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自備電源及不間斷電源系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)
2017-10-23 閱讀(194)
交流不間斷電源系統(tǒng)為變電站自動化系統(tǒng)、火災(zāi)報警裝置等重要負(fù)荷提供高質(zhì)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(guān)鍵電源設(shè)備。本文結(jié)合工程實際，分析變電站交流不間斷電源系統(tǒng)的設(shè)計方法和應(yīng)用中需要注意的一些問題。
一、自備應(yīng)急柴油發(fā)電機組
為了保證一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷用電，或中斷供電將會造成重大損失時，應(yīng)設(shè)置自備應(yīng)急柴油發(fā)電機組。
1.機房
自備應(yīng)急柴油發(fā)電機組的機房應(yīng)包括發(fā)電機房、控制及配電室、燃油準(zhǔn)備及處理間等。
機房應(yīng)設(shè)置在靠近一級負(fù)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(yīng)避開主要出口通道。
2.容量
發(fā)電機組的容量與臺數(shù)應(yīng)根據(jù)應(yīng)急負(fù)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(shè)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(shè)計時可根據(jù)一級負(fù)荷、消防負(fù)荷以及某些重要的二級負(fù)荷容量，按穩(wěn)定負(fù)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(dāng)選用多臺機組時，應(yīng)選擇型號、規(guī)格和特性相同的成套設(shè)備，所用燃油性質(zhì)應(yīng)一致。
一般應(yīng)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(yīng)裝設(shè)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(shè)備布置
自備應(yīng)急柴油發(fā)電機組機房設(shè)備布置應(yīng)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(yīng)直接接地；(2)當(dāng)有兩臺機組并列運行時，在任何情況下至少應(yīng)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(guān)與接地線連接；(3)中性線刀開關(guān)可根據(jù)發(fā)電機允許的不對稱負(fù)荷電流及中性線上可能出現(xiàn)的負(fù)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(shè)中性線電抗器這種方法時，應(yīng)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(hù)和控制
(1)柴油發(fā)電機組應(yīng)設(shè)短路、過載、接地故障及過、欠電壓保護(hù)裝置；(2)當(dāng)兩臺機組并列運行且無人經(jīng)常值班時，應(yīng)設(shè)逆功率保護(hù)；(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(yán)禁與電力系統(tǒng)電源并網(wǎng)運行，應(yīng)設(shè)置防止誤并網(wǎng)的可靠連鎖，包括雙電源互投開關(guān)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(yīng)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(yīng)設(shè)必要的聯(lián)絡(luò)信號；也可裝設(shè)自期待裝置；(6)機組的控制室集中控制除應(yīng)滿足機旁控制的要求外，還應(yīng)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(yīng)單獨設(shè)置蓄電池組作為控制電源，并設(shè)整流充電設(shè)備。
二、不間斷電源
1.不間斷電源設(shè)備的選擇
(1)不間斷電源設(shè)備輸出功率，應(yīng)按下列條件選擇：1)不間斷電源設(shè)備對電子計算機供電時，其輸出功率應(yīng)大于電子計算機各設(shè)備額定功率總和的1.5倍；對其他用電設(shè)備供電時，為zui大計算負(fù)荷的1.3倍；2)負(fù)荷的zui大沖擊電流不應(yīng)大于不間斷電源設(shè)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(yīng)大于或等于逆變器需要容量與蓄電池直供的應(yīng)急負(fù)荷之和。
(3)不間斷電源的過壓保護(hù)除應(yīng)符合GD/T 3886.1—2001《半導(dǎo)體電力變流器》關(guān)于過電壓保護(hù)的規(guī)定外，對沒有輸出電壓穩(wěn)定措施的不間斷電源，應(yīng)有輸出過電壓的防護(hù)措施，以使負(fù)荷免受輸出過電壓的損害。
(4)不間斷電源的過電流保護(hù)應(yīng)能保證在負(fù)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(shè)備用的不間斷電源開關(guān)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(guān)。
(6)不間斷電源正常運行時所產(chǎn)牛的噪聲，不應(yīng)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(yīng)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(dāng)備用電源為柴油發(fā)電機組時其機組不應(yīng)做旁路電源；(2)當(dāng)不間斷電源設(shè)備交流輸入側(cè)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(fù)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(yīng)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(shè)備按照操作順序進(jìn)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(dāng)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(shè)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(fù)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(yīng)進(jìn)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(yù)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(yīng)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(guān)閉、鎖定、高溫等報警信號；5)靜態(tài)開關(guān)狀態(tài)(市電正常、市電帶載、逆變器帶載)靜態(tài)開關(guān)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(shè)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(yīng)對其進(jìn)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(gòu)成的無源濾波器進(jìn)行吸收或補償。
