直流屏技术条件重点讲义.docx

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直流屏技术条件重点讲义

直流屏技术协议

1.直流屏标准和规范

本系统中直流屏的制造、检验、包装和运输应符合中国国家标准（GB）、电力行业标准及国际电工委员会标准（IEC）。

这些标准、规范均应是最新有效版本。

标准行业JB/T5777.4-2000电力系统直流屏电源设备通用技术条件及安全要求。

国标GB/T19826-2005电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求。

2基本技术参数

2.1输入额定电压及频率

三相电压：

380V±10％、50Hz±2％，实际输入304V～456V也能工作。

2.2输出直流额定电压

220V，可输出在190V到300V之间。

2.3充电装置输出直流额定电流

30A，过载能力1.05倍。

2.4电池额定容量

100Ah。

2.5设备负载等级

负载等级为一级（即连续输出额定电流）。

2.6稳流精度

在交流输入电压为额定电压±10％时，输出电流整定为20％～100％额定值，充电电压在规定的电压变化范围内，充电装置的稳流精度应符合±1.0%。

2.7稳压精度

在交流输入电压为额定电压±10％时，负载电流在0～100％额定值下，备类型充电装置在不同运行方式下所规定的电压调节范围内其输出电压的稳压精度应符合±0.5%。

2.8纹波系数

在稳压状态下，输入电压为额定电压及额定电压±10%，负载电流在0~100％额定值范围内变化时，当充电装置的负载为纯电阻负载时，其输出电压交流分量有效值与直流输出电压的平均值之比不应超过±1%。

3产品外形尺寸

柜体外形尺寸（柜体外形尺寸是指柜体框架尺寸）（不包含眉头高度60mm）。

2200mm×800mm×600mm（高×宽×深）。

3.1结构应选用能承受产品机械、电和热应力的材料制成，保证机械强度。

面板上较大的开孔或连续开孔应有补强措施，大型操作元件的安装应有加强措施。

3.2直流电源设备中屏、柜式的产品结构外形尺寸公差应符合下列规定：

高度为500mm～1600mm时，±1.5mm；

高度为1600mm～2200mm时，±2.0mm；

高度大于2200mm时，±2.5mm；

宽度尺寸公差为0–2.0mm；

深度尺寸公差为±1.5mm；

台的尺寸公差暂不作规定。

3.3屏的形状公差应符合下列规定：

3.4面板的平面度公差为：

1000：

3mm。

3.5垂直度公差应符合下列规定：

前后方向为：

1000：

3mm，但不大于6mm；

左右方向为：

1000：

3mm，但不大于3mm。

3.6面板开孔的位置度公差为1.5mm，孔的尺寸公差应满足元器件的安装要求。

3.7直流电源设备结构应考虑如下基本措施：

a）地脚安装孔与拼屏孔；

b）便于产品运输的起吊设施；

c）安全接地设施并确保保护电路的连续性，接地连接处应有防锈、防污染的措施，接地处应有明显的标记。

3.8其它要求

3.8.1结构组装后应整洁、美观，备焊口应无裂纹、烧穿、咬边、气孔、夹渣等缺陷，并应及时清除焊渣。

3.8.2紧固联接应牢固、可靠，所有紧固件均应具有防腐蚀镀层或涂层.紧固联接必须采取防松措施，对于既作连接，又作导电用的零件（构成保护电路的连接件除外），必须采用钢质材料。

3.8.3结构备结合处及门的缝隙应匀称，门的开启、关闭应灵活自如，锁紧可靠。

门的开启角度应不小于90°，如用户提出要求应加装限位机构。

3.8.4直流电源设备结构在根据用户需要加装照明时，应使灯泡能安全更换。

而不中断设备的正常运行。

3.8.5屏、柜或台的翻起角度应不小于45°，翻板翻起后应有定位机构，以便进行维护检修，翻板结构设计应考虑尽量缩小元件的安装禁区。

3.8.6对电流、电压测量回路，应具有在工作情况下互换和检验的设施（如试验接线座或试验端子）。

3.9蓄电池屏（柜）

屏或柜中使用的蓄电池组可以单独安放于一个或几个屏（柜）内，也可放置于直流馈线屏（柜）的下部，采用阶梯式、堆积式等布置方式，蓄电池组亦可外放于其它室内成架式排列，蓄电池之间距离不小于2mm，无论采用何种方式都应保证蓄电池组的绝缘性能，对需要观察液面的蓄电池应便于观察液面、维护与检修。

3.10表面涂复层与系统模拟图要求

3.10.1直流电源设备所有应涂复的表面在涂复前应进行处理。

表面涂复层的颜色应符合用户要求（用户可提供色标）或有关标准的规定。

3.10.2涂复层应有良好的附着力，应均匀、光洁，不允许有流挂、缩边、缩孔等缺陷。

表面不应眩光，以免影响监控效果。

3.10.3系统模拟图应根据运行电压等级，按表1规定的颜色标示，颜色所对应的色标，由制造厂或制造厂与用户之间协商确定。

表1系统模拟图电压色标的规定

序号

电压种类与等级kV

颜色

编号

1

直流电压

棕

YR05

2

交流电压

0.10

淡灰

B03

3

0.23

深灰

B01

4

（0.40）

赫黄

YR02

注：

括号内电压等级为非标准电压值。

3.10.4屏（柜）式的直流电源设备上模拟母线的宽度为12mm，纵向分支模拟线宽度为8mm，备模拟图形线条宽度为8mm。

台上模拟母线及分支模拟线的宽度原则上与屏相同，但元件较密集的台，也允许模拟母线宽度为8mm，纵向分支模拟线宽度为6mm，备模拟图形线条宽度为6mm。

如有特殊要求，由用户与制造厂协商确定。

3.10.5模拟线应附着牢靠、不易破损、颜色均匀、布置匀称美观，模拟图形的绘制应符合有关国家标准的规定。

直流电源设备中相邻两屏（柜、台）的同一模拟母线高度应一致，直流电源设备中同等功能的模拟线及模拟图形线条宽度和颜色应一致。

3.11元件安装要求

3.11.1直流电源设备安装的元件应具有产品合格证或证明质量合格的文件，已颁发产品生产许可证的元件，还应提供相应的证明或标志，并按照制造厂的说明书进行安装.不得选用已淘汰的、落后的和能耗高的元件。

3.11.2在强电系统中选用的弱电元件应加双重绝缘保护措施。

3.11.3显示元件及按钮的颜色应根据其用途按有关国家标准的规定选用。

3.11.4直流电源设备面板距地面250mm范围内一般不布置元件。

3.11.5安装在直流电源设备后的元件及端子排应不妨碍其它元件的维修。

屏后元件应排列整齐、层次分明。

3.11.6对长期带电发热的元件，其温升应符合自身的技术标准，安装位置应靠上方，按其功率大小与门周围元件及导线柬应保持有不小于20mm的间隙距离，以确保周围元件及导线束不受影响。

3.11.7电气元件、小母线座、汇流排或端子排均应有符合设计图样规定的文字符号（或编号、标记）、标志，并应清晰、耐久、易于观察。

3.12　小母线、汇流排、主电路导线相序及颜色应符合表3规定。

表2　　　　小母线、汇流排、主电路导线相序及颜色

组别

符号

涂漆颜色或色标　　（或绝缘导线颜色）

母线安装相互位置

垂直布置

前后布置

水平布置

Ａ相

U

黄

上

后

左

Ｂ相

V

绿

中

中

中

Ｃ相

W

红

下

前

右

正极

L+

棕

上

后

左

负极

L-

蓝

下

前

右

中性极

N

淡蓝

最下

最前

最右

安全用接地线

保护接地PE

黄绿双色

─

─

─

E

注：

安装位置按屏、柜的正视方向。

正、负母线安装时，其间距不宜小于60mm。

3.13绝缘导线的敷设和连接

3.13.1导线的排列应横平竖直、布置合理、整齐美观，推荐采用行线槽的配线方法，行线槽应符合有关标准的规定。

采用行线槽配线时，行线槽的配置应合理、固定可靠，线槽盖启闭性好。

3.13.2捆扎导线的夹具应结实可靠，不应损伤导线的外绝缘。

禁止用尼龙线等易破坏绝缘的材料捆扎线束。

对于标称截面积为1.5mm2的导线束，导线数量一般不应超过30根。

直流电源设备内应安装用于固定线束的支架或线束。

3.13.3导线与元件端子或端子排的连接，6mm2及以下截面导线推荐采用BVR软线，并应采用冷压接端头；10mm2及以上截面导线可用多股硬线，其端头由冷压钳或油压机压接。

冷压连接要求牢靠、接触良好，铜、铝导线的连接必须采用铜铝过渡接头。

导线接线端应加识别标记，导线标记应符合有关标准的规定。

采用单股线行线时，导线接线端应制作缓冲环，以免在振动、冲击下断线。

硬母线的敷设，应符合有关标准的规定。

3.13.4在可运动的地方布线，如跨越门或翻扳的连接导线，必须采用多般铜芯绝缘软导线，要留有一定的长度裕量，并采用缠绕带等子以保护，以不致产主任何机械损伤。

同时，还应有采取固定线束的措施。

3.13.5连接导线中间不允许有接头。

每一个端子不允许连接两根以上的导线，并应采取措施确保连接可

靠。

3.13.6导线束不能紧贴金属结构敷设。

穿越金属构件时，应有保护导线绝缘不受损伤的措施。

3.13.7导线不允许承受减少其正常使用寿命的应力。

3.13.8端子排距屏（柜）的后端距离一般不小于160mm。

同一侧需安装两排端子时，其间隔距离应不小于100mm，靠后的端子排与屏（柜）的后端距离应不小于75mm，以便电缆敷设。

3.13.9接地母线的位置、宽度及离地面距离等要求，根据需要由用户和制造厂商定。

4.高频开关充电装置

4.1功能要求

a）充电装置应具有初充电、浮充电、均衡充电等功能；

b）充电装置应具有运行方式自动切换的功能；

c）应具有过流、过压等保护功能；

d）根据需要可具有“四遥”功能或通信接口。

4.2充电特性

充电装置的充电特性满足铅酸蓄电池的种类和制造厂的规定（如下图）。

铅酸蓄电池充电曲线

4.3限压特性和限流特性

a）限压特性：

l）限压整定范围：

可在额定电压的105％～145％范围内选择；

2）充电装置在稳流状态下运行时，当输出直流电压超过限压整定值时，装置应能自动限制其输出电压。

b）限流特性：

l）限流的整定范围为额定输出电流的50％～110％；

2）充电装置在稳压状态下运行（包括浮充电和均衡充电状态），当负载电流超过限流整定值时，装置应能自动限制输出电流。

4.4稳定电压调节范围

a）浮充电状态下电压调节范围：

额定电压的90％～130％；

b）均衡充电状态下电压调节范围：

额定电压的90％～130％。

4.5效率

充电装置的效率>95%。

4.6高频开关电源的特殊要求

4.6.1高频开关电源充电装置的配置要求

在一组蓄电池配置一组开关电源时，一般可按表3的规定进行配置。

表3高频开关电源的模块配置

N

≤5

>5

配置

N+1

N+2

注：

N─根据负荷和蓄电池充电要求确定一组高频开关电源的工作模块数量。

4.7均流要求

多台同型号高频开关电源模块并机工作时，各模块应能按比例均分负载，其均流的不平衡度不允许超过±3%。

4.8输入功率因数应>0.93。

5阀控式密封铅酸蓄电池技术要求：

蓄电池充电至满容量，按0.1C10A放电10h，单体电池电压为2V的蓄电池不得低于1.8V；单体电池电压为6V的蓄电池不得低于5.4V；单体电池电压为12V的蓄电池不得低于10.8V。

5.1事故放电能力

当直流电源设备使用在变电所且开关为电磁操动机构时，蓄电池组需要进行此项试验。

1）事故放电电流的确定

铅酸蓄电池的事故放电能力试验的冲击电流应根据蓄电池放电状态、放电的终止电压和蓄电池组的个数来选择，其事故放电冲击电流系数由表4来确定。

表4冲击电流系数的选择

电池种类

系统额定电压V

单体式组件电池电压V

蓄电池

个数

开路

（0状态）

0.1C10

放电1h后

0.2C10

放电1h后

0.3C10

放电1h后

87.5%

90%

87.5%

90%

87.5%

90%

87.5%

90%

阀控式铅酸蓄电池

220

2

103

1.20

0.90

1.15

0.85

1.05

0.72

0.94

0.62

104

1.30

1.00

1.20

0.95

1.10

0.85

1.00

0.75

6

34

1.94

1.79

1.80

1.28

1.60

1.18

1.45

1.10

35

2.60

1.92

2.25

1.80

2.10

1.60

1.90

1.45

12

17

1.94

1.79

1.80

1.28

1.60

1.18

1.45

1.10

18

3.00

2.27

2.15

1.70

1.95

1.50

1.80

1.35

108

0.83

0.69

0.70

0.52

0.51

0.35

0.31

0.18

注：

1一般情况母线最低允许电压取87.5%Un，当有特殊要求时，取90%Un。

20状态放电为100%满容量的事故电流放电。

2）铅酸蓄电池一般取0.1C10A放电lh后，进行事故电流放电试验。

试验进行10次，每次历时500ms，每两次间隔时间为2s。

6直流电源设备的功能要求

6.1绝缘监察要求

6.1.1绝缘监察水平

产品的绝缘监察装置绝缘监察水平应满足表5的规定。

表5绝缘水平的整定值

输出电压V

集成电路型绝缘监察装置kΩ

微机型绝缘监察装置kΩ

220

20

100

110

15

50

48

─

25

24

─

14

6.1.2绝缘监察信号

当产品直流系统发生接地故障或绝缘水平下降到表9规定值时，产品应发出声或光报警，并能够查询接地电阻值。

当用户需要时，应能查询是哪一支路发生接地故障。

6.2电压监察要求

当产品的母线电压超过表6时，满足以下要求：

a）产品的电压监察应可靠动作；

b）产品应发出声或光报警，并具有数字直读功能。

表6电压告警范围

额定电压

低于V

超过V

直流电压

220V

198

242

6.3闪光报警要求

当用户需要时，产品可设置完善的闪光信号装置和相应的试验按钮。

6.4故障报警要求

当交流电源失压（包括断相）或充电装置故障时，产品应能可靠发出报警信号。

6.5电池温度监测

产品工作时应能测量电池的环境温度。

6.6根据需要的其它功能

6.6.1遥信功能

直流电源设备应能发出欠电压、过电压、系统接地、交流电源电压的缺相和中断、直流电源设备中主要组成部分的工作状态及故障状态的信号，通过遥信接口传输到监控系统。

6.6.2遥测功能

监控系统应能通过遥测接口，测量到直流电源设备运行时的交流输入电压，母线的电压和电流，直流电源设备中备组成部分的电压、电流及系统的绝缘电阻。

6.6.3遥控功能

监控系统应能通过遥控接口，控制直流电源设备的开机、停机，充电装置的切换和所需的运行状态。

6.6.4遥调功能

监控系统应能通过遥控接口，调整直流电源设备的浮充电压、均充电压和电池充电限流值，充电装置的切换和所需的运行状态。

6.6.5通信规约

微机型的直流电源设备应具备满足用户要求的通信规约,如CDT、modbus规约等。

6.6.6母线电压连续

充电装置在正常运行方式和故障状态下，母线电压不允许出现中断现象。

6.7直流电源设备充电运行过程特性

直流电源设备充放电特性曲线参照下图所示。

直流电源设备充放电特性示意图

充放电时间参数充放电时间参数见表7。

表7不同放电容量定电流一定电压两阶段充电参数

放电容量

%

定电流充电电流C10

A

定电流充电时间h

定电压充电时间h

充足电时间h

2.30V/个

2.35V/个

2.30V/个

2.35V/个

2.30V/个

2.35V/个

20

0.1

0.9

1.5

11.1

10.5

12

12

0.125

0.6

1.0

9.4

9

10

10

50

0.1

3.5

3.8

15.0

14.2

18.5

18

0.125

2.6

2.8

14.0

13.2

16.6

16

80

0.1

6.2

6.3

16.5

15.7

22.7

22

0.125

4.4

6.5

16.6

15.5

21

20

100

0.1

7.9

8

20.1

18

28

26

0.125

5.8

6

20.2

18

26

24

7安全要求

7.1电气间隙和爬电距离

直流电源设备内两带电导体之间，以及带电导体与裸露的不带电导体之间的最小距离，均应符合表8规定的最小电气间隙与爬电距离的要求。

表8电气间隙和爬电距离

额定绝缘电压Un

V

不同额定工作电流下的电气间隙mm

不同额定工作电流下的爬电距离mm

≤63A

>63A

≤63A

>63A

Un≤60

3.0

5.0

3.0

5.0

60

5.0

6.0

6.0

8.0

300

8.0

10.0

10.0

12.0

额定绝缘电压Un

V

不同额定工作电流下的电气间隙mm

不同额定工作电流下的爬电距离mm

注：

1当主电路与控制电路或辅助电路的额定绝缘电压或额定工作电流不一致时，其电气间隙和爬电距离可分别按其额定值选取。

2具有不同额定值主电路或控制电路带电的导电零件之间的电气间隙与爬电距离，应按最高额定绝缘电压和额定工作电流选取。

3小母线、汇流排或不同极的裸露的带电的导电体之间，以及裸露的带电的导体与未经绝缘的不带电的导电体之间的电气间隙不小于12mm。

爬电距离不小于20mm。

7.2绝缘性能

7.2.1考核绝缘性能的大气条件（除非另有规定）

a）环境温度为15℃～35℃；

b）相对湿度为45％～75％；

c）大气压力为86kPa～106kPa。

考核绝缘性能在产品处于自然干燥和没有自热条件下进行。

7.2.2绝缘电阻

用开路电压为表11规定电压的测试仪器测量有关部位的绝缘电阻，应符合以下规定：

a）备独立电路与地（即金属框架）之间的绝缘电阻应不小于10MΩ；

b）无电气联系的备电路之间的绝缘电阻应不小于10MΩ；

c）产品内直流汇流排和电压小母线,在断开所有其它连接支路时，对地绝缘电阻应不小于10MΩ。

7.2.3介质强度

7.2.3.1产品的下列部位应进行介质强度试验

a）备独立电路与地（即金属框架）之间；

b）无电气联系的备电路之间：

c）产品内直流汇流排和电压小母线，在断开所有其它连接支路时与地之间。

7.2.3.2介质强度试验电压值

7.2.3.1所列部位，应能承受频率为50Hz±5Hz之间，表9所列的正弦波试验电压值（也可采用直流电压），历时lmin的试验，绝缘不应出现击穿或闪络现象。

表9绝缘试验的试验等级

额定绝缘电压UnV

绝缘电阻测试仪器的电压等级V

试验电压kV

冲击电压kV

Un≤60

250

1.0（1.5）

1

60

500

2.0（3.0）

5

300

1000

2.5（3.75）

12

注：

1括号内数据为直流介质强度试验值。

2抽样试验和出厂试验时，介质强度试验允许试验电压高于表11中规定值的10%，试验时间为1s。

7.2.4冲击电压

直流电源设备备电路与地（即金属框架）之间，交流电路与直流电路之间，应能承受标准雷电波的短时冲击电压试验，试验电压值按表11选取。

承受冲击电压后，直流电源设备的主要功能应符合出厂试验项目要求，在试验过程中，允许出现不

导致损坏绝缘的闪络。

如果出现闪络，则应复查绝缘电阻及介质强度，介质强度试验电压为规定值的75％。

7.3温升

当环境温度为15℃～35℃，产品输出额定电压和额定电流，并输入电压为额定电压的110％时，其各元器件的温升不得超过表10的规定。

并且发热元件的温度不应影响周围元器件的正常工作和损坏。

表10温升要求K

元器件（部件）名称

温升

整流管外壳

70

晶闸管外壳

55

降压硅堆外壳

85

电阻元件

25（距外表30mm处空间）

变压器电抗器

80

母线连接处

铜─铜

50

铜搪锡─铜搪锡

60

铜镀银─铜镀银

80

铝搪锡─铝搪锡

55

铝搪锡─铜搪锡

55

操作手柄

金属的

151）

绝缘材料的

251）

可接触的外壳和覆板

金属表面

302）

绝缘表面

402）

注：

1装在直流电源设备内部的操作手柄（如事故操作手柄、把手等），因只有门打开后才能被触及且不经常操作，其退升允许略高于表中的数字。

2除非另有规定，对可以接触，但正常工作时不需触及的外壳和覆板，允许其温升比表14中的数据高10K。

7.4噪音

在额定负载和周围环境噪音不大于40dB的条件下，距直流电源设备内噪音源水平位置1m处，测得产品的噪声最大值应不大于60dB（A级）。

7.5耐湿热性能

直流电源设备应能承受GB/T7261-1987中21规定的交变湿热试验，产品在最高温度为+40℃、试验周期为两周期（48h）的条件下，经交变湿热试验，在试验结束前2h内，用规定开路电压值的测试仪表，分别测量规定部位的绝缘电阻，应不小于0.5MΩ，其介质强度为规定试验电压的75％。

7.6防护等级

不低于IP20。

7.7防触电措施

7.7.1防直接触电

对直接触电的防护应从结构上考虑防护措施，例如加隔离挡板、防护门、加绝缘防护等。

7.7.2防间接触电

对间接触电应采用保护电路进行防护。

保护电路由单独的保护导体或导电结构件（或两者都有）组成，用以防止直流电源设备内部故障的扩大，也可用以防止直流电源设备相联系的外部电路故障的扩大，并应满足7.7.2.1～7.7.2.7。

7.7.2.1直流电源设备的备裸露的非带电的导电部件之间，以及它们与保护电路之间的电连续性，直流电源设备内任意应该接地的点至总接地之间的电阻应不大于0.1Ω，并且接地端子有明显的标志，且符合有关标准的要求。

7.7.2.2裸露的非带电的导电部件在下述情况下可不与保护电路连接：

无法用手抓住；裸露的非带电的导电部件小于50mm×50mm；或排除了其接触的可能性。

7.7.2.3手动操作器件应安全可靠地与保护电路实现电连接，或使其与非带电的导电部件有效绝缘，用油漆或搪瓷等绝缘方法不能被认为能满足上述要求。

7.7.2.4保护电路的连续性应利用有效的接线来保证，可采用直接接线或保护导体连接。

7.7.2.5对于门、盖板、覆板等类结构件，如果其上没有安装电气元件，一般金属螺钉或金属铰链就认为足以保证电气连续性。

如果其上安装超过安全电压的电气元件，则应该采取保护措施，用保护导体与保护电路相连。

保护导体的截面积不应小于从电源至电气元件引线的截面积。

7.7.2.6当使用直流电源设备构成作为保护电路部件时,其导线截面积按表11选取，也可通过计算方法选取。

表11保护导体截面的选择

电路上导线截面积S，mm2

相应的保护导体的最小截面积mm2

S<16

S

16≤S≤35

16

S>35

S/2

7.