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直流电源系统技术标准

（附编制说明）

1总则

1.1为了适应电网发展要求，提高设备运行的安全可靠性，加强直流电源系统设备技术管理，

特制定本技术标准。

1.2本标准是依据国家和行业的有关标准、规程和规范并结合国家电网公司输变电设备评估分析、生产运行情况分析以及设备运行经验而制定的。

1.3本标准对直流电源系统设备的技术条件、订货、监造、出厂验收、包装贮运、现场安装、

现场验收、试验方法等提出了具体要求。

1.4本标准适用于国家电网公司系统的发电厂、变电所及其他电力工程对直流电源装置的技术管理。

2引用标准

以下为输电设备设计、制造及试验所应遵循的国家、行业和企业的标准及规范，但不仅限于此：

GB13337.1-1991固定型防酸式铅酸蓄电池技术条件

GB/T17626.2－1998电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

GB/T17626.12－1998电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验

DL/T637-1997阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件

DL/T5044-2004电力工程直流系统设计技术规定

DL/T459-2000电力系统直流电源柜订货技术条件

DL/T724-2000电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护规程

DL/T5120-2000小型电力工程直流系统设计规程

DL/T781-2001电力用高频开关整流模块

国家电网公司电力生产设备评估管理办法（生产输电[2003]95号）

国家电网公司关于加强电力生产技术监督工作意见（生产输电[2003]29号）

国家电网公司预防直流电源系统事故措施（国家电网生[2004]641号）

3使用条件

3.1正常使用的环境条件

3.1.1海拔不超过1000m。

3.1.2设备运行期间周围空气温度不高于40℃，不低于-10℃。

3.1.3日平均相对湿度不大于95%，月平均相对湿度不大于90%。

3.1.4安装使用地点无强烈振动和冲击，无强电磁干扰，外磁场感应强度不得超过0.5mT。

3.1.5安装垂直倾斜度不超过5%。

3.1.6使用地点不得有爆炸危险介质，周围介质不含有腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体及导电介质。

3.2正常使用的电气条件

3.2.1频率变化范围不超过±2%。

3.2.2交流输入电压波动范围不超过-10%～+15%。

3.2.3交流输入电压不对称度不超过5%。

3.2.4交流输入电压应为正弦波，非正弦含量不超过额定值的10%。

4型号与基本参数

4.1型号

型号按DL/T459-2000规定含义。

4.2基本参数

4.2.1额定输入电压

单相：

AC220V。

三相：

AC380V。

4.2.2额定输入频率：

50Hz。

4.2.3直流额定电压：

50V、115V、230V。

4.2.4直流标称电压：

48V、110V、220V。

4.2.5充电装置输出直流额定电流：

5A、10A、15A、20A、30A、40A、50A、80A、100A、160A、200A、250A、315A、400A。

4.2.6蓄电池的额定容量：

（10～3000）Ah。

4.2.7设备负载等级

负载等级为一级，即连续输出额定电流。

4.2.8稳流精度

磁放大型充电装置：

≤±5%；相控型充电装置：

≤±2%；高频开关电源型充电装置：

≤±1%。

4.2.9稳压精度

磁放大型充电装置：

≤±2%；相控型充电装置：

≤±1%；高频开关电源型充电装置：

≤±0.5%。

4.2.10纹波系数

磁放大型充电装置：

≤±2%；相控型充电装置：

≤±1%；高频开关电源型充电装置：

≤±0.5%。

5通用技术要求

5.1系统组成

系统包括交流输入、微机监控、充电、馈电、蓄电池组、绝缘监察（接地选线可选）、放

电（可选）、母线调压装置（可选）、电压监测（可选）、电池巡检（可选）等单元组成。

5.2各部件要求

5.2.1交流输入

5.2.1.1每个成套充电装置应有两路交流输入，互为备用，当运行的交流输入失去时能自动切换到备用交流输入供电。

5.2.1.2对于额定交流输入为220V的充电装置，应检测相电压；对于额定交流输入为380V的充电装置，则应监视各线电压。

其表计的精度应不低于1.5级。

5.2.1.3直流电源系统应装设有防止过电压的保护装置。

5.2.2母线调压装置

5.2.2.1在动力母线（或蓄电池输出）与控制母线间设有母线调压装置的系统，应采用防止母线调压装置开路造成控制母线失压的有效措施。

5.2.2.2母线调压装置的标称电压不小于系统标称电压的15％。

5.2.3直流系统的电压、电流监测

5.2.3.1应能对直流母线电压、充电电压、蓄电池组电压、充电装置输出电流、蓄电池的充电和放电电流等参数进行监测。

5.2.3.2蓄电池输出电流表要考虑蓄电池放电回路工作时能指示放电电流，否则应装设专用的放电电流表。

5.2.3.3直流电压表、电流表应采用精度不低于1.5级的表计，如采用数字显示表，应采用精度不低于0.1级的表计。

5.2.3.4电池监测仪应实现对每个单体电池电压的监控，其测量误差应≤2‰。

5.2.4电池组（柜）

5.2.4.1防酸蓄电池和大容量的阀控蓄电池宜安装在专用蓄电池室内。

容量在40Ah及以下的镉镍电池和300Ah及以下的阀控蓄电池，可安装在电池柜内。

5.2.4.2电池柜内应装设温度计。

5.2.4.3电池柜体结构应有良好的通风、散热。

电池柜内的蓄电池应摆放整齐并保证足够的空间：

蓄电池间不小于15mm,蓄电池与上层隔板间不小于150mm。

5.2.4.4系统应设有专用的蓄电池放电回路，其直流空气断路器容量应满足蓄电池容量要求。

5.2.5如采用高频开关电源模块应满足下列要求

5.2.5.1N+1配置，并联运行方式，模块总数宜不小于3块。

5.2.5.2监控单元发出指令时，按指令输出电压、电流，脱离监控单元，可输出恒定电压给电池浮充。

5.2.5.3可带电拔插更换。

5.2.5.4软起动、软停止，防止电压冲击。

5.3结构与元器件的要求

5.3.1结构要求

5.3.1.1柜体外形尺寸（柜体外形尺寸是指柜体框架尺寸）应采用以下两种之一，根据需要，柜的宽度和深度可取括号中的调整值。

2200mm×800（1000、1200）mm×600（800）mm（优选值）（高×宽×深）；

2300mm×800（1000、1200）mm×550（800）mm；

高度公差为±2.5mm，宽度公差为0～-2mm，深度公差为±1.5mm。

5.3.1.2柜体应设有保护接地，接地处应有防锈措施和明显标志。

门应开闭灵活，开启角不小于90°，门锁可靠。

门与柜体之间应采用截面不小于6mm2的多股软铜线可靠连接。

5.3.1.3紧固连接应牢固、可靠，所有紧固件均具有防腐镀层或涂层，紧固连接应有防松措施。

5.3.1.4元件和端子应排列整齐、层次分明、不重叠，便于维护拆装。

长期带电发热元件的安装位置应在柜内上方。

5.3.2元器件的要求

5.3.2.1柜内安装的元器件均应有产品合格证或证明质量合格的文件。

不得选用淘汰的、落后的元器件。

5.3.2.2直流回路中严禁使用交流空气断路器；当使用交直流两用空气断路器时，其性能必须满足开断直流回路短路电流和动作选择性的要求。

5.3.2.3导线、导线颜色、指示灯、按钮、行线槽、涂漆等均应符合国家或行业现行有关标准的规定。

5.3.2.4直流电源系统设备使用的指针式测量表计，其量程应满足测量要求。

5.3.2.5直流空气断路器、熔断器应具有安一秒特性曲线，上下级应大于2级的配合级差，并应满足动作选择性的要求。

5.3.2.6直流电源系统中应防止同一条支路中熔断器与空气断路器混用，尤其不应在空气断

路器的下级使用熔断器。

防止在回路故障时失去动作选择性。

5.3.2.7蓄电池组、交流进线、整流装置直流输出等重要位置的熔断器、断路器应装有辅助报警触点。

无人值班变电站的各直流馈路熔断器或断路器宜装有辅助报警触点。

5.3.2.8馈线开关应并接在直流汇流母线上，以便于维护、更换。

5.3.2.9同类元器件的接插件应具有通用性和互换性，应接触可靠、插拔方便。

插接件的接触电阻、插拔力，允许电流及寿命，均应符合有关国家及行业现行标准要求。

5.3.2.10柜内母线、引线应采取硅橡胶热缩或其他防止短路的绝缘防护措施。

5.4电气间隙和爬电距离

柜内两带电导体之间、带电导体与裸露的不带电导体之间的最小距离，应符合表1规定的最小电气间隙和爬电距离的要求。

表1　　　电气间隙和爬电距离

额定绝缘电压Ｕi额定工作电压交流均方根值或直流（Ｖ）

额定电流≤63（A）

额定电流≥63（A）

电气间隙（mm）

爬电距离（mm）

电气间隙（mm）

爬电距离（mm）

≤60

3.0

5.0

3.0

5.0

6.0

8.0

300

8.0

12.0

10.0

12.0

注：

小母线汇流排或不同极的裸露带电的导体之间，以及裸露带电导体与未经绝缘的不带电导体之间的电气间隙不小于12mm，爬电距离不小于20mm。

5.5电气绝缘性能

5.5.1绝缘电阻

5.5.1.1柜内直流汇流排和电压小母线，在断开所有其他连接支路时，对地的绝缘电阻应不小于10MΩ。

5.5.1.2蓄电池组的绝缘电阻：

⑴电压为220V的蓄电池组不小于200kΩ。

⑵电压为110V的蓄电池组不小于100kΩ。

⑶电压为48V的蓄电池组不小于50kΩ。

5.5.2工频耐压

柜内各带电回路，按其工作电压应能承受表2所规定历时1min的工频耐压的试验，试验过程中应无绝缘击穿和闪络现象。

5.5.3试验部位

5.5.3.1非电连接的各带电电路之间。

5.5.3.2各独立带电电路与地（金属框架）之间。

5.5.3.3柜内直流汇流排和电压小母线，在断开所有其他连接支路时对地之间。

5.5.4冲击耐压

柜内各带电电路对地（金属框架）之间，按其工作电压应能承受表2所规定标准雷电波的短时冲击电压的试验。

试验过程中应无击穿放电。

表2绝缘试验的试验等级

额定绝缘电压Ui额定工作电压交流均方根值或直流（V）

工频电压

（kV）

冲击电压

（kV）

额定绝缘电压Ui额定工作电压交流均方根值或直流

（V）

工频电压

（kV）

冲击电压

（kV）

≤60

1.0

300

2.5

2.0

5.6防护等级

柜体外壳防护等级应不低于IP20。

5.7噪声

在正常运行时，采用高频开关充电装置的系统自冷式设备的噪声应不大于50dB，风冷式设备的噪声平均值应不大于55dB；采用相控充电装置的系统的设备噪声平均值不大60dB。

5.8温升

充电装置及各发热元器件，在额定负载下长期运行时，其各部位的温升均不应超过表3的规定。

表3设备各部件的极限温升

部件或器件

极限温升（K）

部件或器件

极限温升（K）

整流管外壳

整流变压器、电抗器B级绝缘绕组

晶闸管外壳

铁芯表面

不损伤相接触的绝缘零件

降压硅堆外壳

电阻发热元件

25（距外表30mm处）

母线连接处

铜与铜

铜搪锡—铜搪锡

与半导体器件的连接处

与半导体器件连接的塑料绝缘线

5.9蓄电池组容量

蓄电池组应按表4规定的放电电流和放电终止电压规定值进行容量试验。

蓄电池组应进行三次充放电循环，第三次循环应达到额定容量。

表4电池放电终止电压与充放电电流

电池类别

标称电压（V）

放电终止电压（V）

额定容量（Ah）

充放电电流（A）

固定型防酸式铅酸蓄电池

1.8

C10

I10

阀控式密封铅酸蓄电池

1.8

C10

I10

5.25（1.75×3）

C10

I10

10.5（1.75×6）

C10

I10

镉镍碱性蓄电池

1.2

1.0

注：

1、C5—5h（小时）率额定容量。

Ah（安时）；I5—5h（小时）率放电电流，数值C5/5，A。

2、C10—10h（小时）率额定容量。

Ah（安时）；I10—10h（小时）率放电电流，数值C10/10，A。

5.10事故放电能力

蓄电池组按规定的事故放电电流放电1h后，叠加规定的冲击电流，进行10次冲击放电。

冲击放电时间为500ms，两次之间间隔时间为2s，在10次冲击放电的时间内，直流（动力）母线上的电压不得低于直流标称电压的90%。

5.11负荷能力

设备在正常浮充电状态下运行，当提供冲击负荷时，要求其直流母线上电压不得低于直流标称电压的90%。

5.12连续供电

设备在正常运行时，交流电源突然中断，直流母线应连续供电，其直流（控制）母线电压波动瞬间的电压不得低于直流标称电压的90%。

5.13电压调整功能

设备内的调压装置应具有手动调压功能和自动调压功能。

采用无级自动调压装置的设备，应有备用调压装置。

当备用调压装置投入运行时，直流（控制）母线应连续供电。

5.14充电装置的技术性能

5.14.1设备应有充电（恒流、限流恒压充电），浮充电及自动转换的功能，并具有软启动特性。

5.14.2充电装置主要技术参数应达到表5中的规定。

表5充电装置的精度及纹波系统允许值

项目名称

充电装置类别

磁放大型

相控型

高频开关电源型

Ⅰ

Ⅱ

稳压精度

≤±2%

≤±0.5%

≤±1%

≤±0.5%

稳流精度

≤±5%

≤±1%

≤±2%

≤±1%

纹波系数

≤2%

≤1%

≤0.5%

注：

Ⅰ、Ⅱ表示充电装置的精度分类。

5.14.3高频开关电源模块并机均流要求

多台高频开关电源模块并机工作时，其均流不平衡度应不大于±5%。

5.14.4限压及限流特性

充电装置以稳流充电方式运行，当充电电压达到限压整定值时，设备应能自动限制电压，

自动转换为恒压充电运行。

充电装置以稳压充电方式运行，若输出电流超过限流的整定值，设备能自动限制电流，并自动降低输出电压，输出电流将会立即降至整定值以下。

5.14.5恒流充电时，充电电流的调整范围为20%In～130%In（In－额定电流，A,下同）。

5.14.6恒压运行时，充电电流的调整范围为0～100%In。

5.14.7蓄电池组充电电压调整范围

电压调整范围为90%～125%（2V铅酸式蓄电池）；90%～130%（6V、12V阀控式蓄电池）90%～

145%（镉镍蓄电池）直流标称电压。

5.15效率

磁放大型充电装置的效率应不小于70%，相控型充电装置的效率应不小于80%，高频开关电源型充电装置的效率应不小于90%。

5.16保护及报警功能要求

5.16.1绝缘监察要求

5.16.1.1设备的绝缘监察装置绝缘监察水平应满足表6的规定。

表6绝缘水平整定值

标称电压（V）

普通绝缘监察装置（kΩ）

标称电压（V）

普通绝缘监察装置（kΩ）

220

1.7

110

5.16.1.2当设备直流系统发生接地故障（正接地、负接地或正负同时接地）其绝缘水平下降到低于表6规定值时，应满足以下要求：

（1）设备的绝缘监察应可靠动作；

（2）能直读接地的极性；

（3）设备应发出灯光信号并具有远方信号触点以便引接屏（柜）的端子。

5.16.2电压监察要求

设备内的过压继电器电压返回系数应不小于0.95，欠压继电器电压返回系数应不大于1.05。

当直流母线电压高于或低于规定值时应满足以下要求：

a）设备的电压监察应可靠动作。

b）设备应发出灯光信号，并具有远方信号触点以便引接屏（柜）的端子。

c）设备的电压监察装置应配有仪表并具有直读功能。

5.16.3闪光报警要求

当用户需要时，设备可设置完善的闪光信号装置和相应的试验按钮。

5.16.4故障报警要求

当交流电源失压（包括断相）、充电装置故障、绝缘监察装置故障或蓄电池组等熔断器熔断

时，设备应能可靠发出报警信号。

5.17微机监控装置的要求

5.17.1控制程序

5.17.1.1监控装置应具有充电、长期运行、交流中断的控制程序。

5.17.1.2微机监控装置能自动进行恒流限压充电－恒压充电－浮充电－进入正常充电运行状态。

5.17.1.3根据整定时间，微机监控装置将自动地对蓄电池组进行均衡充电。

5.17.2显示及报警功能

5.17.2.1监控装置应能显示交流输入电压、直流控制母线电压、直流动力母线电压、充电电压、蓄电池组电压、充电装置输出电流、蓄电池的充电、放电电流等参数。

5.17.2.2监控装置应能对其参数进行设定、修改。

若发现下列状态：

交流电压异常、充电装置故障、母线电压异常、蓄电池电压异常、母线接地等，应能发出相应信号及声光报警。

其保护及报警功能应符合5.16的规定。

5.17.2.3监控装置能自我诊断内部的电路故障和不正常的运行状态，并能发出声光报警。

5.17.3三遥功能

监控装置内应设有通信接口，实现对设备的遥信、遥测及遥控，其主要功能要求见表7。

表7遥信、遥测及遥控功能

遥测

交流输入电压、直流母线电压、负载总电流、蓄电池电压、电池充放电电流等参数

遥信

充电装置故障、交流电压异常、控制母线过/欠压、直流接地、直流空气断路器脱扣、电池组熔断器熔断、绝缘监察和其他装置故障等信号

遥控

直流电源装置的开启、关停控制。

充电装置的均、浮充转换控制。

5.18电磁兼容性

5.18.1振荡波抗扰度要求

微机监控装置和高频开关电源型充电装置应能承受GB/T17626.12中规定的试验严酷等级为三级振荡波抗扰度试验的能力。

5.18.2静电放电抗扰度

微机监控装置和高频开关电源充电装置应能承受GB/T1762602中规定的试验严酷等级为三级静电放电抗扰度试验的能力。

5.19谐波电流

装有高频开关电源的设备，交流输入端谐波电流含有率应不大于基波电流的30%。

6检验与试验

设备检验分出厂试验和型式试验。

6.1出厂试验

出厂设备应逐台进行出厂试验、试验合格后方可给予出厂试验合格证。

6.2型式试验

设备属于下列情况者应进行型式试验：

（1）新研制或转产的直流电源柜；

（2）当设计、工艺、材料、主要元器件改变而影响到直流电源设备的性能时；

（3）停产二年以上再次生产时；

（4）在正常生产情况下，每三年进行一次型式试验。

6.3试验项目

型式试验与出厂试验项目见表8。

表8型式试验与出厂试验项目表

序号

试验项目

通用型直流电源柜

微机型直流电源柜

一般检查

型式试验

出厂试验

型式试验

出厂试验

电气绝缘性能试验

√

绝缘电阻测量

工频耐压试验

√

冲击耐压试验

√

防护等级试验

√

—

√

—

噪声试验

√

—

√

—

温升试验

√

—

√

—

蓄电池组容量试验

√

事故放电能力试验

√

—

√

—

负荷能力试验

√

—

√

—

连续供电试验

√

—

√

—

电压调整功能试验

√

稳流精度试验

√

稳压精度试验

√

纹波系数试验

√

并机均流试验

—

√

限流及限压特性试验

√

效率试验

√

—

√

—

保护及报警特性试验

√

控制程序试验*

—

√

显示及检测功能试验

—

√

三遥功能试验

—

√

电磁兼容性试验

—

√

—

振荡波抗扰度试验

—

√

—

静电放电抗扰度试验

—

√

—

谐波电流测量

—

√

—

注：

*有此功能时进行。

6.4试验方法

6.4.1一般检查

6.4.1.1柜体结构及安装、外形尺寸、保护接地的检查结果应符合5.3.1的规定。

6.4.1.2元器件应符合5.3.2的规定。

6.4.1.3导线、导线颜色、指示灯、按钮、行线槽、涂漆等应符合5.3.2.3的规定。

6.4.1.4电气间隙、爬电距离的检查结果应符合5.4的规定。

6.4.2电气绝缘性能试验

6.4.2.1绝缘电阻测量

用1000V兆欧表测量被测部位，绝缘电阻测试结果应符5.5.1的规定。

6.4.2.2工频耐压试验

用工频耐压试验装置，对5.5.2所列的试验部位，按表2规定的试验电压，施加试验电压lmin，应无闪络和击穿。

6.4.2.3冲击耐压试验

将冲击电压加在5.5.3所列的试验部位，其他电路和外露的导电部分连在一起接地。

按表2规定的试验电压，加3次正极性和3次负极性雷电波的短时冲击电压，每次间隙时间不小于5s。

试验后设备应符合5.5.3的规定。

6.4.3防护等级试验

试验方法按GB4208-93中12.1规定进行。

6.4.4噪声试验

将设备在额定负载和周围环境噪声不大于40dB的条件下运行时，距柜外围前、后、左、右各1m处，离地面高度（1～1.5）m处，测得噪声值应符合5.7的规定。

6.4.5温升试验

设备在额定输入电压、额定负载、浮充电工作状态下连续运行时，调压装置中硅元件全部投入，调压装置通过的电流为其额定电流，关好柜门，使各发热元件的温度逐渐上升，当温度趋于稳定时，测得各发热元件的温升不得超过表3的规定。

发热元件不得因其温度升高影响周围元器件的正常工作。

6.4.6蓄电池组容量试验

6.4.6.1为简化试验工作量，统一考虑严酷度，对进行型式试验蓄电池组的蓄电池数量规定见表9。

表9蓄电池组的蓄电池数量（只）

单只蓄电池标称电压（V）

蓄电池组的蓄电池数量*

镉镍碱性蓄电池

1.2

184

阀控式密封铅酸蓄电池

104

*指直流标称电压220V的蓄电池组

6.4.6.2将设备中蓄电池充至满容量后，充电装置停止工作：

（1）镉镍蓄电池按GB/T9368规定的试验方法进行容量试验；

（2）阀控式密封铅酸蓄电池按DL/T637标准规定的试验方法进行容量试验。

6.4.6.3以蓄电

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