繼電保護裝置的基本組成精選(九篇)
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第1篇：繼電保護裝置的基本組成范文
關鍵詞：繼電保護發展趨勢
中圖分類號：TM77文獻標識碼： A
1、繼電保護的概念和基本組成
繼電保護技術通常是指根據電力系統故障和危機安全運行的異常工況，提出切實可行的對策的反事故自動化措施。一般來說，一套繼電保護裝置由3個部分組成，即測量部分、邏輯部分和執行部分，其結構原理圖如圖1所示。
圖1 繼電保護裝置的結構原理圖
測量部分。測量被保護裝置的工作狀態電氣參數，與整定值進行比較，從而判斷保護裝置是否應該啟動。
邏輯部分。根據測量部分邏輯輸出信號的性質、先后順序、持續時間等，使保護裝置按一定的邏輯關系判定故障類型和范圍，確定保護裝置如何動作。
執行部分。根據接收到的邏輯部分的信號，完成跳閘、發出信號等動作。
電路系統中使用繼電保護裝置，可以實現兩個方面的功能：一是管理者通過裝置傳送的數據及時掌握電力系統的運行狀態，并實時監控運行狀態不正常的電氣元件器，當器件出現故障時可以及時處理，有效減少電力設備的損壞，避免安全事故的發生；二是利用保護裝置本身的功能設計，裝置可以通過觸點有選擇的將故障 原件切除，以保障其他正常原件的運行。詳細結構組成如圖2 。
圖2
2、繼電保護的特點
2.1可靠性
配置的合理、質量技術性能優良的繼電保護裝置以及正常的運行維護和管理來保證繼電保護的可靠性。220kV及以上電網的所有運行設備都必須由兩套交、直流輸入、輸出回路相互獨立,并分別控制不同斷路器的繼電保護裝置進行保護。當其中一套繼電保護裝置或任一組斷路器失控時,能由另一套繼電保護裝置操作另一組斷路器控制故障。
2.2靈敏性
靈敏性是指設備或線路發生金屬性短路時, 保護裝置的靈敏系數應有一定的水平。對于110kV線路,考慮到在可能的高電阻接地故障情況下的動作靈敏度要求,通常來說其最末一段零序電流保護的電流暫定值不應大于300A(一次值)。
2.2 速動性
速動性是指為提高系統穩定性, 減輕故障設備和線路的損壞程度, 縮小故障波及范圍, 提高自動重合閘和備用電源或備用設備自動投入的效果等, 保護裝置應盡快地切除短路故障。一般從裝設速動保護 (如高頻保護、差動保護)、充分發揮零序接地瞬時段保護及相間速斷保護的作用、減少繼電器固有動作時間和斷路器跳閘時間等方面入手來提高速動性。
3、繼電保護技術的發展趨勢
3.1網絡化
計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱。由于缺乏強有力的數據通信手段,目前的繼電保護裝置只能反應保護安裝處的電氣量,切除故障元件,縮小事故影響范圍。于是,人們提出了系統保護的概念,將全系統各主要設備的保護裝置用計算機網絡聯接起來,實現繼電保護能保證全系統的安全穩定運行,即每個保護單元都能分享全系統的運行和故障信息的數據,各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作,確保系統的安全穩定運行。要真正實現保護對電力系統運行方式和故障狀態的自適應,必須獲得更多的系統運行和故障信息,只有實現保護的計算機網絡化,才能做到這一點。在這方面,天津大學提出了一種分布式母線保護的原理,初步研制成功了這種裝置。這種用計算機網絡實現的分布式母線保護原理,比傳統的集中式母線保護原理有較高的可靠性。雖然具體的應用還需更為深入的研究,但網絡化已經成為微機保護發展的必然趨勢之一。
3.2繼電保護的智能化
隨著計算機數據自動化的發展，進入20世紀90年代以來，電力系統保護領域內的一些研究工作也轉向人工智能的研究，繼電保護技術的現代化發展也必然得到充分的體現。現代化的電力管理也越來越體現出智能化的控制管理模式，這些特征，一方面使得電力系統在管理上減少了不必要的資源浪費；另一方面為其他各項技術的運用提供了廣闊的技術空間。
近年來，人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規劃等在繼電保護領域應用的研究也已開始。這些智能化的信息特征使得繼電保護技術在發展的過程中逐漸地進入了自動化的發展進程。
目前，在我國主要大城市供電公司的繼電保護設備中已采用了模擬人工神經網絡來進行對用電的保護。因此，進一步推進了繼電保護技術智能
置在系統中運行，特別是線路保護已形成系列產品，并得到廣泛應用。我國 化的發展前景。
3.3保護、控制、測量、數據通信一體化
在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下, 保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機, 是整個電力系統計算機網絡上的一個智能終端。它可從網上獲取電力系統運行和故障的任何信息和數據, 也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡控制中心或任一終端。因此, 每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能, 而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數據通信功能, 亦即實現保護、控制、測量、數據通信一體化。
目前, 為了測量、保護和控制的需要, 室外變電站的所有設備,如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜不但要大量投資, 而且使二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的計算機裝置, 就地安裝在室外變電站的被保護設備旁, 將被保護設備電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后, 通過計算機網絡送到主控室,可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網絡的傳輸介質, 還可免除電磁干擾?，F在光電流互感器(OTA) 和光電壓互感器(OTV) 已在研究試驗階段, 將來必然在電力系統中得到應用。在采用OTA 和OTV 的情況下,保護裝置應放在距OTA 和OTV 最近的地方, 即放在被保護設備附近。OTA 和OTV 的光信號輸入到一體化裝置中并轉換成電信號后, 一方面用作保護的計算判斷; 另一方面作為測量量,通過網絡送到主控室。主控室通過網絡可將對被保護設備的操作控制命令送到一體化裝置, 由此一體化裝置執行斷路器的操作。
4、配電系統繼電保護存在的問題
4.1電流互感器飽和
因供電系統的范圍一直擴展，較多低壓配電系統短路電流會跟著變化，當變、配電所出口處產生短路時，短路電流往往很大，甚至能到達電流互感器一次側額定電流的上百倍。在穩態短路情形下，一次短路電流倍數越大，電流互感器變比的誤差也越大，使靈敏度低的電流速斷保護就可能回絕動作。在線路短路的時侯，由于電流互感器飽和，感應到二次側的電流會渺小或者近于零，造成定時限過流保護裝置拒動。若在變電所出線問題則要靠母聯斷路器或者主變壓器后備保護來除去，延伸了問題時間，使問題范疇擴展；而在配電所的出線過流保護拒動，將使整個配電所全部停止。
4.2環網供電無保護
現在國內環狀配電網基本采納負荷開關為主，現在不設斷路器，也沒有保護。若裝設斷路器，由于運行方法變更，負荷轉移等原因，繼電保護選擇性無法調和。現在環網運行方法是開口運行，出問題時故障環網全部停電，大部分網絡是用人工操作對網絡重構來恢復供電。
5、配電系統繼電保護的改進措施
5.1避免電流互感器飽和
1）電流互感器的變比不能選太小，需要考慮線路短路時電流互感器飽和問題。
2）要盡量減少電流互感器二次負載阻抗。盡量避免保護與計量共用電流互感器，縮短電流互感器二次側電纜長度和加大二次側電纜截面。
3）遵循速斷保護的原則。高壓電動機按照起動電流乘以1.2～1.3倍可靠系數肯定，如超過其數值就可以肯定故障電流。時限整定Os。單臺變壓器按照所供電最大1臺電動機的起動電流加上其余電動機及照明等負荷的額定電流進行整定，如整定值計算小于變壓器額定電流兩倍，按照兩倍的電流整定。超過兩倍的電流整定值，按照計算數據乘以可靠系數整定，廠區變電所內進線柜則遵守最大整定值數據加上其余變壓器的額定負荷。按等級劃分，選定延時時間，仍有選擇性。但是短路情形下速斷保護無選擇性。
5.2完善環網結構的配套建設
現在環網結構是電纜網絡采納的首要情勢，到目前為止還沒有性能頗為理想的繼電保護裝置，為快速斷開故障、恢復供電，可以考慮聯合配電自動化系統的建設，繼電保護和自動化體系互相配合運用。
第2篇：繼電保護裝置的基本組成范文
關鍵詞：變電站；主變壓器；電流
引言
電力技術的發明、電力工業的發展至今已有100余年的歷史。隨著我國改革開放和經濟建設速度的加快，我國的電力行業發展迅速，電力需求也在不斷的增加。電力系統的聯網可以使我們的能源相互的補充，實現能源合理地向利用，可以使供電的可靠性有極大的提高。已投入運營的三峽水電站，為全國電力的聯網奠定了堅實的基礎。即將成為全國電力系統的樞紐。發電容量的不斷增加，就要要求有相配套的電力設施區域──變電站。變電站可以減少輸電線路的損耗，提高經濟效益。由變電站把高壓轉換成各種不同用戶的電壓等級，滿足工業生產和人民生活水平的需求。
一、變電站總體分析
對變電站的分析主要體現在以下五個方面1.設計依據2.建設的必要性3.建設規模4.所址概況5.負荷分析。負荷分析包括：一類和二類負荷。如：兵工廠、大型鋼廠、火箭發射基地、醫院等以及企業工廠。若發生斷電時，會造成生產機械設備的損壞，生產紊亂及產品質量下降和巨大的經濟損失，甚至人員傷亡，因此要盡可能保證其供電可靠性。三類負荷。除一、二類負荷之外的一般負荷，這類負荷短時停電造成的損失不大，稱為三類負荷；如：工廠附屬車間，小城鎮，農村居民用電等，對這類負荷可以短時停電。
二、主變壓器的選擇
變壓器是變電站最主要和最貴重的設備，因此主變的選擇是變電站設計的關鍵。變壓器的容量和臺數直接影響到變電站的電氣主接線形式和配電裝置的結構。故而，變電站主變壓器的選擇應綜合分析合理選擇。主變壓器的選擇主要包括變壓器容量和臺數的選擇、變壓器型式的選擇。變壓器型式的選擇包括：1.相數2.繞組數量及連接方式3.調壓方式4.冷卻方式5.電壓組合。
三、電氣主接線設計
電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流，高電壓的網絡，詳細地表示電氣設備或成套裝置全部基本組成和連接關系，代表該變電站電氣部分的主體結構，是電力系統結構網絡的重要組成部分。
1.電氣主接線的基本要求和設計原則
參考《35～110KV變電所設計規范》第3.2.1條：
變電所的主接線應根據變電所所在電網中的地位、出線回路數、設備特點及負荷性質等條件確定，并應滿足供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、節約投資和便于擴建等要求。
2.主接線設計應考慮的基本問題
①變電所在系統中的作用和地位。②分期與最終建設規模。③電壓等級及出線回路數。④接入系統的方式。⑤所址條件。
四、短路電流
在電力供電系統中，對電力系統危害最大的就是短路。短路是指電力系統正常運行情況以外的相與相之間或相與地（或中性線）之間的連接。在短路電流計算過程中，以三相短路的最大短路電流為依據。
短路電流的危害及計算
在供電系統中發生短路故障時，短路故障使電源供電回路的總阻抗減小，此時短路電流急劇增加，在短路回路中短路電流要比額定電流大幾倍至幾十倍，通?？蛇_數千安；短路點產生的電弧會燒壞電器設備而短路電流通過電氣設備導體時的熱效應很大，同時受到電動力的作用在短路點附近電壓顯著下降，造成這些地方供電中斷或影響電動機正常工作；發生接地短路時所出現的不對稱短路電流，將對通信線路產生干擾；短路故障會改變電力網絡的結構，引起功率分布的變化；更嚴重的后果是破壞系統的穩定性。計算短路電流的目的是為了正確選擇和校驗電器設備，避免在短路電流作用下損壞電氣設備，如果短路電流太大，必須采用限流措施，以及進行繼電保護裝置的整定計算。
五、變壓器保護
1.故障類型
電力變壓器是電力系統中非常重要的電力設備之一，它的安全運行對于保證電力系統的正常運行和對供電的可靠性，以及電能質量起著決定性的作用，同時大容量電力變壓器的造價也是十分昂貴。因此對電力變壓器可能發生的故障和不正常的運行狀態進行分析，然后重點研究應裝設的繼電保護裝置，以及保護裝置的整定計算。
變壓器的內部故障可分為油箱內故障和油箱外故障兩類，油箱內故障主要包括繞組的相間短路、匝間短路、接地短路，以及鐵芯燒毀等。變壓器油箱內的故障十分危險，由于變壓器內充滿了變壓器油，故障時的短路電流使變壓器油急劇的分解氣化，可能產生大量的可燃性氣體（瓦斯）很容易引起油箱爆炸。油箱外故障主要是套管和引出線上發生的相間短路和接地短路。電力變壓器不正常運行狀態主要有外部相間短路、接地短路引起的相間過電流和零序過電流，負荷超過其額定容量引起的過負荷、油箱漏油引起的油面降低，以及過電壓、過礪磁等。
2.保護措施
為了保證電力變壓器的安全運行，根據《繼電保護與安全自動裝置的運行條例》，針對變壓器的上述故障和不正常運行狀態，電力變壓器應裝設以下保護：①瓦斯保護。②縱差動保護或電流速斷保護。③相間短路的后備保護。④接地短路的零序保護。⑤過負荷保護。⑥其他保護。
六、電力線路的繼電保護
電網繼電保護和安全自動裝置是電力系統的重要組成部分。繼電保護的裝設應符合可靠性與安全性、選擇性、速動性四個基本要求。電力系統的電氣設備和線路應有主保護和后備保護以及必要的輔助保護。
繼電保護的任務
1.當發生故障時，自動、迅速、有選擇性地將故障組件從供電系統中切除，使故障組件免除繼續遭到破壞，保護其它無故障部分，迅速恢復正常運行。
2.當出現不正常運行狀態時，繼電保護裝置動作發出信號、減負荷或跳閘，以便引起運行人員注意，及時地處理，保證安全用電。
3.繼電保護裝置還可以和供電系統的自動裝置，如自動重合閘、備用電源自動投入等配合。大大縮短停電時間，從而提高供電系統運行的可靠性。
七、總結
本論文的內容主要是變電站電氣二次部分的設計。本設計首先對電力系統和變電站進行總體分析，其次是對主變壓器的選擇，下一步就是確定變電站電氣主接線的型式。然后經過短路電流的計算后，進行電力系統繼電保護的設計。計算完保護后緊接著進行靈敏度的校驗，校驗后得出所選設備及設計線路符合安全合理性要求。在設計過程中還要對相關圖紙（主接線圖、自動裝置）進行選擇和繪制，希望本論文能夠使我們對變電站的結構和設計理論有進一步的理解和認識，對電力系統有更深的了解。（作者單位：新鄉職業技術學院）
參考文獻：
[1] 賀家李、宋從矩.電力系統及電保護原理.中國電力出版社，1991
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[3] 熊信銀.發電廠電氣部分（第三版）.中國電力出版社，2004.
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[5] 電力設計工程電氣設備手冊（電氣二次部分）.水利電力部西北電力設計院，1996
第3篇：繼電保護裝置的基本組成范文
【關鍵詞】遠程終端設備;城市燃氣運行;RTU
一、遠程監控相關概念及其應用
在生產過程自動化裝置中，PLC、DCS是兩類應用最廣泛的控制系統，20世紀80年代之前，這些控制系統的I/O卡件均集中在遠離現場的控制室內，與現場裝置的連接線都是一對一直接接線。在80年代后期，PLC、DCS兩類控制系統先后推出遠離控制室安裝的遠程I/O卡件，它安裝在現場，可就近與現場裝置連線，而這些遠程I/O 卡件與PLC、DCS系統安裝在控制室的控制器是通過單根電纜的通訊實現信息交換。而在這之前，即在80年代初期，一些相對生產規模小一些的廠家利用它們在數據采集轉換及通訊方面的優勢，就已經推出遠程測控終端RTU，并采用RTU 構成計算機SCADA系統，有時我們又將它稱為四遙（遙測、遙信、遙控、遙調）系統， 那么什么是RTU呢？RTU是Remote Terminal Unit（遠程測控終端）的縮寫，是SCADA系統的基本組成單元。一個RTU可以有幾個，幾十個或幾百個I/O點，可以放置在測量點附近的現場。RTU應該至少具備以下兩種功能：數據采集及處理、數據傳輸（網絡通信），當然，許多RTU還具備PID控制功能或邏輯控制功能、流量累計功能等等。 遠程測控終端RTU作為體現“測控分散、管理集中”思路的產品從20世紀80年代起介紹到中國并迅速得到廣泛的應用。它在提高信號傳輸可靠性、減輕主機負擔、減少信號電纜用量、節省安裝費用等方面的優點也得到用戶的肯定。
管網遠程終端技術是一種以遠程通信技術為主、經過功能組合形成的標準化、模塊化、網絡化的計算機監控系統，其代替了常規的測量和監視儀表，解決了常規的繼電保護裝置不能與外界通信的問題。流量計遠程技術系統可以采集到比較齊全的數據和信息，利用計算機的高速計算能力和邏輯判斷功能，可以方便地監視設備的運行和操作，它具有功能綜合化、結構微機化、操作監視屏幕化、運行管理智能化的顯著特點。通過利用先進的綜合自動化技術，提高了供氣質量、提高了電壓合格率、提高了城市燃氣運行的安全可靠性和系統的運行管理水平，減少了維護工作量、減少了值班員勞動強度。
除了在傳統的工業生產過程中大量應用之外，在測控點特別分散的場合，如在以下行業中遠程測控終端RTU得到廣泛的應用：城市供水自動化控制系統;城市廢水處理系統;城市煤氣管網綜合調度系統;天然氣、石油行業自動化系統;電力遠程數據集控系統;熱網管道自動化控制;大氣/水質等環保監測;水情水文測報系統;燈塔信標、江河航運、港口、礦山調度系統。合肥中石油昆侖燃氣有限公司遠程監控系統由控制中心和分散在轄區燃氣管網上數十個監控點的遠程測控終端組成，遠程測控終端采用的是帶GSM/GPRS模塊的微型PLC。遠程測控終端將監控點的數據（包括管線壓力、瞬時流量等數據），通過無線通信實時將以上數據傳送到控制中心，進行實時累計。在每天晚上的固定時間將當日累計數據上報數據中心。此外，控制中心監控人員可隨時察看管網終端參數，了解各監控點實際運行情況。
燃氣終端管網參數實現遠程監控的目標可以歸結為：提高運行安全、穩定，降低運行成本，確保向用戶不間斷優質供氣;提高城鄉燃氣網整體供氣能力。對于燃氣企業實現燃氣終端管網參數實現遠程監控實施的具體意義在于：可以大幅度提高供氣安全，可靠性，同時具有減員增效，降低經營成本的作用;遠期的意義即針對在良好一次網絡的基礎上的自動化系統可優化運行，保持能量平衡，減少尖峰負荷，進而具有推遲新建項目的潛在經濟效益。
二、燃氣終端管網RTU
1.發展概況
燃氣終端管網RTU是SCADA系統的基本組成單元，它負責采集管網終端燃氣運行狀態的模擬量和狀態量，監視并向調度中心傳送這些模擬量和狀態量，實現調度中心對管網的遙測、遙信、遙控、遙調“四遙”功能。RTU的發展歷程是與“三遙”工程技術相聯系。“三遙”工程技術是指遙測、遙控、遙調技術，是研究遠處人們不易到達的地點，對物理變化過程、生產過程進行檢測（遙測）、調節（遙調）、控制（遙控）的一門學科。服務于變電站自動化的RTU還具有了配電故障信息采集與處理、電能質量測量、斷路器在線監測等功能，以達到調度自動化對用戶可靠優質供氣的最終目標。
隨著計算機技術、通信技術和電子技術的迅猛發展，燃氣系統自動化程度日益提高，電氣測量儀表無論在原理、結構和準確度上都產生了巨大變革，計算機技術的引入使儀表的原理、結構和功能大為改觀。能夠實現對交流燃氣參數精確測量和分析并具有多種功能的新型RTU成為自動化領域的主攻方向和熱門課題。
2.功能分析
在管網監控系統中，遠程終端的功能是指終端對管網的監視和控制能力，也包括終端的自檢自調和自恢復的能力。由于管網監控系統面對一個龐大而錯綜復雜的對象，遠程終端的任務不僅數量多，而且復雜。通常的遠程終端功能可劃分為遠程功能和當地功能。遠程終端是安裝在管網終端流量計上的一種遠程終端，它與調度中心相距遙遠，與調度中心計算機同多信道相連接。遠程終端與調度中心之間通過遠距離信息傳輸所完成的監控功能稱為遠程終端的遠程功能。
遠程測量將采集到的被監控管線主要參數按規約傳送給調度中心。這些測量參數是門站或減壓站輸送能力，管網壓力承受能力的實時數據，對比運行動態供調度人員進行事故分析。遙信即遠程信號，它將采集到的被監控管網設備狀態信號，按規約傳動給調度中心。這些設備狀態可能是斷路器，隔離開關位置狀態，繼電保護和自動裝置的動作狀態，遠程設備的運行狀態等。通常，一臺RTU可能處理多個遙信量。
3.技術指標
根據《中華人民共和國國家標準地區管網數據采集與監控系統通用技術條件》，該標準適用于地區管網及各類供氣網的數據采集與監控系統，系統的技術指標如下：在電源參數上，交流額定電壓為AC220V/1A，額定頻率為50Hz，直流額定電壓為DC24V/10A;在容量配置上，模擬量輸入為15路，數字量輸入為8路，數字量輸出為8路;在測量精度上，三相電壓、電流為0.5級，有功功率、無功功率、視在功率、功率因數為l級，諧波檢測精度為l級，頻率測量誤差為0.01Hz;在控制輸出上，觸電容量為AC220V/1A。
三、結語
遠程終端設備是安裝在遠程現場的電子設備，用來監視和測量安裝在遠程現場的傳感器和設備。RTU將測得的狀態或信號轉換成可在通信媒體上發送的數據格式。它還將從中央計算機發送來得數據轉換成命令，實現對設備的功能控制。與常用的可編程控制器PLC相比，RTU通常要具有優良的通訊能力和更大的存儲容量，適用于更惡劣的溫度和濕度環境，提供更多的計算功能。遠程終端設備可以用各種不同的硬件和軟件來實現。這取決于被控現場的性質、系統的復雜性、對數據通信的要求、實時報警報告、模擬信號測量精度、狀態監控、設備的調節控制和開關控制。 正是由于RTU完善的功能，使得RTU產品在SCADA系統中得到大量應用。
參考文獻：
第4篇：繼電保護裝置的基本組成范文
關鍵詞:汽車充電站;配電系統;變壓器
在能源危機及環境保護的高壓下,節約能源且環保的新型動力汽車將是未來發展的新走向。電動汽車可以說是滿足上述要求,具有廣闊發展前景的綠色交通工具。電動汽車充電站作為電動汽車運行的能量補給站,是發展電動汽車商業化所必備的重要配套基礎設施,充電站的建設將直接影響電動汽車產業的發展。文章簡要說明汽車充電站結構的基礎上,著重對充電站配電系統的設計進行探究。
1 汽車充電站結構
當電動汽車動力用蓄電池電量不足時,需要充電補充電能。充電站的主要功能就是完成電動汽車電池電能的補給。充電站的功能決定充電站的總體結構。為此,一個完整的充電站需要配電室、中央監控室、充電區、更換電池區和電池維護間等五個基本組成部分。
①配電室。配電室為充電站提供所需的電源,不僅給充電機提供電能,而且要滿足照明、控制設備的用電需求,內部建有變配電所有設備、配電監控系統、相關的控制和補償設備。②中央監控室。中央監控室用于監控整個充電站的運行情況,并完成管理情況的報表打印等。內部建有充電機監控系統主機、煙霧傳感器監視系統主機、配電監控系統通信接口、視頻監視終端等。③充電區。在充電區完成電能的補給,內部建設充電平臺、充電機以及充電站監控系統網絡接口,同時應配備整車充電機。④更換電池區。更換電池區是車輛更換電池的場所,需要配備電池更換設備,同時應建設用于存放備用電池的電池存儲間。⑤電池維護間。電池重新配組、電池組均衡、電池組實際容量測試、電池故障的應急處理等工作都在電池維護間進行。其消防等級按化學危險品處理。
充電站結構可同時滿足整車充電方式和電池組更換方式,且考慮了相關維護操作需求。但是,對于一個實際的充電對象,應該基于運行要求和環境條件,根據實際的功能進行組合,以降低建設成本。
2 汽車充電站配電系統設計
配電系統為充電站的運行提供電源,它不僅提供充電所需電能,也是整個充電站正常運行的基礎。電動汽車充電站的電力負荷級別確定為2級,采用雙路供電但不配置后備電源。配電電壓:380V/220v。動力(充電機)采用三相四線制、380V供電,照明采用單相220v供電。
2.1 配電變壓器選擇
①變壓器類型的選擇。變壓器可分為干式變壓器和油浸式變壓器。充電機(站)變壓器類型可根據工程實際情況選定。建議充電機(站)變壓器采用sc(環氧樹脂澆注包封式)干式變壓器。環氧樹脂干式變壓器具有良好的電氣和機械性能、較高的耐熱等級,并且是一種可靠的安全性的環保、節能型新產品,能適應多種惡劣環境。②變壓器臺數的選擇。變壓器臺數的選擇應滿足負荷對供電可靠性的要求。若采用集中式充電,然后在小區設立電池經營店(運營模式類似于水站送飲用水),則有必要選用2臺變壓器保證充電站的高可靠性。若充電機(站)像加油站一樣較為普遍,則只需l臺變壓器即可,充電站的可靠性的降低由充電站的數量來彌補。若在小區建充電機(站),可考慮利用小區配電變壓器而不另設變壓器,以減少投資。③變壓器接線的選擇。根據《供配電系統設計規范》第7.0.7條,在TN及1rr接地型式的低壓電網中,推薦采用Dyrm接線組別的配電變壓器。條文解釋中說明Dynll接線有利于抑制高次諧波。充電站采用TT接地型式,因此變壓器采用Dynll接線。
2.2 配電室位置選擇
配電室的位置選擇原則:考慮電源的進線方向,偏向電源側;進出線方便;不應妨礙充電站的發展,要考慮擴建的可能性;設備運輸方便;盡量避開有腐蝕性氣體和污穢的地段;室外配電裝置與其他建筑物、構筑物之間的防火間距符合規定。
2.3 配電容量計算
配電系統的容量應包括動力用電、監控和辦公等用電。只裝一臺變壓器時,變壓器的容量SN應能滿足全部用電設備的計算負荷sC,并留有一定的容量裕度。車輛數量、電池容量以及運營方式決定了充電站的容量。
①蓄電池數量:充電站設計有兩種運營模式:整車充電模式和更換電池模式。前者需要為每車配備一組電池,后者需要根據運營方式確定后備電池的數量。②充電機數量:車輛類型、行駛里程和運營模式決定了充電機的配置。充電機的選擇包括確定充電機的輸出功率和需配備的臺數。③配電容量:單進線單變壓器時,整個充電站需要的配電容量即全部用電設備的用電量SC=S1+S2,其中s1為動力用電量,s2為照明及辦公用(下轉第15頁)
2.4 配電運行方式要求及設備
①配電運行方式要求。10kV進線2路,單線進線容量不小于充電站所需容量;正常工作時,高低壓側母線分段斷路器均斷開,兩路電源通過2****立變壓器輸出,各承擔50%的工作;當任一母線失去電源時,通過合閘分段斷路器從另一供電線路取得電源;配電室設有照明消防電源;每路低壓母線應配置相應的諧波抑制與無功補償裝置;配電系統繼電保護及自動裝置應滿足電力行業標準和規定的要求。②主要設備。計量裝置、諧波抑制及無功補償裝置各2套;主變10kV/0.4kV干式變壓器2臺;10kV高壓開關柜和0.4kV低壓開關柜(含斷路器和隔離開關);繼電保護裝置、自動裝置。
2.5 配電主接線設計
對充電站配電主接線有下列基本要求:安全,應符合國家標準有關技術規范的要求,能充分保證人身和設備的安全?？煽?應符合電力負荷特別是其中一、二級負荷對供電可靠性的要求。靈活,能適應各種不同的運行方式,便于切換操作和檢修,且適應負荷的發展。經濟,在滿足上列要求的前提下,盡量使主接線簡單,投資少,運行費用低,并節約電能和有色金屬消耗量。
對于電動汽車充電站,配電室有2路10kV電源進線,通過變壓器等設備供給充電機,并滿足照明、控制設備的用電。在高壓側裝設高壓計量柜,低壓側采用中性點直接接地的三相四線制系統,還應提供獨立的接地回路;10kV母線、0.4kV母線均采用單母線分段的主接線形式,通過分段斷路器實現暗備用;在變壓器低壓側裝設諧波抑制與無功補償裝置;配電室必須配備相關消防設施。配電主接線運行靈活性較好,供電可靠性較高,適用于一、二級負荷。當任一主變壓器或任一電源線停電檢修或發生故障時,通過備自投裝置自動閉合母線分段開關,即可迅速恢復對整個充電站的供電。根據實際要求和條件也可簡化主接線,例如采用橋式接線。
需要說明的是,上述配電設計方案適用于大負載功率的充電站,其安全系數高、可靠性好。在實際工程中應該對充電站服務對象進行具體分析、設計,比如:①示范區車輛:結合示范區的電網建設,考慮在變電站附近建設充電站。②集團車隊:可在停車場建立用戶配電室,按照內部車輛類型提供各類電源。③社會車輛:根據車輛的不同特點,或建設可靠性高的社會運營的大功率充電站,或充分利用現有的配電資源,就近提供充電站。④微型車輛:利用現有的低層電網資源,在自行車停車場、社區服務中心、公共場所、配電間(站)等附近為用戶提供交流220V的普通插座(插頭)。
