金超1 赵雪鹏1
（1、山东济矿民生热能有限公司 济宁 272211）
摘要：依据设计手册，通过计算直流负荷和蓄电池容量，对厂内设备直流功耗进行详尽分析、统计，确定蓄电池容量，对所选设备进行科学性评价分析。
关键词：直流负荷；事故负荷；蓄电池容量计算；直流系统
引言
直流负荷按功能分类，可分为控制负荷和动力负荷；按负荷性质分类，可分为经常负荷、事故负荷和冲击负荷。现按直流负荷性质分类方法，对济矿民生热能有限公司生产用直流负荷进行分析和统计。
1 负荷分析
公司规模介绍
山东济矿民生热能有限公司焦炉煤气综合利用项目为CCPP联合循环发电工艺，采用两台索拉公司提供的2×15MW TITAN 130-20501机组为主机按燃气-蒸汽联合循环工艺实施发电，补燃余热锅炉产生的蒸汽供应1×12MW抽凝式蒸汽轮发电机组。10KV采用三段单母线分段接线型式，发电机采用单元接线型式，#1-#3出线，#1-#3发电机，与三段单母线相对应。二次设备采用综合自动化系统，包括微机保护、测控装置及励磁装置。10 KV真空断路器配置了小电流接地选线装置、同期装置、综合测控装置等一些安全自动装置及公用装置。400 V断路器配置备用自投装置。
负荷统计计算如下：
（1）10KV系统
厂用I段8回，厂用II 段8回，厂用III段11回。
（2）400V系统（只统计需直流电源的开关回路）
汽机段2回，燃机I段2回，燃机II段2回，除尘段2回，输煤段5回。
（3）其他
电气设备间保护控制电源6回、励磁装置3套、直流油泵电动机、事故照明盘等。
1.2 经常负荷
要求直流电源在正常和事故工况下，可靠供电的负荷称为经常负荷。
公司主要的直流经常负荷有电气设备间控制保护装置（保护屏、同期屏、备自投、远动通信）、励磁调节装置、热工装置、10KV段控制电源、400V段控制电源等。
1.3 事故负荷
在厂区交流电源消失后，全厂停电状态下，必须由直流电源供电的负荷称为事故负荷。
公司内事故负荷，主要为事故照明配电盘和直流油泵电动机。在输煤破碎楼、主厂房、燃机房、煤压机房设置事故照明灯，照明负荷合计16790W。直流油泵电动机功率为5.5KW，额定电流30.3A，实际运行时取负荷系数0.9。
厂内其他直流负荷，包括48 V通信、24V电磁阀等其他系统直流电源与本系统是相互独立的，统计直流负荷时不予考虑。
1.4 冲击负荷
冲击负荷主要有事故初期和过程冲击负荷，主要统计事故初期冲击负荷。事故过程中冲击负荷，按一台合闸电流最大的断路器计算，考虑到蓄电池容量的计算中。
10 KV断路器采用弹簧操作机构，其跳、合闸电流大多在1～2.5 A之间（计算时取2 A）。直流油泵电动机启动电流按2倍额定电流计算。
2 负荷统计
2.1 计算依据
《电力工程直流系统设计手册》中列出了微机型控制保护装置负荷参考值：
0.4—6KV厂用回路正常时30W，动作时为50W。
南瑞生产的微机保护、测控装置等的直流功耗，查阅说明书等资料确认计算依据如下：
10KV保护测控装置按运行时15W，动作时为25W计算；
发电机线路保护屏、同期屏、电度表屏、备自投、远动通信按运行时15W，动作时为25W计算；
励磁装置按运行时15W，动作时为25W计算。
2.2 经常负荷统计
经常负荷合计775W，3.52A。
10KV设备：保护装置20台，自动装置6台，事故初期跳闸电流42A。
400V设备：保护装置13台。
电气设备间：保护装置6套，自动装置12套。
2.3 事故负荷统计
事故照明盘负荷（按全部投入计算）
Psm＝16790W，Ism＝76.32A
直流油泵电动机负荷
Pd＝5500W，Id＝30.3×0.9＝27.27A
总事故负荷Pz＝16790＋5500＝22290 W
2.4冲击负荷统计
Pcj＝42×0.85×220＋30.3×2×220＝21186W
Icj＝96.3A
2.5事故放电时间
据相关规定，对于与系统连接的发电厂，事故停电时间取1h。直流润滑油泵，按机组的运行时间确定计算时间，25MW及以下机组取为0.5h。
事故照明不设自投，事故照明灯在维修人员到达现场后开启，但计算仍按1 h计算。
2.6 直流负荷容量统计
事故放电时间0—1min，经常负荷和冲击负荷为主，1.66Ah。
事故放电时间1—30min—60min，经常负荷和事故负荷为主，93.48Ah。
合计95.14Ah。
2.7事故容量统计计算
事故放电容量
C＝（3.52＋76.32）×1.0＋27.27×0.5＋96.3×1/60＝95.08（Ah）
3 蓄电池容量计算
DL/T5044-2004《火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定》对小型供热发电厂直流系统没有严格规定，根据工艺要求可装设两组蓄电池组。所以直流系统主接线采用单母线分段接线，母线电压为220V，蓄电池选择阀控式密封铅酸蓄电池，不带端电池，单体额定电压2V。
3.1 计算原则
按浮充电运行时，直流母线电压为1.05Un来确定电池个数
Nf＝1.05Un/Uf
式中 Un —直流系统额定电压；
Uf —单个电池的浮充电压，取2.23V。
根据直流母线允许的最低电压，并计及蓄电池至直流母线间的电压降，来校验蓄电池的放电终止电压Ud，应满足
Ud≥0.875Un/Nf
3.2 蓄电池个数及终止电压计算
蓄电池个数 Nf＝1.05Un/Uf＝103.587个，取104个。
终止电压 Ud≥0.875×220/104＝1.850V，取1.85V。
3.3 蓄电池容量计算
照搬设计手册或依据常规电厂的经验，通过对厂内直流负载的详细分析和统计，选择额定容量300 Ah的阀控式密封铅酸蓄电池即可满足要求，且留有余度，在发生事故投运时能够有更长放电时间，满足实际生产和检修需要。
结束语--选型审核
综上参数，济矿民生热能有限公司直流系统选用哈尔滨九洲电气股份有限公司的直流电源成套装置，型号GZDW222B7-300AH/100A/220V，参数如下：
该直流电源成套装置在满足公司生产技术要求的同时，也符合相关标准规范。
参考文献：
[1] 白忠敏，於崇干，刘百震. 《电力工程直流系统设计手册》.中国电力出版社，1999.
[2] DL/T5044-2004《火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定》.2004.12
作者简介：
金超（1986-）男 电厂电气专工负责电气的运行、维护及管理工作。
赵雪鹏（1981-）男 电厂电气专工负责电气的运行、维护及管理工作。
论文作者:金超1,赵雪鹏1
论文发表刊物:《电力设备》第02期供稿
论文发表时间:2015/9/21
标签：负荷论文; 事故论文; 装置论文; 蓄电池论文; 母线论文; 系统论文; 容量论文; 《电力设备》第02期供稿论文;