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自備電源及不間斷電源系統(tǒng)設計的技術
2017-10-23 閱讀(201)
交流不間斷電源系統(tǒng)為變電站自動化系統(tǒng)、火災報警裝置等重要負荷提供高質量、穩(wěn)定可靠的不間斷電源，是電網(wǎng)調(diào)度自動化和變電站監(jiān)控系統(tǒng)的關鍵電源設備。本文結合工程實際，分析變電站交流不間斷電源系統(tǒng)的設計方法和應用中需要注意的一些問題。
一、自備應急柴油發(fā)電機組
為了保證一級負荷中特別重要的負荷用電，或中斷供電將會造成重大損失時，應設置自備應急柴油發(fā)電機組。
1.機房
自備應急柴油發(fā)電機組的機房應包括發(fā)電機房、控制及配電室、燃油準備及處理間等。
機房應設置在靠近一級負荷或變電站的地方，可布置在坡屋、裙房的首層或附屬建筑內(nèi)，也可位于地下層，但應避開主要出口通道。
2.容量
發(fā)電機組的容量與臺數(shù)應根據(jù)應急負荷大小、投入順序以及單臺電動機zui大啟動容量等因素綜合考慮確定。機組總臺數(shù)不宜超過兩臺。初步設計時可按變壓器容量的10%一20%估算柴油發(fā)電機組的容量。施工設計時可根據(jù)一級負荷、消防負荷以及某些重要的二級負荷容量，按穩(wěn)定負荷、zui大單臺電動機或成組電動機啟動容量以及電動機啟動時母線允許的電壓降來計算發(fā)電機的容量。
3.選型
當選用多臺機組時，應選擇型號、規(guī)格和特性相同的成套設備，所用燃油性質應一致。
一般應選用高速柴油發(fā)電機組和無刷型自動勵磁裝置，選用的機組應裝設快速自動啟動及電源自動切換裝置及連續(xù)三次自動啟動功能。
4.機房設備布置
自備應急柴油發(fā)電機組機房設備布置應符合機組運行工藝要求，力求緊湊、經(jīng)濟合理、保證安全及便于維修。
5.發(fā)電機的中性點接地
(1)單臺機組的發(fā)電機中性點應直接接地；(2)當有兩臺機組并列運行時，在任何情況下至少應保持一臺發(fā)電機中性點接地。發(fā)電機中性點經(jīng)電抗器與中性線連接，也可采用中性線經(jīng)刀開關與接地線連接；(3)中性線刀開關可根據(jù)發(fā)電機允許的不對稱負荷電流及中性線上可能出現(xiàn)的負荷電流選擇。在各相電流均不超過額定位的情況下，發(fā)電機允許各相電流之差不超過額定值的20%；(4)采用裝設中性線電抗器這種方法時，應考慮既能使中性線諧波電流限制在允許范圍內(nèi)，又能保證中性點電壓偏移不太大。電抗器的額定電流可按發(fā)電機額定電流的25%選擇，阻抗值按通過額定電流時端電壓小于10v選擇。
6.柴油發(fā)電機組的保護和控制
(1)柴油發(fā)電機組應設短路、過載、接地故障及過、欠電壓保護裝置；(2)當兩臺機組并列運行且無人經(jīng)常值班時，應設逆功率保護；(3)機組控制方式有機旁控制、控制室集中控制和自動控制三種?？刂葡到y(tǒng)按功能可分為起停裝置、并車裝置、額載調(diào)書裝置、總體邏輯控制、事故處理和報警裝置、附有系統(tǒng)控制裝置及電源控制裝置等。具體配置按機組自動化等級確定；(4)柴油發(fā)電機組嚴禁與電力系統(tǒng)電源并網(wǎng)運行，應設置防止誤并網(wǎng)的可靠連鎖，包括雙電源互投開關的機械、電氣連鎖和供配電監(jiān)控管理系統(tǒng)的軟管理；(5)機組的機旁控制應滿足機旁人工啟動、調(diào)速、停機的要求；機房與值班室(或消防控制室)間應設必要的聯(lián)絡信號；也可裝設自期待裝置；(6)機組的控制室集中控制除應滿足機旁控制的要求外，還應能在控制室或配電室控制或監(jiān)視以下全部或部分功能，同時應單獨設置蓄電池組作為控制電源，并設整流充電設備。
二、不間斷電源
1.不間斷電源設備的選擇
(1)不間斷電源設備輸出功率，應按下列條件選擇：1)不間斷電源設備對電子計算機供電時，其輸出功率應大于電子計算機各設備額定功率總和的1.5倍；對其他用電設備供電時，為zui大計算負荷的1.3倍；2)負荷的zui大沖擊電流不應大于不間斷電源設備的額定電流的150%。
(2)不間斷電源裝置配套的整流器容量，應大于或等于逆變器需要容量與蓄電池直供的應急負荷之和。
(3)不間斷電源的過壓保護除應符合GD/T 3886.1—2001《半導體電力變流器》關于過電壓保護的規(guī)定外，對沒有輸出電壓穩(wěn)定措施的不間斷電源，應有輸出過電壓的防護措施，以使負荷免受輸出過電壓的損害。
(4)不間斷電源的過電流保護應能保證在負荷發(fā)生短路或電流超過允許的極*及時動作，使其免受浪涌電流的損傷。
(5)不間斷電源設備用的不間斷電源開關類型的選擇，可根據(jù)供電連續(xù)性的要求，選用機械式、電子式自動的和手動的開關。
(6)不間斷電源正常運行時所產(chǎn)牛的噪聲，不應超過80dB，對于額定輸出電流在及以下的小型不間斷電源，不應超過85dB。
2.不間斷電源系統(tǒng)的交流電源
(1)不間斷電源系統(tǒng)宜采用兩路電源供電。當備用電源為柴油發(fā)電機組時其機組不應做旁路電源；(2)當不間斷電源設備交流輸入側電壓多不能滿足要求時，宜采用有載調(diào)壓變壓器或其他調(diào)壓措施；(3)不間斷電源系統(tǒng)的交流電源不宜與其他沖擊性負荷出同一的變壓器及母線段供電；(4)不間斷電源系統(tǒng)的輸入、輸出回路宜采用電纜。
3.蓄電池
(1)蓄電池組容量應根據(jù)停電后由其維持供電時間長短的要求選定。不間斷電源系統(tǒng)用的蓄電池需在常溫下能瞬時啟動，宜選用堿性或酸性蓄電池；(2)蓄電池的額定放電時間宜按下列條件確定：
1)不間斷電源系統(tǒng)在交流輸入發(fā)牛故障后，為保證用電設備按照操作順序進行停機時，其蓄電池的額定放電時間可按停機所需zui長時間來確定，一般可取8—15m2)當有備用電源時，不間斷電源系統(tǒng)在交流輸入發(fā)生故障后，為保證用電設備供電連續(xù)性，并等待備用電源投入，其蓄電池額定放電時間的確定，一般可取10一30mm；2)如有特殊要求，其蓄電池額定放電時間可根據(jù)負荷特性來確定。
4.對不間斷電源的監(jiān)測及諧波污染的治理
(1)對不間斷電源的下列運行狀況、參數(shù)及報警信號應進行實時監(jiān)測：
1)逆變器工作電壓、電流及過載、過流、過壓、過溫等報管信號；2)電池電壓、電流、浮充、均充以及預告警、故障等信號；3)對于容量較大、可靠性要求高的不間斷電源的電池還應實時監(jiān)測每塊單體電池的內(nèi)阻，以及時發(fā)現(xiàn)電池是否失效或即將失效；4)整流器工作以及關閉、鎖定、高溫等報警信號；5)靜態(tài)開關狀態(tài)(市電正常、市電帶載、逆變器帶載)靜態(tài)開關鎖定等報警信號；6)維修旁路斷路器狀態(tài)信號等。
(2)不間斷電源的整流及逆變設備都會產(chǎn)生高次諧波，對電源造成諧波污染。誰污染誰治理的原則，應對其進行治理。鑒于不間斷電源的諧波次數(shù)及含量相對固定，可采用由LC諧振回路構成的無源濾波器進行吸收或補償。
