核電廠直流電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)推薦實(shí)施方法（GB/T 14546-2008）

1范圍 　　本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了核電廠直流電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)施方法。 　　本標(biāo)準(zhǔn)適用于鉛酸蓄電池、靜止式充電裝置及直流配電設(shè)備的設(shè)計(jì)，包括設(shè)備的數(shù)量和類型的選擇；設(shè)備額定值的確定；相互連接；儀表、控制和保護(hù)等的選擇。 　　本標(biāo)準(zhǔn)不適用于充電裝置的交流電源和直流系統(tǒng)供電的負(fù)載(除非它們影響直流系統(tǒng)的設(shè)計(jì))，也不適用于機(jī)車專用的啟動(dòng)型蓄電池系統(tǒng)。 　　2規(guī)范性引用文件 　　下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。 　　GB/T 3797電氣控制設(shè)備 　　GB/T 3859半導(dǎo)體變流器 　　GB/T 12727核電廠安全系統(tǒng)電氣設(shè)備質(zhì)量鑒定 　　GB/T 12788核電廠安全級(jí)電力系統(tǒng)準(zhǔn)則 　　GB/T 13286核電廠安全級(jí)電氣設(shè)備和電路獨(dú)立性準(zhǔn)則 　　EJ/T 518核電廠安全級(jí)電動(dòng)機(jī)控制中心質(zhì)量鑒定 　　EJ/T 525.1核電廠用蓄電池第1部分；容量的確定 　　EJ/T 525.2核電廠用蓄電池第2部分：安裝設(shè)計(jì)和安裝準(zhǔn)則 　　EJ/T 525.4核電廠用蓄電池第4部分；維護(hù)、試驗(yàn)和更換方法 　　EJ/T 573核電廠安全級(jí)蓄電池質(zhì)量鑒定 　　EJ/T 705核電廠安全級(jí)電纜及現(xiàn)場(chǎng)電纜連接的型式檢驗(yàn) 　　3術(shù)語和定義 　　下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。 　　3.1 　　蓄電池容量battery capacity 　　通過試驗(yàn)測(cè)量得到的已安裝蓄電池的可用安時(shí)容量。這個(gè)測(cè)試通常是在均充后通過性能或更改性能試驗(yàn)實(shí)施的。蓄電池的容量也許大于或小于額定容量，以給定放電時(shí)間的額定容量的百分?jǐn)?shù)表示。 　　對(duì)于鉛酸蓄電池，這取決于很多物質(zhì)的衰退：極板、與極板有接口連接的部分、焊接和鉛氧化物的晶狀表面以及鉛氧化物與電解液的接觸面、電解液濃度、正負(fù)極間氫氧遷移阻力。由于影響蓄電池性能的因素是變化的，被測(cè)蓄電池在較長(zhǎng)放電時(shí)間與較短放電時(shí)間的測(cè)試容量可能不同。 　　3.2 　　蓄電池額定容量battery rated capacity 　　蓄電池在100％充電時(shí)的額定可用安時(shí)容量。額定安時(shí)容量可能由于不同的放電持續(xù)時(shí)間而不同，一般來講，較長(zhǎng)的放電持續(xù)時(shí)間能夠充分利用蓄電池內(nèi)的有效物質(zhì)。 　　注：制造廠的容量曲線舉例見EJ/T 525.1。 　　4總則 　　4.1運(yùn)行描述 　　所有核電廠都要求直流系統(tǒng)向失去交流電源時(shí)應(yīng)工作的直流用電設(shè)備供電，這些設(shè)備如廠用電動(dòng)機(jī)、斷路器、繼電器、電磁閥和逆變裝置等。直流電源可以為動(dòng)力和控制兩者設(shè)置一組共用的蓄電池，也可以分開設(shè)置二組蓄電池——一組用于動(dòng)力，另一組用于控制和儀表。作為專用設(shè)施，例如作為柴油機(jī) 　　的啟動(dòng)電源，可另外設(shè)置專用的蓄電池組。 　　在正常運(yùn)行時(shí)蓄電池組和充電裝置一起接到直流配電母線上，作并聯(lián)電源運(yùn)行，向負(fù)載供電。充電裝置除了對(duì)蓄電池充電外帶正常的連續(xù)運(yùn)行負(fù)載，充電器一般設(shè)有典型的限流回路用于過負(fù)載保護(hù)，當(dāng)過負(fù)載時(shí)，輸出電壓隨之下降，使超出充電裝置額定容量的所有負(fù)載由蓄電池供電，因而保護(hù)了充電裝置免遭過負(fù)載的損壞。在下列事故時(shí)蓄電池應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)間內(nèi)向所有需要直流電力的負(fù)載供電： 　　a)充電裝置的交流電源故障時(shí)； 　　b)充電裝置故障(或者充電裝置退出運(yùn)行)時(shí)。 　　4.2蓄電池組數(shù) 　　每臺(tái)機(jī)組至少應(yīng)有一組蓄電池。如果一臺(tái)機(jī)組的負(fù)載分為二個(gè)或更多獨(dú)立的系統(tǒng)，則每個(gè)系統(tǒng)需要一組單獨(dú)的蓄電池。如果所需的最大直流負(fù)載超過了單個(gè)蓄電池的容量，則需考慮兩組獨(dú)立的系統(tǒng)。 　　如果合適的話，這兩個(gè)系統(tǒng)之間應(yīng)裝設(shè)母聯(lián)。 　　對(duì)于核電廠1E級(jí)系統(tǒng)，一臺(tái)機(jī)組的每個(gè)專設(shè)安全設(shè)施的通道至少應(yīng)有一組獨(dú)立的蓄電池為它供電，以滿足安全級(jí)冗余電力系統(tǒng)的獨(dú)立性要求。在由直流供電的反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，為了提高運(yùn)行的靈活性，其安全級(jí)蓄電池的組數(shù)應(yīng)等于獨(dú)立的冗余反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)的通道個(gè)數(shù)。如某一機(jī)組設(shè)有4個(gè)反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)通道，則應(yīng)設(shè)有4組蓄電池，按5.2確定每組蓄電池容量的額定值。 　　4.3充電裝置及其配電屏的套數(shù) 　　每一組蓄電池至少應(yīng)設(shè)有一套充電裝置和配電屏，為了提高運(yùn)行的靈活性和電廠的可用性應(yīng)考慮設(shè)置備用的充電裝置(詳見第7章)。 　　4.4直流系統(tǒng)電壓和蓄電池的容量 　　核電廠蓄電池組額定電壓一般采用220V、110V、48V和24V。應(yīng)根據(jù)用電設(shè)備類型、額定容量、價(jià)格、適用性和安裝地點(diǎn)等確定具體選用的蓄電池組的合適的額定電壓。電壓可按下列要求確定： 　　a)泵電動(dòng)機(jī)、大型閥門操作機(jī)構(gòu)和大容量逆變裝置等動(dòng)力負(fù)載一般由220V蓄電池組供電； 　　b)小容量的逆變器、直流電源、繼電器邏輯回路和配電裝置斷路器的合閘和跳閘的控制電源一般采用110V蓄電池； 　　c)如果動(dòng)力負(fù)載和控制負(fù)載共用一組蓄電池，電壓可以采用110V或220V； 　　d)48v和24v蓄電池組一般用在專用儀表控制系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)等。 　　對(duì)于一組已設(shè)置的蓄電池，接人的設(shè)備決定了最高和最低電壓的運(yùn)行限值。各類設(shè)備和繼電器的電壓運(yùn)行范圍見6.3。設(shè)備的運(yùn)行電壓超過限值，有可能會(huì)影響設(shè)備的壽命、運(yùn)行的速度、有效的轉(zhuǎn)距，或裝置的運(yùn)行能力。在蓄電池系統(tǒng)的電壓范圍確定后，應(yīng)確定蓄電池的數(shù)量和容量，以及運(yùn)行方式等。 　　參見EJ/T 525。 　　4.5實(shí)體布置 　　為了減小電壓降并且便于維修和試驗(yàn)工作，每個(gè)通道的設(shè)備(包括蓄電池、充電裝置和主配電屏)應(yīng)盡量緊湊布置，并且靠近電氣設(shè)備負(fù)荷中心。如果交流電源系統(tǒng)分成兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的通道，每個(gè)交流通道都有相應(yīng)通道的獨(dú)立的直流輔助電源，則每個(gè)直流輔助電源通道的設(shè)備和電纜都應(yīng)與其他通道的設(shè)備和電纜相隔離，其隔離要求應(yīng)和適用于交流系統(tǒng)的要求相一致。 　　當(dāng)直流電源是用于控制和儀表的目的，則它們的電纜的敷設(shè)應(yīng)和容易引起浪涌的配電系統(tǒng)電纜相隔離。浪涌容易在交流系統(tǒng)、高壓直流系統(tǒng)和接地電纜中在切換、雷擊和故障時(shí)產(chǎn)生。 　　安全級(jí)直流冗余設(shè)備(包括電纜)的布置應(yīng)滿足GB/T 13286的實(shí)體分隔要求。 　　4.6質(zhì)量鑒定 　　IE級(jí)直流系統(tǒng)的設(shè)備應(yīng)按照它們所安裝的環(huán)境條件進(jìn)行質(zhì)量鑒定，應(yīng)滿足GB/T 12727的要求。 　　IE級(jí)蓄電池應(yīng)按照EJ/T 573進(jìn)行質(zhì)量鑒定(環(huán)境條件和抗震要求)，對(duì)于1E級(jí)配電設(shè)備應(yīng)按EJ/T 518進(jìn)行鑒定，安全級(jí)電纜、現(xiàn)場(chǎng)接頭應(yīng)按照EJ/T 705進(jìn)行鑒定。 　　5蓄電池 　　5.1總則 　　在失去所有交流電源時(shí)，蓄電池應(yīng)向直流負(fù)載供電。 　　5.2蓄電池工作周期和容量的確定 　　蓄電池工作周期的確定是電廠一項(xiàng)特殊的工作。因?yàn)槊總€(gè)工作周期的總負(fù)載電流和持續(xù)時(shí)間是考慮廠內(nèi)特定設(shè)備在要求的時(shí)間內(nèi)各個(gè)運(yùn)行負(fù)載電流的總和。 　　此外，整個(gè)工作周期(蓄電池總放電時(shí)間)不能小于從喪失廠外電源到恢復(fù)交流電源(來自廠內(nèi)柴油發(fā)電機(jī)或廠外電源)向蓄電池充電裝置和其他輔助設(shè)施供電所需的估計(jì)時(shí)間間隔。這段時(shí)間間隔根據(jù)工程判斷決定，它受運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及特定的廠外電源(發(fā)電機(jī)和輸配電系統(tǒng)設(shè)備)和廠內(nèi)電源(柴油發(fā)電機(jī)及其配電系統(tǒng))的數(shù)量、可靠性和靈活性等因素的影響。 　　例如，放電最小的情況是需要蓄電池向系統(tǒng)放電約1min(失去交流電源和柴油機(jī)帶載之間的時(shí)間)，1min后，充電器輸出和直流負(fù)載恢復(fù)正常。然而更多的情況是蓄電池的工作周期估計(jì)為1h、2h、4h或8h。時(shí)問負(fù)載電流的特性曲線應(yīng)考慮電廠所有運(yùn)行方式的要求，例如，在蓄電池充電裝置因維修退出運(yùn)行時(shí)，或者在切換投入備用充電裝置運(yùn)行時(shí)。如果蓄電池的工作周期需手動(dòng)切除部分負(fù)載(如在失去所有交流電源時(shí)出現(xiàn))，則蓄電池需提供足夠的容量，以便有足夠的時(shí)間進(jìn)行該手動(dòng)操作。因此，要列出這類假想事件通常需要有幾個(gè)蓄電池工作周期。 　　根據(jù)每個(gè)負(fù)載電流和工作持續(xù)時(shí)間以及整個(gè)工作時(shí)間確定每組蓄電池工作周期，以及根據(jù)EJ/T 525.1選擇蓄電池的容量。從每個(gè)工作周期中計(jì)算得出的最大蓄電池容量被認(rèn)為是蓄電池系統(tǒng)的最嚴(yán)酷設(shè)計(jì)工況。 　　當(dāng)蓄電池在下列工況下要完成在役功能時(shí)，應(yīng)考慮附加的設(shè)計(jì)裕量： 　　a)如果解除一個(gè)或多個(gè)蓄電池是必需的，則在蓄電池容量計(jì)算時(shí)應(yīng)提高蓄電池的放電終止電壓； 　　b)在放電后需要快速將蓄電池恢復(fù)到可用狀態(tài)。 　　5.3安裝設(shè)計(jì) 　　每組蓄電池的安裝設(shè)計(jì)應(yīng)符合EJ/T 525.2的要求，并且包括安裝、檢查和試驗(yàn)的規(guī)定。 　　許多化學(xué)蓄電池例如鉛酸蓄電池對(duì)溫度的變化(高于或低于制造廠推薦的額定溫度，例如美國(guó)制造商推薦的溫度是25℃，歐洲制造商推薦的溫度是20℃)是相當(dāng)敏感的。雖然在設(shè)計(jì)蓄電池系統(tǒng)時(shí)通過遵守EJ/T 525.1可以抵消由于溫度的變化而引起的蓄電池特性的改變，但蓄電池的安裝地點(diǎn)仍需考慮溫度的因素，使之變化不超過5℃。 　　5.4維護(hù)、試驗(yàn)以及更換 　　蓄電池應(yīng)按照EJ/T 525.4規(guī)定進(jìn)行維護(hù)、試驗(yàn)以及更換。 　　6蓄電池充電裝置 　　6.1概述 　　核電廠蓄電池充電裝置在正常運(yùn)行時(shí)是將交流電變換為直流電，為廠內(nèi)蓄電池充電以及正常運(yùn)行時(shí)向直流負(fù)載供電。 　　6.2額定容量的確定 　　穩(wěn)流充電器以恒流輸出，允許電壓升高，由于恒流充電在充電末期的端電壓有可能超過直流系統(tǒng)設(shè)備的最高電壓，因此在電廠中一般不使用恒流充電。恒壓充電首先是充電器以限流值恒流充電一段時(shí)間，蓄電池容量大約充到60％到85％，然后是恒壓充電，電流以指數(shù)下降，直到蓄電池100％充滿。延長(zhǎng)恒壓充電器在限流均充的時(shí)問，增加充電電流可減少充電時(shí)間。恒流充電的時(shí)間約是恒壓充電時(shí)間的95％。 　　6.3安裝設(shè)計(jì) 　　當(dāng)進(jìn)行環(huán)境控制設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮房間溫度控制。蓄電池的容量有可能按照溫度高、正常或低來選擇，然而標(biāo)準(zhǔn)的浮充系統(tǒng)在對(duì)蓄電池進(jìn)行浮充時(shí)不會(huì)根據(jù)溫度進(jìn)行補(bǔ)償。如果房間溫度不是維持在很窄的范圍內(nèi)(正常溫度為25℃)，標(biāo)準(zhǔn)浮充系統(tǒng)在高溫時(shí)會(huì)過充，在正常溫度時(shí)維持正常充電，在低溫時(shí)欠充。在高溫時(shí)，自放電將導(dǎo)致蓄電池內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)增加，氫氣產(chǎn)生增加和標(biāo)準(zhǔn)的浮充電壓將對(duì)正極板 　　過充，增加極板腐蝕。當(dāng)電解液的溫度被監(jiān)測(cè)并維持在19℃至31℃之間，可以得到合適的運(yùn)行特性和預(yù)期壽命。對(duì)于1E級(jí)蓄電池，為了得到一致的特性，安全相關(guān)的暖通系統(tǒng)可作為支持系統(tǒng)。 　　6.4輸出特性 　　所有核電廠蓄電池充電裝置應(yīng)滿足GB/T 3859和6.4.1～6.4.3的要求。 　　6.4.1輸出紋波 　　一般充電裝置(不另加濾波)，如果接人一組充滿電的蓄電池，其10h額定的安時(shí)值至少是充電裝置額定輸出電流的4倍，允許產(chǎn)生小于2％的紋波。某些直流負(fù)載(如固態(tài)電路儀表)可能要求改善紋波，通過對(duì)充電裝置附加濾波器，最大紋波通常能限制到30mV(均方根值)。如果諧波導(dǎo)致蓄電池充 　　電裝置的電壓低于最小蓄電池電壓，那么充電裝置和電氣負(fù)載的諧波電流將會(huì)影響蓄電池壽命。 　　當(dāng)蓄電池提供大的初始沖擊電流時(shí)，可產(chǎn)生瞬間電壓跌落現(xiàn)象，當(dāng)蓄電池和沒有濾波器的充電器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，直流系統(tǒng)在提供大的初始沖擊電流時(shí)會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)電壓下降，所以充電器需設(shè)計(jì)成濾波器能從交流系統(tǒng)或直流系統(tǒng)充電。當(dāng)濾波器從直流側(cè)充電，則會(huì)變成蓄電池的大的負(fù)載，隨之系統(tǒng)電壓下降。 　　交流充電的濾波器在投入運(yùn)行前需要一定的充電時(shí)間。 　　6.4.2與蓄電池解列運(yùn)行 　　有些設(shè)計(jì)可以使蓄電池與直流系統(tǒng)解列，以便維護(hù)蓄電池。這時(shí)，沒連接蓄電池的充電裝置應(yīng)有能力向負(fù)載供電，并應(yīng)說明用于這些運(yùn)行工況。當(dāng)與蓄電池解列，則由它的并列極板形成的大電容將不能再提供濾波作用，可以預(yù)計(jì)系統(tǒng)電壓波動(dòng)范圍和輸出紋波會(huì)增大。如果電壓波動(dòng)范圍和輸出紋波增大是不容許的，則應(yīng)指明最大允許值。 　　6.4.3并聯(lián)充電裝置的負(fù)載分配 　　如果兩個(gè)充電裝置并聯(lián)接入直流母線，那么技術(shù)規(guī)范書中應(yīng)提出充電裝置應(yīng)有均分負(fù)載的回路。 　　7配電系統(tǒng)及其設(shè)備 　　7.1保護(hù)裝置的簡(jiǎn)述和額定參數(shù) 　　在蓄電池與主配電母線之間應(yīng)設(shè)置斷路器，或熔斷器和手動(dòng)隔離裝置?？紤]到人身保護(hù)和減少母線故障的概率，在主配電屏內(nèi)母線應(yīng)絕緣，并且應(yīng)在設(shè)計(jì)中設(shè)有手動(dòng)隔離裝置以隔離母線。無論那一種布置，主電源正負(fù)極引出電纜都應(yīng)分別敷設(shè)在各自的保護(hù)管中，保證任一電纜故障可能導(dǎo)致極對(duì)極故障之前先極對(duì)地短路，應(yīng)考慮選用非磁性保護(hù)管，這樣可以降低回路的感抗，并降低當(dāng)大電流負(fù)載(例如電動(dòng)機(jī)、逆變器和故障)斷電時(shí)產(chǎn)生并反映到直流系統(tǒng)中的尖峰電壓的幅值。另外，高感抗回路也許會(huì)損害限流熔斷器的特性。主配電屏正負(fù)極出線之間也應(yīng)提供一個(gè)屏障。保護(hù)或隔離裝置的額定持續(xù)電流應(yīng)按蓄電池工作周期里提供的最大工作電流選擇。 　　保護(hù)裝置的跳閘整定值如下： 　　a)應(yīng)具有足夠高的值，以防止在蓄電池1rain額定放電電流下熔斷器熔斷或開關(guān)跳閘； 　　b)應(yīng)具有足夠低的值，以保護(hù)電纜。 　　如果蓄電池組設(shè)計(jì)成能夠向秒級(jí)沖擊負(fù)載供電，那么保護(hù)設(shè)備應(yīng)能夠具有足夠大的額定電流以防止熔斷器熔斷或斷路器跳閘。向蓄電池制造商咨詢放電持續(xù)時(shí)間小于1min的放電電流。 　　如果1min周期的負(fù)載電流為最大電流，則熔斷器1min(最dx)熔斷電流應(yīng)高于蓄電池1min額定電流。 　　主保護(hù)設(shè)備應(yīng)與所有下一級(jí)的保護(hù)設(shè)備配合。所有配電母線保護(hù)設(shè)備的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)最大工作電壓相一致，并且其遮斷容量應(yīng)超過實(shí)際最大短路電流。配電母線以及手動(dòng)隔離裝置的短路承受容量應(yīng)超過實(shí)際最大短路電流。所有時(shí)間一電流配合曲線和額定值應(yīng)以直流為基礎(chǔ)(不是交流)。 　　7.2典型接線 　　一座核電廠最佳直流電力及其配電系統(tǒng)取決于核電廠的各種條件和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。圖1是適用于220V直流系統(tǒng)的示意圖，圖2是適用于安全級(jí)220V直流系統(tǒng)的示意圖。 　　7.3直流受電設(shè)備的額定電壓 　　由直流系統(tǒng)供電的設(shè)備，其技術(shù)規(guī)格書應(yīng)要求該設(shè)備的輸入端電壓在蓄電池端電壓變化相對(duì)應(yīng)的范圍內(nèi)，按設(shè)計(jì)要求無故障地運(yùn)行，如在設(shè)計(jì)中考慮蓄電池均衡充電同時(shí)接人負(fù)載，這個(gè)范圍應(yīng)包括從均衡充電到放電末期電壓的波動(dòng)(例如，一組由54個(gè)蓄電池組成的110V直流系統(tǒng)在97V～124V內(nèi) 　　變化，一組由106個(gè)蓄電池組成的220V直流系統(tǒng)在194V～248V內(nèi)變化)。 　　蓄電池末端到用電設(shè)備端的電壓降應(yīng)考慮在內(nèi)，除此之外，大的負(fù)載，如電機(jī)啟動(dòng)和電容器充電都可能導(dǎo)致系統(tǒng)電壓降低。因此，設(shè)備的額定(銘牌)最高和最低電壓決定了蓄電池組端電壓的最高和最低允許值，并且也決定了允許的電纜壓降。表l給出了蓄電池組均衡充電同時(shí)接人負(fù)載設(shè)計(jì)的一些(典型)直流受電設(shè)備的電壓推薦范圍。注意直流設(shè)備的電壓允許波動(dòng)范圍也許會(huì)超過±10％，這個(gè)值是交流設(shè)備的典型值。 　　對(duì)于不接地直流系統(tǒng)，影響接地網(wǎng)的外部瞬態(tài)例如雷電和線路故障，可導(dǎo)致相對(duì)支架電壓的明顯升高。對(duì)于室內(nèi)安裝的設(shè)備，應(yīng)能承受對(duì)地2kV的瞬態(tài)電壓而不損壞。這包括浪涌保護(hù)裝置和濾波器。 　　對(duì)于室外安裝的設(shè)備，應(yīng)能承受對(duì)地4kV的瞬態(tài)電壓而不損壞。 　　7.4儀表、控制和報(bào)警 　　7.4.1概述 　　圖3表示圖2所示的220V安全級(jí)直流系統(tǒng)的儀表和報(bào)警示意圖，推薦的儀表、控制、報(bào)警及其安裝位置列在表2。 　　蓄電池及其充電裝置的控制一般設(shè)在蓄電池區(qū)域，與蓄電池系統(tǒng)有關(guān)的全部開關(guān)應(yīng)在就地設(shè)備上操作，不應(yīng)采用遙控。 　　應(yīng)考慮提供蓄電池電流、電壓表用以確定蓄電池的能力和用以提供有用的趨勢(shì)信息。浮充電流能有效確定蓄電池充電狀態(tài)，對(duì)于閥控鉛酸蓄電池(VRLA)，可以有效評(píng)估電池干涸狀況。浮充電流一般在100mA～300mA范圍內(nèi)。浮充電流表應(yīng)能夠經(jīng)受充放電時(shí)的尖峰電流。單個(gè)蓄電池電壓能確定 　　蓄電池短路及狀況的變化，蓄電池組端電壓能確定充電系統(tǒng)狀態(tài)。 　　7.4.2直流系統(tǒng)接地和接地監(jiān)測(cè) 　　典型的直流系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)成不接地系統(tǒng)，那么兩極中的一極的低阻抗接地故障不會(huì)影響到系統(tǒng)運(yùn)行，從而增加了系統(tǒng)可靠性和運(yùn)行的連續(xù)性。 　　如果想通過保護(hù)裝置隔離低阻抗接地故障，則可以設(shè)計(jì)成接地系統(tǒng)。通訊系統(tǒng)是采用正極接地系統(tǒng)，無線通訊是采用負(fù)極接地系統(tǒng)。 　　不接地系統(tǒng)應(yīng)采用接地故障監(jiān)測(cè)，同時(shí)應(yīng)監(jiān)測(cè)接地故障的電阻值，這樣可以減少由于多點(diǎn)接地引起的低阻抗(極對(duì)極)故障而影響直流系統(tǒng)的運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)中被監(jiān)測(cè)的所有導(dǎo)體絕緣電阻同時(shí)下降，則會(huì)發(fā)生對(duì)稱下降。當(dāng)絕緣電阻例如一個(gè)導(dǎo)體的絕緣電阻明顯比另一個(gè)導(dǎo)體下降快，則會(huì)發(fā)生不對(duì)稱下降。 　　絕緣的對(duì)稱和不對(duì)稱下降都應(yīng)被監(jiān)測(cè)。因?yàn)樵谂潆娖羶?nèi)多點(diǎn)高阻接地是經(jīng)常發(fā)生的，接地故障監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)能有效和連續(xù)的同時(shí)監(jiān)測(cè)直流系統(tǒng)的正極和負(fù)極。 　　圖4顯示了針對(duì)不接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)的平衡接地監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)，可以通過手動(dòng)按鈕用于不平衡接地監(jiān)測(cè)。 　　檢流計(jì)和毫安表將提供指示和記錄。接地監(jiān)測(cè)裝置將提供一個(gè)高的極對(duì)地電阻值，這樣當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單一接地故障時(shí)不會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，為了確定能引起正常不帶電的負(fù)載帶電和正常帶電的負(fù)載失電的接地電阻幅值，應(yīng)考慮每個(gè)負(fù)載(裝置)的特性。確定直流系統(tǒng)接地監(jiān)測(cè)裝置報(bào)警整定值的保守方法是測(cè)量系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的漏電流，然后根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)加適當(dāng)?shù)脑Ａ俊＿@方法將導(dǎo)致接地監(jiān)測(cè)裝置非常靈敏，當(dāng)高電阻接地時(shí)就會(huì)報(bào)警。在附錄B中提供了一個(gè)合適的，低靈敏度的接地報(bào)警值。 　　7.4.3直流母線低電壓報(bào)警 　　直流母線低電壓報(bào)警的功能是在蓄電池放電時(shí)向操作員發(fā)出警報(bào)。直流母線低電壓報(bào)警值應(yīng)能被調(diào)整并整定到稍低于蓄電池開口電壓，而不是系統(tǒng)最小允許電壓。一旦蓄電池向直流母線負(fù)載供電(例如，負(fù)載超過充電器的容量)，稍高的整定值將會(huì)較早的向操作員發(fā)出報(bào)警，從而能及時(shí)地采取適當(dāng)?shù)募m正措施。 　　7.5特殊直流負(fù)載 　　在設(shè)備選型和確定容量時(shí)應(yīng)考慮7.5.1～7.5.4的負(fù)載性能和系統(tǒng)設(shè)計(jì)特性。 　　7.5.1負(fù)載切換 　　假如直流系統(tǒng)是按在均衡充電或試驗(yàn)時(shí)能把一組負(fù)載切換到另一直流電源進(jìn)行設(shè)計(jì)，那么，該電源(蓄電池、充電裝置及其配電設(shè)備)的容量應(yīng)能向二組負(fù)載供電(原負(fù)載加上切換后負(fù)載)，這是一種帶有聯(lián)絡(luò)線的典型系統(tǒng)。 　　對(duì)于蓄電池組均衡充電同時(shí)接人負(fù)載，包括有正常交流電源(變壓器/整流裝置)供電的逆變器，交流電源應(yīng)設(shè)計(jì)成即使充電裝置處于均衡充電電壓時(shí)也向逆變器供電。如果交流電源不是這樣設(shè)計(jì)的，蓄電池均充電壓高于變壓器/整流裝置的輸出電壓，那么逆變器負(fù)載將由變壓器/整流裝置供電切換到由直流系統(tǒng)供電，蓄電池充電器增加了額外的負(fù)載。在這種情況下，當(dāng)確定充電裝置容量時(shí)應(yīng)包括全部逆變裝置負(fù)載。 　　7.5.2恒功率直流負(fù)載 　　對(duì)于逆變裝置這類要求恒功率的直流負(fù)載，如果電源電壓下降(例如，蓄電池處于放電時(shí))就要增大電流。這部分電流會(huì)加速蓄電池放電。雖然這種影響可以由另一些負(fù)載(電阻性負(fù)載)部分或全部彌補(bǔ)，這類負(fù)載在直流供電電壓下降時(shí)，電流也隨之下降，但這一點(diǎn)在蓄電池容量選擇時(shí)仍應(yīng)加以考慮。 　　如果逆變器在蓄電池負(fù)載中占有很大比例，那么用最嚴(yán)酷時(shí)即蓄電池放電周期末端電壓來計(jì)算逆變器電流將導(dǎo)致不經(jīng)濟(jì)的蓄電池的設(shè)計(jì)裕量，在這種情況下可以利用更靈活的計(jì)算方法，即采用蓄電池的額定電壓和放電周期末端電壓的平均值來計(jì)算逆變器的電流。 　　7.5.3操作過電壓 　　電感量大的負(fù)載在失電時(shí)有可能會(huì)產(chǎn)生過電壓，如果不抑制，可能將尖峰電壓加到直流系統(tǒng)上。對(duì)于這樣的負(fù)載，要設(shè)置過電壓吸收電路。 　　7.5.4電氣噪聲 　　為了使反饋到直流系統(tǒng)的電氣噪聲最小，應(yīng)考慮設(shè)置電氣噪聲濾波器。電氣噪聲源包括直流一直流變換器和直流交流逆變器的電源切換。不接地直流系統(tǒng)中，在工頻范圍內(nèi)濾波器不應(yīng)額外增加對(duì)地的通路。 　　7.6蓄電池試驗(yàn)設(shè)施的設(shè)計(jì) 　　每個(gè)直流系統(tǒng)都應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)有效的和安全的手段，對(duì)每組蓄電池進(jìn)行定期的容量放電試驗(yàn)。圖1給出的示意圖允許蓄電池組與直流系統(tǒng)斷開，以便經(jīng)有關(guān)配電屏上特設(shè)的試驗(yàn)斷路器進(jìn)行試驗(yàn)。該試驗(yàn)斷路器除了蓄電池組試驗(yàn)外在系統(tǒng)所有運(yùn)行方式期間都保持?jǐn)嚅_位置，當(dāng)斷路器閉合時(shí)在主控制室有報(bào)警信號(hào)。該試驗(yàn)斷路器出線電纜應(yīng)敷至方便位置，以便接人放電負(fù)載組，應(yīng)為臨時(shí)放電試驗(yàn)電纜的安全連接提供這種方法(或類似手段)。 　　7.7母線間聯(lián)絡(luò)線 　　在一組蓄電池或一臺(tái)充電裝置進(jìn)行檢修或試驗(yàn)退出運(yùn)行時(shí)，可利用直流配電母線問的聯(lián)絡(luò)線向重要負(fù)載供電，聯(lián)絡(luò)線還能夠在異常工況下提高靈活性和有助于安全停堆。如果任一獨(dú)立蓄電池系統(tǒng)滿足7.5.1的容量要求，則該獨(dú)立蓄電池系統(tǒng)設(shè)聯(lián)絡(luò)線是可以接受的。一種可行的設(shè)計(jì)是在聯(lián)絡(luò)線兩端各設(shè)置一臺(tái)手動(dòng)操作的斷路器，正常時(shí)兩臺(tái)聯(lián)絡(luò)斷路器都應(yīng)斷開。如果其中任意一臺(tái)閉合都應(yīng)在主控制室有報(bào)警，運(yùn)行規(guī)程對(duì)聯(lián)絡(luò)斷路器的操作應(yīng)有明確的規(guī)定。如果聯(lián)絡(luò)線能導(dǎo)致兩組蓄電池的并列運(yùn)行，那么并列運(yùn)行的持續(xù)時(shí)間應(yīng)限制在一定的切換時(shí)間范圍內(nèi)，從而減小環(huán)路電流可能對(duì)蓄電池組容量的影響。如果需要較長(zhǎng)的并列運(yùn)行時(shí)間，由于并列電源而導(dǎo)致增加的有效短路電流也應(yīng)考慮。 　　對(duì)于1E級(jí)直流系統(tǒng)，除了冗余安全通道的直流系統(tǒng)之外，任一獨(dú)立直流系統(tǒng)之間的聯(lián)絡(luò)線，只有在冷停堆或者換料模式，以及只有在證明聯(lián)絡(luò)線不會(huì)削弱安全級(jí)直流系統(tǒng)安全功能的情況下是可接受的。多機(jī)組核電站中，機(jī)組間不應(yīng)共用安全級(jí)直流系統(tǒng)，除非能證明這種機(jī)組問的共用不會(huì)削弱它們的安全功能。 　　7.8實(shí)際的短路電流 　　確定最大實(shí)際短路電流的目的是為了選擇饋電斷路器或熔斷器的遮斷容量?？偟亩搪冯娏魇切铍姵?、充電裝置以及正在運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)所提供的短路電流之和。如果要得到更為精確的最大有效短路電流值，就需要考慮連接電纜的阻抗。 　　7.8.1蓄電池 　　由蓄電池組提供的短路電流取決于回路的總電阻，保守的近似值可以采用可能達(dá)到的最大短路電流為蓄電池1min的電流額定值(在25℃，密度為1.215g/m3時(shí)每個(gè)蓄電池降至1.75V)的10倍。如果要求比較準(zhǔn)確的值，具體采用的短路電流值應(yīng)進(jìn)行計(jì)算(參見附錄c)或從制造廠獲得實(shí)測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 　　計(jì)算最大短路電流時(shí)用到正常運(yùn)行時(shí)的蓄電池電雎。試驗(yàn)證明，電解液溫度升高或者升高蓄電池端電壓(高于額定電壓)不會(huì)對(duì)電池短路電流幅值產(chǎn)生明顯影響。 　　7.8.2充電裝置 　　充電器的限流回路也許需要2個(gè)周波(ac)才能限制住電流。這個(gè)時(shí)間以后的和最大蓄電池短路電流同時(shí)發(fā)生的由充電裝置提供的最大短路電流由限流回路決定(參見附錄D)。當(dāng)蓄電池和充電器并聯(lián)連接時(shí)，蓄電池的電容將阻止充電器劇烈的瞬態(tài)變化，因此由充電裝置提供的短路電流最大值一般不超出充電裝置額定電流的150％。蓄電池充電器的瞬態(tài)電流僅當(dāng)蓄電池?cái)嚅_時(shí)需要考慮。 　　7.8.3電動(dòng)機(jī) 　　正在運(yùn)行的直流電動(dòng)機(jī)會(huì)提供短路電流。直流電動(dòng)機(jī)在其端部向短路回路提供的最大短路電流由電動(dòng)機(jī)瞬態(tài)電樞阻抗限制。通常用在電廠的不同類型、轉(zhuǎn)速、電壓和容量的直流電動(dòng)機(jī)，瞬態(tài)電樞阻抗在0.1至0.15范圍內(nèi)。那么，電動(dòng)機(jī)端部短路電流通常是電動(dòng)機(jī)額定電流的(7～10)倍。因此可以保守地估計(jì)，電動(dòng)機(jī)提供的最大短路電流是其滿載時(shí)額定電流的10倍。如果要求比較精確的短路電流值，就需要用到該電動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)電樞阻抗進(jìn)行計(jì)算或者需要從電動(dòng)機(jī)制造商那里得到實(shí)測(cè)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 　　對(duì)于更為精確的計(jì)算，需要考慮電動(dòng)機(jī)和故障點(diǎn)之間的電纜阻抗。 　　8備品備件 　　備品備件的需要由系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)以及電廠技術(shù)規(guī)格書對(duì)系統(tǒng)和電廠運(yùn)行的要求和限制而定。在確定應(yīng)保存?zhèn)淦穫浼奶囟ú考r(shí)，應(yīng)考慮運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、備品利用率、廠內(nèi)維修能力和部件故障率等因素。 　　如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇的備用蓄電池充電裝置是容易得到的，則可以減少或不考慮備品備件的需要。 　　另外要考慮存放壽期，一般不希望在電廠壽期的早期階段得到備品備件。例如備用蓄電池一般在于的狀態(tài)下能保存時(shí)間僅為一年，而后應(yīng)像運(yùn)行中的蓄電池組一樣進(jìn)行浮充電和維護(hù)。蓄電池組有足夠的設(shè)計(jì)裕度，一個(gè)或幾個(gè)蓄電池退出時(shí)仍能滿足要求。已設(shè)置的蓄電池?cái)?shù)量和通過聯(lián)絡(luò)線利用后備蓄電池容量的能力，都可能是確定獲得蓄電池備件的必要性和迫切性的因素。 　　總之，應(yīng)經(jīng)過分析，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和運(yùn)行要求二者綜合考慮確定備品備件的需要。