摘要：本文结合某变电站直流系统改造的实际工程设计，重点介绍了蓄电池、充电装置、电缆及直流断路器的选择及计算，并详细分析了直流断路器选择性配合，可供类似工程参考。
关键词：直流系统；蓄电池；充电装置；直流电缆；直流断路器
直流电源系统是变电站二次设备正常稳定运行提供重要的独立电源，同时也是全站失去交流电源后设备的最后保护，其重要性不言而喻。
本工程对广东电网某220kV变电站直流系统进行改造，需要对该站蓄电池组及直流系统进行设计。该220kV变电站按无人值班变电站设计，根据《电力工程直流电源系统设计技术规程（DL/T5044—2014）》（本文以后简称直流规范）[1]；无人值班变电站，全站交流电源事故停电时间按2小时计算。本站直流用电设备额定电压为220V，为满足前期设备要求，本站直流系统电压采用220V。根据直流规范[1]，220kV变电站应装设两组蓄电池。
该变电站为户外敞开式变电站，终期规模为220kV出线5回，220kV旁路间隔1个，3台主变，110kV出线11回，110kV旁路间隔1个，10kV母线3段。
该变电站直流系统采用2组蓄电池配置2套充电装置单母线分段接线的方式。正常时，一套电源和一组蓄电池接入一段母线，两段母线独立运行。
1.蓄电池参数的选择
1.1 蓄电池个数的选择
蓄电池采用阀控密封铅酸蓄电池（贫液）单体2V，浮充电压取2.23V，按浮充电运行时，直流母线电压为1.05Un选择蓄电池个数：
式中：KK—可靠系数，取1.40；
CC1~ CC4—蓄电池10h放电率各阶段的计算容量；
I1~ I4—各阶段的负荷电流；
KC1—各计算阶段中全部放电时间的容量换算系数；
KC2—各计算阶段中除第1阶梯时间外放电时间的容量换算系数；
KC3—各计算阶段中除第1、2阶梯时间外放电时间的容量换算系数；
KC4—各计算阶段中最后1个阶梯放电时间的容量换算系数；
Cr—随机负荷计算容量；
Ir—随机负荷电流；
KC—初期（1min）冲击负荷的容量换算系数；
Kcr—随机（5s）冲击负荷的容量换算系数；
查直流规范[1]附录C，表C.3-3可得：KC=1.24；第二阶段（放电0~30min），KC1=0.78，KC2=0.80；第三阶段（放电0~60min），KC1=0.54，KC2=0.558，KC3=0.578；第四阶段（放电0~120min），KC1=0.344，KC2=0.347，KC3=0.428，KC4=0.54。
考虑到不同型号的蓄电池差异及负荷统计、计算误差，蓄电池容量应留有适当的裕度，因此本站蓄电池容量选择300Ah。
2.充电装置的选择
充电装置采用高频开关电源，模块电流选用10A。一组蓄电池配置一组高频开关电源模块，模块选择方法如下：
对于铅酸蓄电池基本模块的数量：
保护电器初步选择：
蓄电池出口熔断器F1按5.5I10=165A选择，选用350A型号为NT2-355A；
直流柜至直流终端回路电源断路器S2，暂选用40A微型断路器；
保护柜终端断路器S3，选用6A的B型脱扣器微型断路器。
选择性配合计算网络及电阻图
馈线开关与负荷一对一设计，使得微型断路器S3与S2不需要保护选择性配合。
参考文献：
[1]电力工程直流电源系统设计技术规程（DL/T5044—2014）
[2]北京人民电器厂有限公司GM5-63系统小型直流断路器产品手册
[3]电力工程直流系统设计手册（第二版）
[4]电力工程电缆设计规范（GB50217—2007）
[5]变电站直流电源系统技术规范（Q/CSG1203003—2013）
论文作者:李奕杰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/18
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