ICS

29.020K

80 T/CERS

specification

for

parallel

DC

power

supply

system

substations

withvoltage

of

or

less

kV2020-09-18

發布 2020-09-18

實施

發

布T/CERS

0007—2020 前言 2引言 31

范圍 42

規范性引用文件 43

術語和定義 44

符號、代號和縮略語 55

系統設計 55.1

并聯型直流電源系統 55.2

并聯電源組件 55.3

并聯型電源變換模塊 65.4

過載續流電路 65.5

接線方式及網絡 66

保護與監控................................................................................................................................................. 66.1

保護 66.2

測量、信號和監控 77

設備選擇..................................................................................................................................................... 87.1

并聯電源組件 87.2

蓄電池 97.3

并聯型電源變換模塊 97.4

保護電器與隔離電器

107.5

續流二極管與續流回路熔斷器

107.6

電纜

108

設備布置................................................................................................................................................... 109

試驗........................................................................................................................................................... 10

運行維護................................................................................................................................................. 12附

錄 A

并聯型直流電源系統圖

13附

錄 B

并聯型電源變換模塊過載輸出特性曲線

14附 錄 C

并聯型直流電源系統過載續流電路

15附

錄 D

（規范性附錄）

并聯電源組件數量選擇

16附

錄 E

（資料性附錄）

并聯型電源變換模塊過載輸出特性曲線試驗

18T/CERS

0007—2020 本標準按照

GB/T1.1-2009

給出的規則起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別這些專利的責任。本標準由中國能源研究會電能技術專委會提出并歸口。深圳市泰昂能源科技股份有限公司、中能國研（北京）電力科學研究院。本標準參加起草單位：電力規劃總院有限公司、國網經濟技術研究院有限公司、中國電力工程顧問集團華北電力設計院有限公司、國網冀北電力張家口供電公司、國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院、國網重慶市電力公司檢修分公司、國網天津市電力公司濱海供電分公司、國網河北省電力有限公司、中國能源建設集團江蘇省電力設計院有限公司、國網河北省電力有限公司電力科學研究院、中國電力科學研究院有限公司、中國電力企業聯合會電力建設技術經濟咨詢中心、山東魯能智能技術有限公司、國網山西省電力公司、國網山西省電力公司沁縣供電公司、上海良信電器股國網浙江省電力有限公司經濟技術研究院、上海電力設計院有限公司、天津電力設計院有限公司、云南電網有限責任公司、云南電網有限責任公司電力科學研究院、湖北電力勘測設計院有限公司。本標準主要起草人：陳能民、殷建剛、楊忠亮、冷旭東、趙燕茹。本標準參加起草人員：陳志蓉、閆培麗、孫茗、王洪、吳志琪、孫楊、郭艷霞、趙應春、田金劉應潔、王云輝、戴云航、余祥坤、葉錚、紀哲夫。本標準為首次發布。T/CERS

0007—2020近年來，蓄電池問題一直困擾電力行業。并聯型直流電源系統為解決蓄電池連接結構以及運行維護等問題而設計，該技術具備單體電池開路直流電源系統不退出運行、不同生產時間及不同品牌的蓄電池可以混合使用、自動在線全容量核容等優勢，有利于提高直流電源系統供電可靠性和運維效率。并聯型直流電源系統已在110kV及以下變電站規模應用，已在220kV變電站試點應用。該技術為國內首創，截至目前，國家和行業層面尚無針對并聯型直流電源系統的相關標準，市場對該類標準的需求十分迫切。本標準制定的目的是為了使并聯型直流電源系統滿足安全可靠、技術先進的要求，統一并聯型直流電源系統的設計原則，從設計、試驗、運行、維護等各環節給予規范。T/CERS

0007—2020110

kV

1 范圍本標準規定了并聯型直流電源系統的系統設計、保護與監控、設備選擇、設備布置、試驗、運行維護的技術要求。本標準適用于

kV及以下變電站的并聯型直流電源系統。2 規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T

19638.1 固定型閥控式鉛酸蓄電池

第1部分：技術條件GB/T

19826 電力工程直流電源設備通用技術條件及安全要求DL/T

459-2017電力用直流電源設備DL/T

724 電力系統用蓄電池直流電源裝置運行與維護技術規程DL/T

1392直流電源系統絕緣監測裝置技術條件DL/T

5044 電力工程直流電源系統設計技術規程3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1并聯型電源變換模塊

power

conversion

module并聯接入直流電源母線的電力電子變換模塊，能夠將交流電源、單個蓄電池（串）電壓變換為直流母線電壓，具備對單個蓄電池（串）進行充放電管理的功能。3.2并聯電源組件 parallel

power

subgroup由單個蓄電池（串）與其對應的并聯型電源變換模塊組成的集合體。3.3并聯型直流電源系統 parallel

DC

power

supply

并聯電源組件之間以并聯連接方式為主要特征的直流電源系統。3.4過載續流電路 overload

continuous

current

T/CERS

0007—2020為保證并聯型直流電源系統承受一定的沖擊、短時過載及饋線故障可靠隔離而設計的電路。3.5間歇式充電

charging蓄電池充電到電壓設定值即退出充電，放電到電壓設定值后再啟動充電的方式。4 符號、代號和縮略語下列符號、代號和縮略語適用于本文件。Ah：蓄電池容量單位（安時）dBI：蓄電池10h率放電電流值，AMOS/IGBT-氧化物半導體場效應晶體管/Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect

Transistor）/（Insulated

Gate

Bipolar

）BMS：蓄電池管理系統（Battery

Management

System）5 系統設計5.1 并聯型直流電源系統5.1.1 并聯型直流電源系統由交流進線切換電路、并聯電源組件、直流母線、DCDC

變換模塊（通信電源）、過載續流電路、直流斷路器、饋線回路等組成，并統一監測和控制。并聯型直流電源系統電氣接線圖參見附錄

A。5.1.2 直流系統電壓宜采用

220

V

或

V。5.1.3 在正常運行情況下，直流母線電壓應為直流系統標稱電壓的

105%。5.1.4 并聯型直流電源系統宜采用集中式，也可根據變電站設備布置及負荷情況采用分布式。5.1.5 根據變電站規模和重要程度，

1

套并聯型直流電源系統，當采用分布式布置時，也可按區域分別設置

1

套并聯型直流電源系統。5.1.6 直流負荷分類、負荷統計應符合

DL/T5044

的要求。5.1.7 系統供電能力應滿足

GB/T

19826

的要求。5.2 并聯電源組件5.2.1蓄電池宜采用磷酸鐵鋰電池、閥控式鉛酸蓄電池等類型。5.2.2 并聯電源組件蓄電池（串）端電壓宜采用

12

V、

V

或

V。5.2.3 并聯電源組件交流輸入端口應設置交流開關，直流輸出端口應設置直流斷路器,當該直流斷路器有極性要求時，應采用反極性接線。5.2.4 型電源變換模塊便于獨立更換。5.2.5 每套并聯型直流電源系統并聯電源組件個數不宜少于

3

1

個備用組件。T/CERS

0007—20205.3 并聯型電源變換模塊5.3.1電流宜采用

2

A、4

A、8

A、16

A。5.3.2 能力應保證系統總輸出電流幅值、持續時間位于最大額定電流的饋線直流斷路器脫扣曲線動作區。5.3.3 過載輸出特性宜設計為反時限特性，輸出特性曲線參見附錄

B。5.3.4 并聯型電源變換模塊應具備溫度補償功能。5.4 過載續流電路5.4.1 參見附錄

C。5.4.2 出電流幅值、持續時間位于最大額定電流直流斷路器脫扣曲線動作區時，可不設計過載續流回路。5.4.32s

C

型直流饋線斷路器最大額定電流的

15

倍。如不能滿足，應設計過載續流電路。5.4.4 過載續流電路輸出電壓不應低于直流電源系統標稱電壓的

87.5%標稱電壓。5.4.5電池放電；當直流母線電壓大于過載續流電路輸出電壓時不允許對蓄電池充電。5.5 接線方式及網絡5.5.1 運行方式下，兩段直流母線應分別獨立運行。5.5.2動切換到備用電源，切換過程應不影響直流系統的正常運行。5.5.3直流饋線回路應裝設直流斷路器。5.5.4 并聯型直流電源系統應采用不接地方式。5.5.5 DL/T5044

的要求。6 保護與監控6.1 保護6.1.1 并聯型直流電源系統應具備交流停電自動恢復功能。6.1.2 并聯型電源變換模塊交流輸入端應裝設防雷電路和保護電器。6.1.3并聯型電源變換模塊的蓄電池（串）出口宜裝設保護電器。T/CERS

0007—20206.1.4 保護功能。6.1.5 保護功能。6.1.6 并聯型電源變換模塊直流側出口回路、直流饋線回路和蓄電池續流回路應裝設保護電器。6.1.7保護電器選擇、選擇性配合應符合

DL/T

5044

的要求。6.2 測量、信號和監控6.2.1 每套并聯型直流電源系統應裝設一套微機總監控裝置，裝置應具備以下功能：a測功能。總監控裝置至少應能直接監測以下數據：1）直流母線電壓、電流；2）單個并聯電源組件輸出電壓、電流；3）交流輸入電壓、電流(電流為可選項)；4）直流母線對地電壓；5）直流母線對地電阻；6）重要饋線回路電壓、電流；7）蓄電池（串）電壓、電流、內阻、溫度。b要斷路器/開關位置狀態等監視功能。總監控裝置至少應能監測以下狀態：1）交流進線電源狀態（過壓、欠壓、失壓、缺相）；2）交流輸入開關狀態（分、合、跳狀態）；3）交流電源切換裝置狀態（主、備投及雙分狀態）；4）交流防雷器狀態（失效）；5）并聯電源組件輸出開關狀態（分、合、跳狀態）；6）并聯電源組件運行狀態（均充、浮充、供電、核對性放電）；7）聯絡開關（分、合狀態）；8）直流饋線開關狀態（分、合、跳狀態）；9）直流母線狀態（過壓、欠壓、失壓、接地、交流竄入、直流互竄）。c）

具備通信接口，實現對設備的遙信、遙測、遙調及遙控功能。d）

具備接收時鐘同步信號功能，同時應具備軟件對時功能。e）

具備手動或根據設定方案自動進行并聯電源組件蓄電池在線全容量核容功能。f）

并聯型直流電源系統設備發生下列情況時，總監控裝置應能發出聲光報警信號：1）交流輸入過壓、欠壓；2）交流輸入斷路器脫扣；3）并聯電源組件輸出斷路器脫扣或熔斷器熔斷；4）直流母線過壓、欠壓；T/CERS

0007—20205）饋線斷路器脫扣；6）并聯電源組件故障；7）直流母線絕緣故障；8）絕緣監測裝置故障；9）防雷器故障；10）續流二極管異常；11)總監控裝置故障；12）電池故障。g）

具備告警記錄和事件記錄功能：1）告警記錄：系統告警發生及復歸時，裝置應能自動按時間標識記錄告警文本信息，越限告警文本信息應包含告警時刻的具體數值；2/程序自動判斷等）。h）

當采用磷酸鐵鋰電池時，應具備與磷酸鐵鋰內置電池管理系統（）通信功能。6.2.2 并聯型直流電源系統應具備在線全容量核容監控功能，該功能宜滿足以下要求：a）并聯型電源變換模塊應具備手動啟動和遠程啟動的蓄電池在線全容量核容功能；b）遠程啟動蓄電池在線全容量核容，同一時間僅允許對一個并聯電源組件進行操作；c）蓄電池在線全容量核容，蓄電池放電電流宜采用

1.0I10；d池安全運行；e報警；f蓄電池放電下限電壓、蓄電池充電上限電壓、核容容量等；g能。6.2.3 每套并聯型直流電源系統應裝設直流電源絕緣監測裝置。絕緣監測裝置的功能應滿足

DL/T1392

的要求。7設備選擇7.1 并聯電源組件7.1.1 并聯電源組件配置數量和容量應滿足如下技術要求：a）

滿足全站事故全停時間內的放電容量；b）

滿足事故初期（1min）沖擊負荷電流的放電容量；T/CERS

0007—2020c）

滿足蓄電池組持續放電時間內隨機沖擊負荷電流的放電容量。7.1.2 并聯電源組件數量選擇應符合附錄

D

的要求。7.2 蓄電池7.2.1 閥控式鉛酸蓄電池宜采用

12

V

的組合蓄電池，也可采用單體為

2

V

的蓄電池，閥控式密封鉛酸蓄電池性能應符合

的要求。7.2.2 磷酸鐵鋰電池宜采用單體為

3.2

V

BMSBMS

應具備與并聯型直流電源監控裝置的通信功能。7.2.3 式運行。7.2.4 鉛酸蓄電池充放電參數根據

5044

求：a）

單體電池浮充電壓：V～V，默認值

V；b）

單體電池均充電壓：V～V，默認值

V；c）

單體電池事故放電終止電壓：V；d）

充電電流范圍：≤10；e）

放電電流范圍：≤10。7.2.5蓄電池保護及報警要求應符合

5044

模塊中任一單體電池電壓超過允許充電電壓上限值，應停止對電池模塊充電并告警。7.2.6蓄電池(串)

12

V

的組合鉛酸蓄電池時，容量不宜大于

Ah，采用

24

V

的組合鉛酸蓄電池時，容量不宜大于

Ah，采用

48

V

的組合磷酸鐵鋰電池時，容量不宜大于

。7.3 并聯型電源變換模塊7.3.1 并聯型電源變換模塊基本性能應符合下列要求：a）

交流輸入額定電壓：V/220V；b）

交流電源頻率：50Hz；c）

直流輸出額定電壓：V

或

V；d）

穩流精度：≤±1%；e）

穩壓精度：≤±0.5%；f）

紋波系數：≤；g）

效率：≥；h）功率因數：

≥；i）均流不平衡度≤±5%；j）

噪聲：＜55（距離裝置

1m

處）。7.3.2 離。70MOSIGBT708025

30

702520T/CERS

0007—20207.3.3 散熱方式宜采用自冷。7.3.4 并聯型電源變換模塊交流輸入電源中斷時，直流電源應保證無延時輸出。7.3.5 應具有帶電插拔功能。7.3.6 在額定負載下長期連續運行，內部各部件或器件溫升最高應不超過表

1

中規定值。表

1 表

1 模塊各部件或器件極限溫升7.3.8 并聯型電源變換模塊應具備軟啟動功能，軟啟動時間

3s～8s。7.3.9 并聯型電源變換模塊應具備單節電池電壓、電流、內阻、溫度等監測功能。7.3.10 并聯型電源變換模塊應具備與總監控裝置通信并接受總監控裝置的控制功能。7.3.11 /手動進行均衡充電/浮充電切換功能。7.3.12 并聯型電源變換模塊恒流充電時，充電電流的調整范圍為(20～100)%額定電流。7.4 保護電器與隔離電器直流斷路器、熔斷器、隔離開關選型應符合

的要求。7.5續流二極管與續流回路熔斷器7.5.1 應滿足系統最大短路電流要求。7.5.2 饋線故障不能隔離時及時動作，切斷續流輸入輸出回路。7.5.3 過載續流電路中續流熔斷器應具備報警輔助接點。7.6電纜直流電源系統電纜截面的選擇計算應符合

的要求。8 設備布置8.1

并聯型直流電源系統宜組柜集中布置在二次設備室中。10

DL/T

459-2017

DL/T

459-2017

DL/T

459-2017

DL/T

459-2017

DL/T

459-2017

DL/T

459-2017

DL/T

459-2017

DL/T

459-2017

DL/T

459-2017

DL/T

459-201710

DL/T

459-20176.4.1111

DL/T

459-20176.4.1212

DL/T

459-20176.4.1313

DL/T

459-20176.4.1414

DL/T

459-20176.4.1515

DL/T

459-20176.4.1616

DL/T

459-20176.4.1717

*)

DL/T

459-20176.4.1818

DL/T

459-20176.4.1919

DL/T

459-20176.4.20

20

*)T/CERS

0007—20208.2

并聯型直流電源屏應留有運行和檢修通道，通道寬度應符合

5044

的要求。9試驗試驗方法參照

相關要求。并聯型直流電源系統試驗項目應符合表

2

的規定。表

2表

2

并聯型直流電源系統試驗項目21

T/CERS

0007—2020 DL/T

459-20176.4.21.1 DL/T

459-20176.4.21.222 DL/T

459-20176.4.22*)10 運行維護10.1

并聯型直流電源系統的運行維護應符合

的規定。10.2

檢驗、監控單元檢驗、直流監控信號報警及三遙功能檢驗、直流監控自動控制程序檢驗、絕緣監測裝置檢驗、并聯型電源變換模塊性能檢驗（穩壓、穩流、紋波系數、限流、過流、并機均流不平衡度、正常充電程序等）、蓄電池在線自動核容檢驗、過載續流電路檢驗、直流母線連續供電能力檢驗。10.3

年后每年自動進行一次核對性放電。當采用手動核容時，宜采用

2I

電流放電，采用自動核容時，宜采用

I電流放電。10.4

放電電流、終止電壓、容量等。12T/CERS

0007—2020附錄A（資料性附錄）并聯型直流電源系統圖圖

A.1

為并聯型直流電源系統示意圖。-

- -

-~ ~

-

-~ABCN圖

A.1

并聯型直流電源系統示意圖并聯型直流電源系統基本結構為：單個蓄電池（串）與一臺并聯型電源變換模塊相連，組成一個并聯電源組件，類似的多組件中模塊的直流高壓輸出端并聯形成直流電源母線。

AC220V

通過并聯型電源變換模塊整流電路后輸出至直流母線帶電中斷時，由蓄電池（串）經模塊放電回路輸出，實現不間斷供電。13T/CERS

0007—2020附 錄B（資料性附錄）并聯型電源變換模塊過載輸出特性曲線Ie

T

1.1

倍

Ie

限流輸出。圖

為供參考的并聯型電源變換模塊過載輸出特性曲線。圖

B.1

220

V/2

A

并聯型電源變換模塊過載輸出特性曲線圖14T/CERS

0007—2020+

-附 +

-（資料性附錄）并聯型直流電源系統過載續流電路圖

C.1

為并聯型直流電源系統過載續流電路示意圖。

圖

C.1

并聯型直流電源系統過載續流電路示意圖利用并聯型直流電源系統中各支路蓄電池（串）與交直流母線及其他支路蓄電池（串）載續流熔斷器與

DC220

V/DC110

V

直流母線連接。過載續流串聯蓄電池組只具有對直流母線流串聯電池組電壓以下，則同時由過載續流串聯電池組提供電流。15T/CERS

0007—2020附 錄 D（規范性附錄）并聯電源組件數量選擇D.1

并聯電源組件總輸出額定電流應大于事故持續負荷電流。負荷電流的要求，按式（）計算出并聯電源組件數量

n。n1=

Isg×Kc/Idbl

…………………（）式中：Isg----交流停電時，變電站事故一分鐘后最大持續性負荷電流，單位為安培（A）；Kc

----冗余系數（一般取

1.2）；Idbl

-單個并聯電源組件額定輸出電流，單位為安培（A）。D.2

計算出

n2步驟如下：1）按現行行業標準計算出相同母線額定電壓

U的串聯型蓄電池組容量

Ccl。2）按式（）計算串聯型蓄電池組額定總能量。Wcl=

Ume×Ccl

…………………（）式中：Wcl

---

串聯型蓄電池組額定總能量，單位為伏特安培小時(VAh)；Ume

---

直流母線額定電壓，單位為伏特（V）；Ccl

---

串聯型蓄電池額定容量，單位為安培小時（）。3）按式（）計算單個并聯電源組件蓄電池（串）總能量。Wdbl=

Udbl×Cdbl

…………………（）式中：Wdbl

---單個并聯電源組件額定總能量，單位為伏特安培小時(VAh)；Udbl

---單個并聯電源組件額定電壓，單位為伏特（V）；Cdbl

-單個并聯電源組件額定容量，單位為安培小時（Ah）。4）根據能量守恒定律，考慮并聯型電源變換模塊工作效率，按式（D.4）計算出并聯電源組件數量

n。n2=Wcl/（Wdbl×η）…………………（）式中：Wcl

串聯型蓄電池組額定總能量，單位為伏特安培小時(VAh)；Wdbl

---單個并聯電源組件額定總能量，單位為伏特安培小時(VAh)；η