电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求

发布时间:2019-07-24 12:08:14 发布者:管理员 浏览次数:105次 分享到:

电力工程直流电源设备
通用技术条件及安全要求

1范围

本标准规定了电力工程用直流电源设备、一体化电源设备的通用技术条件和安全要求,以及试验方 法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等方面的要求。

本标准适用于电力工程中的直流、一体化电源设备(以下简称产品),并作为产品设计、制造、检验和 使用的依据。对于未涵盖的其他电源设备可参照使用。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。


静电放电抗扰度试验

射频电磁场辐射抗扰度试验 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 浪涌(冲击)抗扰度试验

射频场感应的传导骚扰抗扰度 工频磁场抗扰度试验

阻尼振荡磁场抗扰度试验 振荡波抗扰度试验

 

GB/T 19582(所有部分)基于Modbus协议的工业自动化网络规范

DL/T 634.5104—2009远动设备及系统 第5-104部分:传输规约采用标准传输协议集的IEC 60870-5-101网络访问

DL/T 860(所有部分)变电站通信网络和系统



JB/T 5777.2-2002电力系统二次电路用控制及继电保护屏(柜、台)通用技术条件

JB/T 5777.3- 2002电力系统二次电路用控制及继电保护屏(柜、台)基本试验方法

3术语和定义

GB/T 2900.1、GB/T 2900.17,GB/T 2900.32.GB/T 2900.33.GB/T 2900.41 和 GB/T 4365 界定的 以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

直流电源设备 DC power supply equipment

为电力工程控制、保护、信号、操作等提供电源的设备,通常由充电装置、蓄电池、馈出回路、调压装 置和相关的控制、测量、信号、保护、调节单元、机电连接件等组成。

3.2

—体化电源设备 integrated power supply equipment

将直流电源、电力用交流不间断电源(UPS)、电力用逆变电源(INV)、通信用直流变换电源(DC/ DC)等装置组合为一体,共享直流电源的蓄电池组,并统一监控的成套设备。

注:以直流电源为核心,直流电源与上述任何一种电源及一种以上电源所构成的组合体,均称为一体化电源设备。

3.3

充 电装置 charging unit

承担对蓄电池组充电和/或浮充电任务的一种整流装置。

3.4

充电 charge

充电装置用不同的工作方式对蓄电池补充容量的工作过程。

3.5

恒流充电(稳流充电)constant current charge

充电装置对蓄电池的充电电流在充电电压范围内维持在恒定值的工作过程。

3.6

浮充电 floating charge

以浮充电压值对蓄电池进行的恒压充电。在正常运行时,充电装置承担经常负荷,同时向蓄电池组 补充充电,以补充蓄电池的自放电。

3.7

均衡充电 equalizing charge

为补偿蓄电池组在使用过程中产生的电压不均匀现象,使其恢复到规定的范围内而进行的充电。

3.8

纹波因数 ripple factor

脉动量直流电量的峰值与谷值之差的一半对直流分量的绝对值之比。

4产品型号及基本参数

4.1产品型号及含义

产品的分类及命名由企业产品标准规定。产品的型号推荐使用以下规定的方式进行编制,未配置 的功能在型号中可不体现。对于产品中的充电装置及馈电屏在单独生产时,型号的编制方式按有关标 准进行。

——DC/DC额定输出电流用阿拉伯数字表示,单位为A;

——DC/DC额定输出电压用阿拉伯数字表示,单位为V;

——DC/DC装置用字母D表示;

——INV额定输出电压(单相为相电压,三相为线电压)用阿拉伯数字表示,单位为V;

——INV额定容量用阿拉伯数字表示,单位为100 VA;

——INV装置用字母I表示;

——UPS额定输出电压(单相为相电压,三相为线电压)用阿拉伯数字表示,单位为V;

——UPS额定容量用阿拉伯数字表示,单位为100 VA;

——UPS装置用字母U表示;

——蓄电池容量(C)用阿拉伯数字表示,单位为Ah,其中铅酸电池用表示标称的容量;

——直流额定电流用阿拉伯数字表示,单位为A;

一--直流系统标称电压用阿拉伯数字表示,单位为V, 一般釆用220 V.110 V、48 V、24 V;

——设计序号用阿拉伯数字、字母等表示,序号的位数和代表的含义由企业产品标准规定;

——直流电源类型:Z——直流电源;Y 体化电源;

——设备结构型式用下列字母表示:P——屏;G——柜。

4.2产品规格及参数 4.2.1交流输入额定电压及频率

三相电压:380 V、50 Hz; 单相电压:220 V、50 Hz。

4.2.2交流输出标称电压及频率

三相电压:380 V、5O Hz;

单相电压:220 V、5O Hz。

4.2.3直流标称电压

220 VJ10 V、48 V、24 V。

4.2.4充电装置输出直流额定电流

充电装置输出直流额定电流可优先采用下列数值:

5 A、10 A、20 A、30 A、40 A,50 A、60 A,80 A JOO A J60 A、200 A、250 A,315 A(300 A)、400 A、 500 Ao

4.2.5蓄电池额定容量

蓄电池额定容量可优先采用下列数值:

10 Ah,20 Ah,40 Ah,65 Ah,80 Ah,100 Ah、150 Ah,200 Ah、250 Ah,300 Ah,350 Ah,400 Ah、 500 Ah,600 Ah,800 Ah,l 000 Ah、l 500 Ah、2 000 Ah、2 500 Ah、3 000 Ah。

4.2.6产品外形尺寸

产品外形尺寸由企业产品标准规定,屏、柜体可优先采用以下外形尺寸(屏柜体框架尺寸):

2 260 mmX800 mmX 600 mm(高 X宽X深,高度包含眉头 60 mm)。

5通用要求

5.1环境条件要求

5.1.1影响量和影响因素标称范围的标准极限值

影响量和影响因素标称范围的标准极限值见表1。


5.1.2使用场所的其他要求

5.1.2.1使用场所不应有超过GB/T 11287-2000和GB/T 14537—1993规定的严酷等级为1级的振 动和冲击。

5.1.2.2使用场所不得有爆炸危险的介质,周围介质不含有腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电介质,不 允许充满水蒸气及较严重的霉菌存在。

5.1.2.3使用场所应具有防御雨、雪、沙的设施。

5.1.2.4使用场所任一方向不超过1.5 mT外磁场感应强度。

5.2技术要求

5.2.1充电装置

5.2.1.1充电电压及电流调节范围

充电装置的充电电压及电流调节范围应符合表2的规定。



5.2.1.2稳压精度、稳流精度及纹波因数 

充电装置在交流输入电压为(85%〜120%)额定值及表2规定的范围内,稳压精度、稳流精度及纹 波因数不应超过表3的规定。



5.2.1.3直流电流和直流电压的输出误差 

当充电装置输出的充电电流、充电电压通过数字式整定方式(如:数字拨盘、数字键盘、通信接口等 数字方式)进行整定时,应满足下列规定:

a) 充电电流V3O A时,其整定误差不超过士0.3 A;

b) 充电电流>30 A时,其整定误差不超过士 1%;

c) 充电电压的整定误差不超过士0.5%(直流系统标称电压为110 V及以上)或±1%(直流系统 标称电压为110 V以下)。

5.2.1.4限压特性和限流特性

5.2.1.4.1限压特性:充电装置在恒流充电状态下运行时,当输出直流电压超过限压整定值时,应能自 动限制其输出电压的增加。

5.2.1.4.2限流特性:充电装置在稳压状态下运行时,当对蓄电池的充电电流超过蓄电池的限流整定值 时,或者当输出直流电流超过充电装置的总限流整定值时,应能立即进入限流状态,自动限制其输出电 流的增加。

5.2.1.5 效率

充电装置的效率不应低于表4的规定。

5.2.1.6功率因数

充电装置的功率因数不应低于表4的规定。



5.2.1.7均流不平衡度 

多台同型号的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,当各模块平均输出电流 为50%〜100%的额定电流值时,其均流不平衡度不应超过±5%。

5.2.1.8软启动特性

充电装置应具有软启动特性,软启动时间可根据用户要求设定,一般设定为3 s〜10 s。

5.2.2交流不间断电源和逆变电源

5.2.2.1稳压精度

当输入交流电压为(85%〜120%)额定电压或输入直流电压为表2范围内的电压值,负载电流在

0〜100%额定负载时,稳压精度不应超过±3%。

5.2.2.2动态电压瞬变范围及瞬变响应恢复时间

动态电压瞬变范围不应超过标称电压值的±10%,瞬变响应恢复时间不应大于20 ms。

5.2.2.3同步精度

同步精度不应超过±2%。

5.2.2.4输出频率

当输入电压和负载电流为额定值时,断开旁路输入,输出频率不应超过(50±0.2)Hz。

5.2.2.5 电压不平衡度

对于三相输出的交流不间断电源,电压不平衡度不应大于5%。

5.2.2.6 电压相位偏差

对于三相输出的交流不间断电源,电压相位偏差不应超过3\

5.2.2.7电压波形失真度

输出波形的失真度不应超过3%。

5.2.2.8输出电流峰值因数

若输入电压与负载容量为额定值,输出的电流峰值因数不应小于3 : 1。

5.2.2.9反灌纹波电压

在逆变输出状态下,对直流母线反灌纹波电压的均方根值不应超过直流母线电压的。・5%。

5.2.2.10 总切换时间

总切换时间应满足:

a) 冷备用模式:旁路输出切换到逆变输出的切换时间不应大于10 ms。逆变输出切换到旁路输 出的切换时间不应大于4 ms。

b) 双变换模式:交流供电与直流供电相互切换的切换时间应为0 ms。旁路输出与逆变输出相互

切换的切换时间不应大于4 ms。


5.2.2.11交流旁路输入要求

5.2.2.11.1交流旁路输入隔离变压器

当配置有交流输入隔离变压器时,输入隔离变压器应满足:

a) 绝缘电阻:绝缘电阻不应小于10 MQ;

b) 工频耐压:应能承受历时1 min,3 kV工频电压的耐压试验,无绝缘击穿或闪络现象;

c) 冲击耐压:应能承受5 kV标准雷电波的短时冲击电压试验。

5.2.2.11.2交流旁路输入稳压器

当配置有交流输入稳压器时,输入稳压器应满足:

a) 输出电压调节范围:不应超过士 10%;

b) 输出电压稳压精度:不应超过士3%。

5.2.2.11.3交流旁路输入过载能力

交流旁路输入电路过载150%时,工作不应小于30 min。

5.2.2.12 效率

当输入电压与负载电流为额定值时,交流不间断电源、逆变电源的效率不应低于表5中的规定。



5.2.2.13输入功率因数 

交流不间断电源的输入功率因数不应小于0.9。

5.2.2.14并机均流性能

具有并机功能的交流不间断电源装置并机工作时,若负载电流为50%〜100%额定电流,其均流不 平衡度不应超过士 5%。

5.2.3直流变换电源装置

5.2.3.1直流变换电源装置类型和直流标称电压

5.2.3.1.1直流变换电源装置应为高频开关模块型。

5.2.3.1.2直流变换电源装置直流输出标称电压为48V。

5.2.3.2稳压精度

直流输入电压在表2规定的上限值和下限内变化,输出电流在额定值的5%〜100%范围内变化, 稳压精度不应超过士 0.6%。

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5.2.3.3动态电压瞬变范围及瞬变响应恢复时间

动态电压瞬变范围不应超过标称电压值的±5%。瞬变响应恢复时间不应大于200 ms。

5.2.3.4 杂音电压

5.2.3.4.1电话衡重杂音电压

直流变换电源装置直流输出端电话衡重杂音电压不大于2 mV。

5.2.3.4.2宽频杂音电压

直流变换电源装置直流输出端在3.4 kHz〜150 kHz频带内的宽频杂音电压不应大于50 mV;在 0.15 MHz〜30 MHz频带内的宽频杂音电压不应大于20 mV。

5.2.3.4.3离散频率杂音电压

直流变换电源装置直流输出端在3.4 kHz〜150 kHz频带内的离散频率杂音电压不应大于5 mV; 在0.15 MHz-0.2 MHz频带内的离散频率杂音电压不应大于3 mV;在0.2 MHz〜0.5 MHz频带内的 离散频率杂音电压不应大于2 mV;在0.5 MHz〜30 MHz频带内的离散频率杂音电压不应大于1 mV。

5.2.3.4.4 峰-峰值杂音电压

直流变换电源装置直流输出端输出峰-峰值杂音电压不大于200 mV。

5.2.3.5反灌纹波电压

直流变换电源装置对直流母线反灌纹波电压的均方根值不应超过直流母线电压的0.5%。

5.2.3.6 效率

在额定负载时,直流变换电源装置的效率不应低于表6的规定。



5.2.3.7并机均流性能 

直流变换电源装置的变换模块并机工作时,在负载电流为50%〜100%额定值时,其均流不平衡度 不应超过士 5%。

5.2.4蓄电池

5.2.4.1蓄电池容量

蓄电池组按表7规定的放电电流和放电终止电压进行容量试验,蓄电池容量应符合表7的规定



5.2.4.2大电流放电能力 

对阀控密封式蓄电池应以3OL。的电流放电3 min,对排气式铅酸蓄电池应以15八。的电流放电 1 min,试验后极柱不应熔断,其外观不应出现异常。

5.2.5直流供电能力

5.2.5.1直流母线电压

控制母线电压最大变化范围为(85%〜110%)直流系统标称电压;动力母线电压最大变化范围为 (87.5%〜112.5%)直流系统标称电压。

5.2.5.2合闸冲击放电

当用户有要求时,产品需要进行此项试验,具体要求见附录A。

5.2.5.3直流母线连续供电

在正常运行方式、交流电源中断或充电装置发生故障的情况下,直流母线应连续供电。

5.2.5.4控制母线的电压调节功能

当直流母线配置有调压装置时,调压装置应具有手动调压功能和自动调压功能,在调节过程中或调 压装置故障时,直流控制母线应连续供电。

5.2.6噪声

在周围环境不大于40 dB的条件下,自冷式产品的噪声不应大于55 dB(A声级);风冷式产品的噪 声在50%及以下额定负载时不应大于60 dB(A声级),在50%及以上额定负载时不应大于65 dB(A声 级)。

5.2.7保护及告警

5.2.7.1绝缘监察要求

产品应具备绝缘监察功能。当直流系统发生接地故障或绝缘水平下降到设定值时,绝缘监察装置 应正确发出信号并具有相应的远方信号触点。

当检测多条支路,或多段母线时,宜配置独立的装置。

5.2.7.2电压监察要求

产品应具备电压监察功能,当直流母线电压高于上限设定值或低于下限设定值时,产品的电压监察 装置应正确发出信号并具有相应的远方信号触点。

5.2.7.3闪光信号要求

当用户需要时,产品设置闪光信号功能和相应的试验按钮。

5.2.7.4过压和欠压保护

过压和欠压保护要求:

a) 当输入过压时,装置应具有过压关机保护功能,输入恢复正常后,应能自动恢复原工作状态;

b) 当输入欠压时,装置应具有欠压保护功能或输入自动切换功能,输入恢复正常后,应能自动恢 复原工作状态;

c) 当输出过压时,充电装置和直流变换电源应具有过压关机保护功能,故障排除后,应能人工恢 复工作。交流不间断电源和逆变电源应具有输出自动切换功能,故障消除后,应能自动恢复原 工作状态;

d) 当输出欠压时,充电装置和直流变换电源可不具有保护动作,但故障排除后,应能自动恢复工 作。交流不间断电源和逆变电源应具有输出自动切换功能,故障消除后,应能自动恢复原工作 状态。

5.2.7.5输出过载和短路保护

5.2.7.5.1充电浮充电装置和直流变换电源装置

当输出过载或短路时,应自动进入输出限流保护状态,故障消除后,应能自动恢复工作。

5.2.7.5.2交流不间断电源和逆变电源

交流不间断电源和逆变电源要求:

a) 输出功率超过额定值的105%〜125%,运行时间大于或等于10 min后自动转旁路,过载消除 后,应能自动恢复工作;

b) 输岀功率超过额定值的125%〜150%,运行时间大于或等于1 min后自动转旁路,过载消除 后,应能自动恢复工作;

c) 输出功率超过额定值的150%或短路时,应立刻转旁路。旁路开关要有足够的过载能力,并保 证配电开关先脱扣,过载消除后,应能自动恢复工作。原则上配电开关的额定电流不应大于装 置额定输出电流的50%。

5.2.7.6故障报警要求

当发生下列情况时,产品应能发出报警信号,并且具有远方信号触点:

a)直流电源报警信号:

1) 交流输入过压、欠压、缺相;

2) 交流输出过压、欠压;

3) 充电浮充电装置故障;

4) 直流母线过压、欠压;

5) 直流母线绝缘故障;

6) 蓄电池组过压、欠压;

7) 蓄电池组出口熔断器熔断或断路器脱扣;

8) 馈线断路器脱扣;

9) 绝缘监察装置故障。

b) 交流不间断电源报警信号:

1) 交流不间断电源装置异常;

2) 交流馈线断路器脱扣。

c) 逆变电源装置报警信号:

1) 逆变电源装置异常;

2) 交流馈线断路器脱扣。

d) 直流变换电源报警信号:

1) 直流变换电源装置异常;

2) 馈线断路器脱扣。

e) 其他报警信号:

1) 监控装置故障;

2) 避雷器故障;

3) 监控通信异常。

5.2.8监控功能

5.2.8.1 一般要求

监控装置应具备对直流电源、不间断电源、逆变电源、直流变换电源、蓄电池组和配电状态的监控 功能。

监控装置可通过通信接口与上级主站进行连接通信,实现对电源系统的远程监控。

5.2.8.2控制功能

控制功能包括:

a) 监控装置应具备电池管理功能,能按设定的条件自动完成对蓄电池充电控制;

b) 监控装置应能对蓄电池、充电装置、不间断电源、逆变电源、直流变换电源等装置的运行方式 进行设定,并可进行自动与手动控制。

5.2.8.3显示和检测功能

5.2.8.3.1 显示

监控装置应能显示下列信息:

a) 交流输入电压;

b) 交流输出电压、电流和频率;

c) 直流系统母线电压、电流;

d) 蓄电池组电压、电流;

e) 充电装置输出电压、电流;

f) 直流变换电源装置输出电压、电流;

g) 直流系统接地电阻、对地电压及其接地支路编号;

h) 充电装置运行状态;

i) 不间断电源、逆变电源运行状态;

j)直流变换电源装置运行状态。

5.2.8.3.2检测精度及检测周期

监控装置对模拟信号的检测精度不超过0.5%(直流)或1.0%(交流),对状态信号的检测周期不应 超过1 s,异常报警信号的检测周期不应超过0.5 s。

5.2.8.4保护和故障管理

保护和故障管理功能包括:

a) 根据被监控设备的工作状态和参数变化,及时、准确判断异常或故障类型,并自动实施异常工 况限制、故障保护和声光报警显示功能;

b) 监控装置应提供用于信号报警输出的无源触点。

5.2.9通信功能要求

5.2.9.1 一般要求

产品通信接口应满足现场连接要求。产品通信规约应釆用DL/T 86O.GB/T 19582,DL/T 634.5104 或其他国家标准或行业标准规定的通信规约。

5.2.9.2遥测功能

产品中的监控装置应能釆集并通过通信接口向远方发送直流系统母线电压、充电装置输岀电压和 电流、蓄电池组的电压和电流;交流输入电源电压;交流不间断电源和逆变电源装置输出电压、电流、频 率;直流变换电源装置输出电压、电流。

5.2.9.3遥信功能

产品中的监控装置应能釆集并通过通信接口向远方发送直流系统母线过压和欠压、直流母线绝缘 降低、充电装置运行状态及故障、交流电源故障、蓄电池熔丝熔断、蓄电池放电欠压等信号,交流不间断 电源和逆变电源装置工作运行状态、交流不间断电源及逆变电源装置异常、交流馈线断路器脱扣,直流 变换电源装置异常、馈线断路器脱扣,监控装置故障、监控通信异常。

5.2.9.4遥控功能

产品中的监控装置应能通过通信接口接收并执行远方的控制信号,控制充电装置的均充和浮充运 行方式的转换。