&amp#215;电厂直流电源系统短路电流计算书

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1、XX电厂直流电源系统分析1.机组动力直流电源系统分析（DC220V2500Ah蓄电池系统）1.1 系统描述2 电 3 充，无分屏蓄电池： 2500Ah 104 只 DC220V蓄电池出口电缆：720 mm2X20m,软件分析用等效电阻500 mm2X 14m蓄电池出口保护电器： NT4熔断器1250A,分析用GMB-1250/1250A直流馈电屏开关：S1N 16A、32A、63A、100A、S3N 250A、S5N 400A、500A、630A，分析 时用 GM800/500A、 630A直流馈电屏直接至负载，导线截面和长度如下：220V直流馈电屏负载到GCB馈电屏用空开 500A 电缆（1

2、0 mm2X150m）到（汽机直流2A2B直流马达）（事故油泵）（直流密封油泵）馈电屏用空开630A电缆 （130 mm2X170m）到（#2机UPS的A路直流电源）S5 500A 电缆（300 mm2X15m） 到#2汽机直流事故油泵 S5 500A 电缆 （370 mm2X170m）软件分析时选择内阻最小和保护电器上下级级差最小的支路220V直流馈电屏负载至（汽机直流2A2B直流马达）（事故油泵）（直流密封油泵）馈电屏用空开 630A 电缆 120 mm2X157m （等效代替130 mm2X170m）到（#2机UPS的A路直流电源）S5 500A 电缆（300 mm2X15m）其他：充电

3、机回路用NT2-500A熔断器；软件分析可不考虑试验回路开挂NT2-315A熔断器；软件分析可不考虑1.2 系统分析本文中系统分析应用北京人民电器厂开发的直流系统分析软件，此软件是以DL/T5004-2004 为基础的直流系统辅助计算工具，能够快速、准确的计算出直流系统中各 处短路电流值大小，进而为设备的合理选型提供理论依据。它不仅能对已有的直流系统进 行分析、校核，也能对新的直流系统的起到辅助设计的作用。软件中的计算判断准则包括： 导线/电缆压降校核、开关灵敏度校核、额定电流校核、工作电压校核及上下级开关选择 性校核XX电厂机组动力直流电源系统现状图如图1所示：1=1 A詞芯电缆S=120n

4、un2 ； L=157inSR.=64.087M ； 1=3521 A蓄电池 U=225.68|V| ； Ah=2500Ah 单怀 U0=2.17|V| ； rl=0.100M 单n=104|Pcs ； Ilh=1375A詞芯电缆S=500imn2 ； L=14inSR=15.55M ； I=14513AGMB1250_H； In=1250AIcs=25kA ； t=30msSR=15.72M ； 1=14356AGM800_H ； In=630AIcs=25kA: t=OmsSR.=15.94M ； 1=14158A11充电装置11充电回路断路器1 GM800 H ； In=500AX Ic

5、s=25kA ； t=OmsSR=15.98M ； 1=14122A负载1=1 A铜芯电缆S=300nun2 ； L=15mSR=17.S2M ； I=12664A图1 XX电厂机组动力直流系统现状说明：图中蓝色部分表示设备选型合理，红色表示设备选型存在问题。图 1 的具体分析如下：（1）蓄电池出口电缆：实际压降=1.42V；许可压降=2.2V；合格（2）蓄电池出口断路器灵敏度校验：断路器额定电流1250A；负载电流1375.0A；不合格（如果按负载计算额定电流不 大于1250A也算合格负载短路电流：14355.87A；动作上限:7500A；合格（3）馈电屏开关与上级蓄电池出口开关选择性校验：

6、第一支路：本级实际短路电流：14157.74A；本级动作上限：3780.0A；合格；上级 实际短路电流：14157.74A； 上级瞬动下限：16000.0A；本级断路器短延时t1=0.0ms； 上级断路器短延时t2=30.0ms；合格本级断路器灵敏度校验：断路器额定电流630A；负载电流0.8A；合格；负载短路 电流：3521.46A；动作上限:3780A；不合格（因动作概率96.15%,本级断路器的灵敏度 基本可以满足使用要求）第二支路：本级实际短路电流：14122.3A；本级动作上限：3000.0A；合格；上级 实际短路电流：14122.3A；上级瞬动下限：16000.0A；本级断路器短延

7、时t1=0.0ms； 上级断路器短延时 t2=30.0ms ；合格本级断路器灵敏度校验：断路器额定电流500A；负载电流0.8A；合格；负载短路电流：12664.14A；动作上限:3000A；合格1.3 系统建议因目前该直流系统没有级差配合方面的问题，所以该系统可以正常运行。1.4 系统说明1.4.1在利用软件对以上直流系统分析和建议过程中，由于软件是按照DL/T 5044的要 求，按照蓄电池1小时放电率电流计算蓄电池出口保护电器额定电流的，如果系统中所有 动力负载的额定电流之和小于蓄电池出口熔断器的额定电流（1200A）,则暂时可以不必更 换。但是，由于熔断器经受较大电流的冲击后，会产生有冶

8、金效应和无冶金效应的老化现 象，实际特性与标称特性变化比较大，因此，建议在适当的时候，予以更换。1.4.2在软件分析中630A的断路器灵敏度为96.15%,若想使灵敏度达到100%，可适 当增加出线端导线截面积或缩短导线长度（缩短为140m），因灵敏度为96.15%，基本可 以满足使用要求。2.机组控制直流系统分析（DC110V1000Ah蓄电池系统）2.1 系统描述2电3充，有分屏蓄电池： 1000Ah 52只 DC110V蓄电池出口电缆：480mm2X20m蓄电池出口保护电器： NT3-630A熔断器，分析用GM5FB-800 630A断路器等效代替 直流馈电屏开关：5SJ52- C25、

9、C50，S1N-100A、S2N -160A；分析时取典型的 5SJ52- C25、 C50、S1N-100A 进行验证，分别用 GM5-63/ C25、GM-100H/100A等效代替第一支路直流馈电屏至分电屏导线95mm2X 100m第一支路分电屏至测保屏导线10mm2X20m 第二支路直流馈电屏至测保屏导线 10mm2X 20m； 6mm2X 20m； 4mm2X 20m 有三种截面 导线，软件分析选择电阻最小的 10mm2X 20m 截面积分电屏回路开关额定电流：C32A、C16A （备用）；分析时取常用的C32A进行分析，用GM5-63/C32 等效代替测控保护屏回路开关额定电流：C

10、6A；分析用GM5-63/C6等效代替测保屏至负荷导线2.5 mm2X 1.5m （正确）其他：充电机回路用 NT2-400A 熔断器，因不影响系统级差配合，分析时可不考虑试验回路开挂 NT1-160A 熔断器，因不影响系统级差配合，分析时可不考虑2.2 系统分析蓄电池 U=112.84|V| ； Ah=1000AK 单-SU0=2.17|V| ； r 1=0.256M 单体 n=52 Pcs ； Ilh=550A洞芯电缆S=500mm2 ； L=20mSR=16.824M ； 1=6707AGM5FB-800 ； In=630AIcs=50kASR=17.624M ； I=6403AGM10

11、0_H； In=100AIcs=20kA ； t=0insSR=19.824m ； 1=5692A詞芯电缆S=95mm2 ； L=100mSR=5S.561m ； 1=1927AGM5-63_C ； In=32AIcs=10kA ； t=0msSR=63.561M ； 1=1775A洞芯导线S=10mm2 ； L=20mSR=137.161M ； 1=323A1=1 AGM5-63_C ； In=6AIcs=10kA ； t=0insSR=185.161m ； I=609A11.充电装置GM5-63_C ； In=25AIcs=10kA ； t=OmsSR=24.424M ； 1=4620 A

12、S=10mm2 ； L=20m SR=9S.024m : 1=1151 A1 AGM5-63_C ； In=6AIcs=10LA ； t=0msSR=146.024M ； 1=773 AS=2.5nun2 ； L=1.5mJ SR=168.104M ； 1=671 AS=2.5imiiJ ； L=1.5mSR=207.241m ； I=544A3 XX电厂机组控制直流电源系统现状由于在直流电源系统中，导线截面积最大、长度最长，上下级保护电器的电流级差最 小回路的选择性保护最难实现，所以在XX电厂机组控制直流电源系统中我们选以上情况 的电流回路利用直流系统软件进行分析，现状分析图如图 3 所示，

13、图 3 的具体分析如下：（1）蓄电池出口电缆；实际压降=0.81V;许可压降=1.1V;合格（2）蓄电池出口断路器灵敏度校验：断路器额定电流630A；负载电流550.0A；合格负载短路电流：6402.63A；动作上限:3937.5A；合格。（3）馈电屏与上级蓄电池出口断路器选择性校验1）第一支路：本级实际短路电流：5692.09A；本级动作上限：1200.0A；合格 上级实际短路电流：5692.09A；上级瞬动下限：12000.0A；本级断路器短延时t1=0.0ms；上级断路器短延时t2=15.0ms；合格2）第二支路：本级实际短路电流：4620.05A；本级动作上限：375.0A；合格 上级

14、实际短路电流：4620.05A；上级瞬动下限：12000.0A；本级断路器短延时t1=0.0ms；上级断路器短延时t2=15.0ms；合格（4）分电屏开关与上级馈电屏开关选择性校验：第一支路：本级实际短路电流：1775.31A；本级动作上限：480.0A；合格 上级实际短路电流：1775.31A；上级瞬动下限：800.0A；本级断路器短延时 t1=0.0ms；上级断路器短延时t2=0.0ms；不合格（5）负载开关与上级馈电屏或分电屏开关选择性校验：第一支路：本级实际短路电流：609.42A；本级动作上限：90.0A；合格上级实际短路电流：609.42A；上级瞬动下限：224.0A；本级断路器短

15、延时 t1=0.0ms；上级断路器短延时t2=0.0ms；不合格第二支路：本级实际短路电流：772.75A；本级动作上限：90.0A；合格上级实际短路电流：772.75A；上级瞬动下限：175.0A；本级断路器短延时 t1=0.0ms；上级断路器短延时t2=0.0ms；不合格2.3 系统建议系统建议配置方案如图4所示图4是将蓄电池出口电缆线径按照DL/T 5044的要求，根据蓄电池容量将其增加至400 mm2；将原系统馈电屏和分电屏中使用的普通两段保护直流断路器更换为具有三段保护特 性的GM5FB系列和GM5B-32系列直流断路器；负载侧的普通C特性保护的小型断路器全 部替换为 GM5-63L

16、 超级限流型小型断路器。这样整个系统利用直流软件分析全部配置合 格。蓄电池 U =112.84|V| ； Ah=1000AK 单体 U0=2.17|V| ； rl =0.256M 单n=52 Pcs ； Ilh=550A铜芯电缆S=500itmJ ； L=20mSR=16.S24M ； 1=6707AGM5FB-800 ； In=630AIcs=50kASR=17.624M ； 1=6-403AGM5FB-250 ； In=100AIcs=50kASR=20.124M ； 1=5607A詞芯电缆S=95nun2 ； L=100mSR=58.861M ； I=1917AGM5B-32_H ； I

17、n=32AIcs=10kAi ； t=7msSR=6S.361M ； 1=1651 A洞芯导线S=10imn2 ； L=20mSR=141.961M ； 1=795 AI GM5B-32 H； In=25AX Ics=10kAf； t=7msSR=2S.624M ； 1=3942 A洞芯导线S=10imn2 ； L=20mSR=102.224M ； I=1104A1 GM5-63 CL； In=6AX Ics=10lsA ； t=0msSR=24S.224M ； 1=455 A1 GM5-63 CL； In=6AX Ics=10kA ； t=0msSR=2S7.961M ； 1=392 A詞芯

18、导线S=2.5mm2 ； L=1.5mSR=310.041M ； I=364A1=1 A詞芯导线S=2.5imn2 ； L=1.5mZR=270.304M ； 1=417A负载1=1 A图4 XX电厂机组控制直流电源系统建议图 4 的具体分析如下：（1）蓄电池出口电缆压降校验实际压降=0.81V；许可压降=1.1V；合格（2）蓄电池出口断路器灵敏度校验：断路器额定电流630A；负载电流550.0A；合格负载短路电流：6402.63A；动作上限:3937.5A；合格（3）馈电屏与上级蓄电池出口断路器选择性校验1）第一支路：本级实际短路电流：5607.24A；本级动作上限：625.0A；合格 上级

19、实际短路电流：5607.24A；上级瞬动下限：12000.0A；本级断路器短延时t1=15.0ms；上级断路器短延时t2=15.0ms；合格2）第二支路：本级实际短路电流：3942.15A；本级动作上限：300.0A；合格上级实际短路电流：3942.15A；上级瞬动下限：12000.0A；本级断路器短延时 t1=7.0ms；上级断路器短延时t2=15.0ms；合格（4）分电屏开关与上级馈电屏开关选择性校验：第一支路：本级实际短路电流：1650.65A；本级动作上限：384.0A；合格 上级实际短路电流：1917.06A；上级瞬动下限：3200.0A；本级断路器短延时 t1=7.0ms；上级断路

20、器短延时t2=15.0ms；合格（5）负载开关与上级馈电屏或分电屏开关选择性校验：第一支路：本级实际短路电流：391.86A；本级动作上限：60.0A；合格上级实际短路电流：406.13A；上级瞬动下限：2000.0A；本级断路器短延时 t1=0.0ms；上级断路器短延时t2=7.0ms；合格第二支路：本级实际短路电流：454.59A；本级动作上限：60.0A；合格上级实际短路电流：487.57A；上级瞬动下限：1440.0A；本级断路器短延时 t1=0.0ms；上级断路器短延时t2=7.0ms；合格2.4 系统说明2.4.1 蓄电池出口的的保护电器在现场为熔断器，采用本软件分析时，使用的是

21、GM5FB 系列具有熔断器保护特性的塑壳断路器等效代替，具有跟熔断器等效的特性。3网控（升压站）直流系统分析（DC110V600Ah蓄电池系统）3.1 系统描述2 电 3 充，无分屏。蓄电池： 600Ah 52只 DC110V。蓄电池出口电缆：120mm2X10m蓄电池出口保护电器：500A 分析用GM5FB-800 500A断路器等效代替。直流馈电屏开关：5SJ52- C25、C16；分析时用GM5-63/ C25、C16等效代替。第一支路直流配电屏至测保屏导线4mm2X20m。（正确）第一支路直流配电屏至测保屏导线2.5mm2X20m （正确）测控保护屏回路开关额定电流：B6A、B4A；分

22、析用GM5-63/B6、B4A等效代替。 测保屏至负荷导线 2.5 mm2X 1.5m。其他： 充电机回路熔断器：不详；不影响系统级差配合分析，可不考虑。3.2系统分析蓄电池 U =112.S4|V| ； Ah=600Ah 单体 U0=2.17|V| ； rl=0.358M 单n=52Pcs ； Ilh=330A铜芯电缆S=120nun2 ； L=10in SR=23.723M ； 1=4757AGM5-63_B ； In=6AIcs=10kA ； t=OmsSR=279.523M ； I=404AGM5FB-800 ； In=500AIcs=50kASR=24.723M ； I=4564A詞

23、芯导线S=2.5nun2 ； L=1.5mSR=301.603M ； I=374AGM5-63_C ； In=25AIcs=10kA ； t=0insSR=31.523M ； I=35S0AS=4mm2| ； L=20miSR=215.523M ； I=524A负载1=1 AGM5-63_C ； In=16AIcs=10kA ； t=OinsSR=36.723M ； 1=3073 AGM5-63_B ； In=4AIcs=10kA ； t=0insSR=587.123M ； 1=192AS=2.5inin2 ； L=20miSR=331.123M ； 1=341 AS=2.5min2 ； L=

24、1.5miSR=609.203M : I=1S5A负我1=1 A图5 XX电厂网控直流电源系统现状现状分析图如图 5 所示，图 5 的具体分析如下：（1）蓄电池出口电缆压降校验实际压降=1.O1V；许可压降=1.1V；合格。（2）蓄电池出口断路器灵敏度校验：断路器额定电流500A；负载电流330.0A；合格；负载短路电流：4564.23A；动作上限:3125A；合格。（3）馈电屏与上级蓄电池出口断路器选择性校验1）第一支路：本级实际短路电流：3579.65A；本级动作上限：375.0A；合格 上级实际短路电流：3579.65A；上级瞬动下限：8000.0A；本级断路器短延时t1=O.Oms；上

25、级断路器短延时t2=15.0ms；合格。2）第二支路：本级实际短路电流：3072.76A；本级动作上限：240.0A；合格； 上级实际短路电流：3072.76A；上级瞬动下限：8000.0A；本级断路器短延时t1=O.Oms；上级断路器短延时t2=15.0ms；合格。（4）负载开关与上级馈电屏开关选择性校验：第一支路：本级实际短路电流：403.69A；本级动作上限：42.0A；合格；上级实际短路电流： 403.69A ；上级瞬动下限： 175.0A ；本级断路器短延时 t1=0.0ms；上级断路器短延时t2=0.0ms；不合格第二支路：本级实际短路电流：192.19A；本级动作上限：28.0A

26、；合格；上级实际短路电流：192.19A；上级瞬动下限：112.0A；本级断路器短延时 t1=0.0ms；上级断路器短延时t2=0.0ms；不合格3.3 系统建议蓄电池 U=112.84|V| ； Ah=600AK 单体 U0=2.17|V| ； rl=0.35SM 单n=52Pcs ； Ilh=330A铜芯电缆S=120mm2 ； L=10m SR=23.723M ； 1=4757 AGM5FB-S00 ； In=500AIcs=50kASR=24.723M ； I=4564A詞芯导线S=4imn2 ； L=20miSR=219.723M ； I=514AGM5B-32_H ； In=25A

27、Ics=10kAi ； t=7msSR=35.723M ； 1=3159AGM5-63_CL； In=6AIcs=10kA ； t=OinsSR=365.723M ； 1=309 AS=2.5mm2 ； L=2Cl 词 SR=338.723M ； 1=333 AS=2.5nun2 ； L=1.5inSR=387.803M ； 1=291 A11.充电装置11.充电回路斷路器GM5B-32_H ； In=16A Ics=10kAi J t=7msSR.=44.323M ； 1=2546 A詞芯导线S=2.5nun2 ； L=1.5inSR=650.803M ； 1=173AGM5-63_CL；

28、In=4AIcs=10kA ； t=0msSR=628.723M ； 1=179A负载1=1 A负载1=1 A图6 XX电厂网控直流电源系统建议系统建议配置方案如图 6 所示；图 6 是将原系统馈电屏和测保屏中使用的普通两段保护直流断路器更换为 GM5B-32 系列具有三段保护特性的直流断路器和GM5-63L系列快速限流型的小型断路器;这样整个 系统利用直流软件分析全部配置合格。图6的具体分析如下： （1）蓄电池出口电缆压降校验实际压降=1.01V；许可压降=1.1V；合格2）蓄电池出口断路器灵敏度校验：断路器额定电流500A；负载电流330.0A；合格负载短路电流：4564.23A；动作上限

29、:3125A；合格（3）馈电屏与上级蓄电池出口断路器选择性校验1）第一支路：本级实际短路电流：3158.78A；本级动作上限：300.0A；合格； 上级实际短路电流：3158.78A；上级瞬动下限：8000.0A；本级断路器短延时t1=7.0ms；上级断路器短延时t2=15.0ms；合格。2）第二支路：本级实际短路电流：2545.88A；本级动作上限：192.0A；合格； 上级实际短路电流：2545.88A；上级瞬动下限：8000.0A；本级断路器短延时t1=7.0ms；上级断路器短延时t2=15.0ms；合格。（4）负载开关与上级馈电屏开关选择性校验：第一支路：本级实际短路电流：308.54

30、A；本级动作上限：60.0A；合格；上级实际短路电流：308.7A；上级瞬动下限：1440.0A；本级断路器短延时 t1=0.0ms；上级断路器短延时t2=7.0ms；合格。第二支路：本级实际短路电流：179.48A；本级动作上限：40.0A；合格；上级实际短路电流：202.16A；上级瞬动下限：960.0A；本级断路器短延时 t1=0.0ms；上级断路器短延时t2=7.0ms；合格。3.4 系统说明3.4.1 蓄电池出口的的保护电器在现场为熔断器，采用本软件分析时，使用的是 GM5FB 系列具有熔断器保护特性的塑壳断路器代替，具有跟熔断器等效的特性。3.4.3 通过使用 GM5B-32 系列具有三段保护特性的直流断路器和 GM5-63L 系列快速 限流型的小型断路器可以很好的解决直流电源系统级差配合的问题。