變配電所失去交流電源全所停電時必須由直流系統(tǒng)供電的負荷，主要為事故照明負荷等，沖擊負荷主要是斷路器合閘時的短時（0.1~0.5S）合閘沖擊電流以及此時直流母線所須承擔(dān)的其他負荷之和。此 上三種負荷是選擇直流操作電源容量的重要依據(jù)，據(jù)此可得蓄電池最大瞬時負荷：Imax=Izc+Isg+Ihz則蓄電池容量：C=Imax/C率（AH） C率是蓄電池放電倍率（A）。

　　你提的這個問題沒說清楚，你僅僅說了高壓采用直流保護和操作，但沒有說是否還有別的直流負荷種類，直流屏通常說來可以分為動力負荷和控制負荷。動力負荷包括直流電動機、UPS電源、事故照明、直流變換電源等，控制負荷包括保護和自動裝置電源、控制操作電源、計算機電源以及熱工控制和遠動裝置電源。所以我們要做的工作首先是統(tǒng)計這兩種負荷。通常計算蓄電池有兩種方法，一種是容量法，源于原蘇聯(lián)，是過去我國工程設(shè)計中通用的計算法，這種計算方法對恒定放電的負荷計算簡單快捷、準(zhǔn)確，一般用于放電時間為1小時的放電過程。另一種是電流法在我國八十年代開始使用，起源于美國。在給定的事故放電電流I和事故放電時間t的情況下計算蓄電池容量時：電流法是用放電電流I和電流系數(shù)Kc=I/C10；容量法是用放電容量It=Cs和容量系數(shù)Kcc=Cs/C10計算，其基本計算式為：

　　根據(jù)你提到的情況估計你使用的場所是在配電所中，這往往考慮的情況較為簡單，因為你的負荷并不復(fù)雜，主要是保護和自動裝置電源、控制操作電源、計算機電源和事故照明。通常不存在較大的沖擊性，但有一種情況，就是仍然采用電磁操作系統(tǒng)的高壓斷路器，它的合閘電壓相當(dāng)大，以CD10型為例，它的合閘電流瞬間就高大147A，比起現(xiàn)在通用的彈簧操作機構(gòu)1--3A的電流就顯太大了。這時就必須考慮適當(dāng)放大蓄電池的容量。

　　直流屏電池容量計算方法

　　一、直流負荷統(tǒng)計表

　　二、蓄電池組電池個數(shù)及終止電壓的確定

　　（一）蓄電池組電池個數(shù)的確定

　　1、保證在正常浮充運行時，直流母線電壓不超過直流系統(tǒng)額定電壓的105%：

　　取n=103個

　　n—蓄電池組電池數(shù)；

　　Ue—直流系統(tǒng)額定電壓，取Ue=220V；

　　Ufc—單個蓄電池的浮充電壓，取Ufc=2.25V/個。

　　2、 按均衡充電時，直流母線電壓不超過直流系統(tǒng)額定電壓的110%（220×110%=242V）進行校核：

　　Um=n×Ujc=103×2.35=242.05=1.1Ue

　　Ujc—單個蓄電池的均充電壓，取Ujc=2.35V/個。

　　根據(jù)以上計算，選擇蓄電池組電池數(shù)為103個。

　　（二）終止電壓的確定

　　保證在事故放電末期（各事故放電階段）能夠維持直流母線電壓不低于允許值：

　　取Uz=1.9V/個

　　Uy—事故放電末期母線最低允許電壓，取Uy=0.9Ue

　　Uz—單個蓄電池的終止電壓

　　三、容量計算

　　1、滿足站用電事故全停狀態(tài)下的放電容量

　　Qe—所選蓄電池的額定容量（A.h）

　　Isg—事故負荷電流（A）

　　tsg—事故負荷持續(xù)時間（h）

　　Kq —放電容量比，取Kq =0.34

　　Kk —可靠系數(shù)，取Kk =0.8

　　2、滿足在事故運行時供給最大瞬時沖擊負荷的要求

　　Icj.max—所選蓄電池允許的最大沖擊負荷，一般取Icj.max=1.25Qe

　　Icj— 沖擊電流（A）

　　Isg—事故負荷電流（A）

　　Qe≥ 0.8×（Isg+Icj）=0.8×（19.54+155）=140A.h

　　3、考慮到冬季環(huán)境因素，蓄電池標(biāo)稱容量是在25℃為基準(zhǔn)的，溫度每降低1℃時，其放電容量降低1%，以蓄電池室室溫5℃計算，容量要降低20%，所以要考慮溫度系數(shù)。

　　Qe’=Qe/0.8=140/0.8=174A.h

　　根據(jù)以上計算，選擇蓄電池容量為200A.h。

　　四、充電、浮充電設(shè)備的選擇計算

　　充電、浮充電裝置采用多個高頻開關(guān)整流模塊并聯(lián)，N＋1備份，即在N個模塊滿足蓄電池的充電電流（0.15C10）加上經(jīng)常負荷電流的條件下，選用N+1個模塊。

　　I=0.15C10+Ijc=0.15x200+5 =35

　　選擇整流模塊的額定輸出電流為20A，則可確定N=2，即總共選用3個高頻開關(guān)整流模塊。

　　整流模塊的額定輸出電壓：180~260（V）

　　五、 需要一次提供的交流負荷計算

　　效率按0.7 計算，則：

　　Se.j=Ie.c×U/0.7=35×220/0.7=11000（VA）

　　取Se=11KVA

　　一次需提供的交流負荷為：11KVA個人算法僅供參考

　　a）按照事故持續(xù)放電容量（1小時放電率）確定蓄電池容量

　　QCt≥Kk（Ij+Is）t≈15Ah。

　　QCt事故持續(xù)時間為t小時內(nèi)蓄電池放電容量

　　Kk可靠系數(shù)（取1.1）

　　Ij經(jīng)常負荷（繼電器常閉節(jié)點、信號燈等經(jīng)常接入直流系統(tǒng)的用電設(shè)備）

　　Is事故負荷（主要為事故照明）

　　t事故持續(xù)時間（取1小時）

　　折算為標(biāo)準(zhǔn)蓄電池10小時放電率：QC10=QC1/0.55≈28 Ah

　　b）按照直流最大電流確定蓄電池容量

　　Imax＝Ij+Is+Ih+If＝17.28A

　　Imax直流系統(tǒng)瞬時最大電流（同時考慮一臺斷路器合閘電流和一臺斷路器分閘電流）

　　查蓄電池廠家技術(shù)表中蓄電池最大放電電流（≤5s）確定蓄電池容量約為29 Ah。

　　c）確定蓄電池只數(shù)

　　n＝0.85Ve/Vx＝0.85×220/1.8≈104只

　　n蓄電池只數(shù)

　　Ve 直流系統(tǒng)額定電壓（取220V）

　　Vx 2V蓄電池放電終止電壓（取1.8V）

　　折算為12V蓄電池為18只。

　　根據(jù)以上計算設(shè)計建議選用40Ah 12V單體閥控鉛酸蓄電池18只。