(1江西省电力设计院 江西南昌 330096;2西南交通大学电气工程学院 四川成都 610031)
摘 要：以国网新一代智能变电站典型设计中规模最大的方案－220-A2-X1方案为实例，统计出该方案无人值班条件下直流负荷，根据直流负荷统计结果使用阶梯计算法计算出所需蓄电池容量，为220kV智能变电站蓄电池的设计选型和后期运行部门蓄电池改造提供依据，提出在蓄电池面积受限的情况下，采用体积更小的400Ah蓄电池也是安全的。
关键词：智能变电站；直流电源系统；负荷统计；容量计算
1 引言[]
自2010年国家电网公司推出220kV智能变电站和无人值班以来，220kV变电站蓄电池的容量一直在增加，从最初的400Ah到目前普遍采用的500Ah。去年西安6.18主变烧损事故给相关部门敲响了警钟，变电站直流系统的可靠性再次成为讨论的热点。那么，在传统变电站向智能变电站过渡和发展的条件下，多大的蓄电池容量是才符合实际需求呢？以国网推出的新一代智能变电站典型设计中规模最大的220-A2-X1方案（220kV变电站典型设计户内GIS方案）为例，统计出实际设备直流负荷，根据电流换算法计算直流蓄电池所需容量，为220kV智能变电站蓄电池的设计选型和后期运行部门蓄电池改造提供依据。
2 220-A2-X1方案的规模
220-A2-X1方案是国网新一代智能变电站典型设计中规模最大的方案，其远期规模如下： 240MVA主变3台，220kV出线6回，110kV出线15回，35kV出线30回，装设20Mvar低压并联电容器6组。电气主接线：220kV远期采用双母线接线，110kV远期采用单母三分段接线，35kV远期采用单母线四分段接线。
3 负荷统计
3.1 经常性负荷
对于智能变电站，经常负荷包括继电保护和自动装置、下放至过程层的智能组件、信号装置、逆变装置以及DC/DC变换装置等。根据《微机线路保护装置通用技术条件GB/15145-2008》、《数字式保护测控装置通用技术条件DL/T1075—2007》对保护装置功耗的要求以及目前主流设备生产厂家的资料，保护装置静态工作功率不大于40W，动作功率不大于50W，测控装置功耗不大于15W。根据《智能变电站合并单元技术规范QGDW 1426—2016》，合并单元工作功率不大于50W，根据目前主流设备生产厂家的资料，智能终端静态工作功率约为35W，动作功率不大于50W。交换机满载功率按不大于30W考虑。其它智能和非智能设备功率按不大于50W考虑，负荷统计如下：监控系统远动主机（2*50W）、录波（5*50W）、GPS（2*50W）、网络分析仪（7*50W）、PMU（1*50W）以及稳控（1*50W）、计量采集器（1*300W）等。
根据《电力工程直流电源系统设计技术规程DL/T5044—2014》中关于直流负荷统计的规定：“装设2组动力和控制合并供电蓄电池组时，每组负荷应按全部控制负荷统计，动力负荷宜平均分配在2组蓄电池上。”全站交流不间断电源和DC/DC变换装置属于动力负荷，所以取一半的容量。
3.2 事故负荷和冲击负荷
根据《电力工程直流设计手册（第二版）》变电工程事故照明容量参考表：“具有3台主变的全户内GIS变电站的事故照明容量参考取4.5kW”。高压断路器跳闸负荷为全站失压恢复供电前事故初期全站断路器跳闸负荷总和，根据《电力工程电气设计手册（电气二次部分）》关于各型断路器操动机构的技术数据和当前工程实际，35kV以上电压等级断路器分合闸电流按照2A/相计算，35kV及以下电压等级断路器分合闸电流按照2A/台计算。高压断路器自投负荷根据《电力工程直流电源系统设计技术规程DL/T5044—2014》，取最多3台断路器同时动作。恢复供电断路器合闸考虑最大1台
断路器合闸的随机负荷。
在上述负荷统计基础上计算出全站直流负荷统计表如表2。
3.3 事故停电时间
本方案为220kV无人值班变电站，全站交流电源事故停电时间根据《电力工程直流电源系统设计
技术规程DL/T5044—2014》取2h。DC/DC变换装置为区域通信设备供电，根据《新一代智能变电站典型设计220kV变电站分册》：“对地理位置偏远的变电站，通讯负荷宜按4h事故放电时间计算”。
4 蓄电池容量的选择
本文使用电流换算法计算蓄电池容量。根据《电力工程直流电源系统设计技术规程DL/T5044—2014》，本方案蓄电池直流母线允许最低电压为87.5%的直流电源系统标称电压，即0.875*220=192.5V，国网典型设计中每组蓄电池取104只，那么单体蓄电池放电终止电压为192.5÷104=1.85V。查《电力工程直流电源系统设计技术规程DL/T5044—2014》表C.3-3得各阶段容量换算系数如表3所示。
第一阶段计算容量：
5 结语
就国网典设目前的几种方案规模来看，全站智能化且无人值班的条件下，蓄电池容量确定为500Ah显然留有很大的裕量。笔者所在地区变电站的规模在可见的蓄电池全寿命周期内远达不到220-A2-X1方案终期规模，蓄电池负载不大，因此蓄电池的日常维护和试验显得尤为重要。另外，对于一些非智能站进行智能化改造要更换蓄电池的工程，在蓄电池面积受限的情况下，采用体积更小的400Ah蓄电池也是安全的。
参考文献:
[1]国家电网公司科技部，国网北京经济技术研究院. 新一代智能变电站典型设计220kV变电站分册 [M]. 中国电力出版社，2015.
[2]DL/T 5044-2014，电力工程直流电源设计技术规程[S]. 中国计划出版社，2014.
[3]白忠敏，刘百震，於崇干．电力工程直流系统设计手册（第二版）［Ｍ］．北京：中国电力出版社，2009.
[4]能源部西北电力设计院. 电力工程电气设计手册(电气二次部分) .［Ｍ］．中国电力出版社，1991.
作者简介：
李映川(1974-)，男（汉族），江西都昌，硕士，高级工程师，从事变电站设计和研究工作。
论文作者:李映川1,陈晨1,童晓阳2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/14
标签：变电站论文; 蓄电池论文; 负荷论文; 智能论文; 断路器论文; 容量论文; 方案论文; 《电力设备》2017年第29期论文;