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(shí)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(shí)間（一般是60/90分鐘）內(nèi)給負(fù)載提供交流應(yīng)急供電。所帶負(fù)載一般為應(yīng)急照明、金屬燈、風(fēng)機(jī)、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(gè)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(shí)給合閘負(fù)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(yuǎn)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(cè)、電池巡檢功能，用來對(duì)直流系統(tǒng)進(jìn)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(jì)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

我們以當(dāng)高壓采用直流保護(hù)和操作時(shí)，配套的直流屏的容量到底如何選擇呢？我看一般設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)，斷路器少的了就32~40AH，多了就50~65AH這個(gè)例題為例來詳細(xì)的介紹一下計(jì)算方式。

1、根據(jù)操作機(jī)構(gòu)選擇

高壓合閘機(jī)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(shí)兩臺(tái)同時(shí)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(fù)荷選擇。

普通雙電源帶兩個(gè)變壓器的系統(tǒng)40AH就可以了，因?yàn)橹绷髌林饕堑归l操作，并且是瞬時(shí)的，容量選的大只是因?yàn)橄到y(tǒng)龐大，如果高壓柜的數(shù)量增加，就65AH。

直流操作電源的負(fù)荷一般來說可分為經(jīng)常負(fù)荷（Izc）、事故負(fù)荷（Isg）和沖擊負(fù)荷（Ihz）。經(jīng)常負(fù)荷主要包括經(jīng)常帶電的繼電器，信號(hào)燈以及其他接入直流系統(tǒng)的用電設(shè)備。事故負(fù)荷是當(dāng)變配電所失去交流電源全所停電時(shí)必須由直流系統(tǒng)供電的負(fù)荷，主要為事故照明負(fù)荷等，沖擊負(fù)荷主要是斷路器合閘時(shí)的短時(shí)（0.1~0.5S）合閘沖擊電流以及此時(shí)直流母線所須承擔(dān)的其他負(fù)荷之和。此上三種負(fù)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(fù)荷一般來說可分為經(jīng)常負(fù)荷（Izc）、事故負(fù)荷（Isg）和沖擊負(fù)荷（Ihz）。經(jīng)常負(fù)荷主要包括經(jīng)常帶電的繼電器，信號(hào)燈以及其他接入直流系統(tǒng)的用電設(shè)備。事故負(fù)荷是當(dāng)變配電所失去交流電源全所停電時(shí)必須由直流系統(tǒng)供電的負(fù)荷，主要為事故照明負(fù)荷等，沖擊負(fù)荷主要是斷路器合閘時(shí)的短時(shí)（0.1~0.5S）合閘沖擊電流以及此時(shí)直流母線所須承擔(dān)的其他負(fù)荷之和。此上三種負(fù)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(shí)負(fù)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(gè)問題沒說清楚，你僅僅說了高壓采用直流保護(hù)和操作，但沒有說是否還有別的直流負(fù)荷種類，直流屏通常說來可以分為動(dòng)力負(fù)荷和控制負(fù)荷。動(dòng)力負(fù)荷包括直流電動(dòng)機(jī)、UPS電源、事故照明、直流變換電源等，控制負(fù)荷包括保護(hù)和自動(dòng)裝置電源、控制操作電源、計(jì)算機(jī)電源以及熱工控制和遠(yuǎn)動(dòng)裝置電源。所以我們要做的工作首先是統(tǒng)計(jì)這兩種負(fù)荷。通常計(jì)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(guó)工程設(shè)計(jì)中通用的計(jì)算法，這種計(jì)算方法對(duì)恒定放電的負(fù)荷計(jì)算簡(jiǎn)單快捷、準(zhǔn)確，一般用于放電時(shí)間為1小時(shí)的放電過程。另一種是電流法在我國(guó)八十年代開始使用，起源于美國(guó)。在給定的事故放電電流I和事故放電時(shí)間t的情況下計(jì)算蓄電池容量時(shí)：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(jì)算，其基本計(jì)算式為：

根據(jù)你提到的情況估計(jì)你使用的場(chǎng)所是在配電所中，這往往考慮的情況較為簡(jiǎn)單，因?yàn)槟愕呢?fù)荷并不復(fù)雜，主要是保護(hù)和自動(dòng)裝置電源、控制操作電源、計(jì)算機(jī)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(jī)構(gòu)1--3A的電流就顯太大了。這時(shí)就必須考慮適當(dāng)放大蓄電池的容量。

直流屏電池容量計(jì)算方法

一、直流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表

二、蓄電池組電池個(gè)數(shù)及終止電壓的確定

（一）蓄電池組電池個(gè)數(shù)的確定

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

取n=103個(gè)

n—蓄電池組電池?cái)?shù)；

Ue—直流系統(tǒng)額定電壓，取Ue=220V；

Ufc—單個(gè)蓄電池的浮充電壓，取Ufc=2.25V/個(gè)。

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

Um=n&TImes；Ujc=103&TImes；2.35=242.05=1.1Ue

Ujc—單個(gè)蓄電池的均充電壓，取Ujc=2.35V/個(gè)。

根據(jù)以上計(jì)算，選擇蓄電池組電池?cái)?shù)為103個(gè)。

（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(gè)

Uy—事故放電末期母線最低允許電壓，取Uy=0.9Ue

Uz—單個(gè)蓄電池的終止電壓

三、容量計(jì)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(fù)荷電流（A）

tsg—事故負(fù)荷持續(xù)時(shí)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(yùn)行時(shí)供給最大瞬時(shí)沖擊負(fù)荷的要求

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

Icj—沖擊電流（A）

Isg—事故負(fù)荷電流（A）

Qe≥0.8&TImes；（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(shí)，其放電容量降低1%，以蓄電池室室溫5℃計(jì)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(jì)算，選擇蓄電池容量為200A.h。

四、充電、浮充電設(shè)備的選擇計(jì)算

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

效率按0.7計(jì)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(fù)荷為：11KVA個(gè)人算法僅供參考

a）按照事故持續(xù)放電容量（1小時(shí)放電率）確定蓄電池容量

QCt≥Kk（Ij+Is）t≈15Ah。

QCt事故持續(xù)時(shí)間為t小時(shí)內(nèi)蓄電池放電容量

Kk可靠系數(shù)（取1.1）

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

Is事故負(fù)荷（主要為事故照明）

t事故持續(xù)時(shí)間（取1小時(shí)）

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

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(shí)最大電流（同時(shí)考慮一臺(tái)斷路器合閘電流和一臺(tái)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29Ah。

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）

Vx2V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(jì)算設(shè)計(jì)建議選用40Ah12V單體閥控鉛酸蓄電池18只。