發(fā)電廠直流系統(tǒng)空氣開關級差配合試驗在現(xiàn)場的應用

孫嚴 王彥

【摘? 要】本文介紹了發(fā)電廠直流系統(tǒng)級差配合試驗的常規(guī)試驗方法及現(xiàn)場應用情況。同時也針對不易停運的直流系統(tǒng)，介紹了一種將直流系統(tǒng)短路電流與空氣開關安秒特性試驗相結合的方法，用以驗證直流系統(tǒng)空氣開關級差是否合理。

【關鍵詞】直流系統(tǒng)空氣開關;級差配合試驗;試驗方法

引言

發(fā)電廠電力系統(tǒng)中直流系統(tǒng)為繼電保護、儀表、通信、動力回路等提供電源，是電力系統(tǒng)的重要組成部分。在直流系統(tǒng)回路中，直流空氣開關是直流系統(tǒng)發(fā)生短路故障的重要保護元件，所以直流空氣開關的選型以及直流空氣開關上、下級級差配合是否滿足選擇性要求至關重要。

1.發(fā)電廠直流空氣開關級差配置的現(xiàn)狀

發(fā)電廠電力系統(tǒng)中直流系統(tǒng)一般采用集中輻射形供電方式或分層輻射形供電方式。直流系統(tǒng)空氣開關級差配合一般分為以下幾級。級差第一級為蓄電池出口熔斷器，第二級為直流饋線屏各路直流饋線空氣開關。如果采用分層輻射形供電方式，第三級為直流分電屏直流空氣開關。最末一級為負荷側、用戶側直流空氣開關。各級空氣開關配置應根據(jù)直流電源系統(tǒng)短路電流計算結果，保證具有可靠性、選擇性、靈敏性和速動性。

2.發(fā)電廠直流系統(tǒng)空氣開關級差配合試驗

2.1常規(guī)直流系統(tǒng)空氣開關級差配合試驗

發(fā)電廠直流系統(tǒng)空氣開關級差配合試驗的常規(guī)方法，是根據(jù)電廠直流系統(tǒng)級差配合情況，選擇不同規(guī)格型號的直流空氣開關，在直流系統(tǒng)的最末級直流負荷空氣開關的輸出側，用專用的試驗儀器進行模擬金屬性短路試驗，并錄制短路電流波形。然后通過分析各短路點短路時，直流空氣開關跳閘后的滅弧特性和上、下級各級開關級差配合是否合理，驗證直流空氣開關是否存在越級動作的情況。

2.2試驗數(shù)據(jù)

在某電廠升壓站110V直流系統(tǒng)的不同規(guī)格直流負荷空氣開關輸出側進行模擬金屬性短路，驗證各級直流空氣開關的級差配合情況。如下表。

試驗結果表明，在直流負荷空氣開關輸出側模擬短路試驗過程中，下級直流空氣開關直流空氣開關均先于上一級空氣開關動作，不存在越級跳閘的情況。

對于處于運行期無法停運的直流系統(tǒng)，很難有機會直接通過上述常規(guī)試驗方法對直流空氣開關的級差配合進行驗證。

3.針對運行直流系統(tǒng)的空氣開關級差配合試驗

通過計算得出直流系統(tǒng)分支最末級的短路電流，然后對被試空氣開關的同型號備件進行安秒特性試驗，作為判斷其是否滿足級差配合的方法。

3.1直流系統(tǒng)短路電流計算

根據(jù)公式（1）計算直流系統(tǒng)短路電流：

以某電廠48V通信直流系統(tǒng)為例，500Ah蓄電池組內(nèi)阻6.696mΩ，直流饋線柜空氣開關C10A 內(nèi)阻18mΩ，直流負荷空氣開關C3A 內(nèi)阻350mΩ，蓄電池組至直流饋線柜的電纜內(nèi)阻26mΩ，直流饋線柜至直流負荷C3A的電纜內(nèi)阻49mΩ，則在直流分支最末級空氣開關C3A后的短路電流106.7A。

3.2直流空氣開關安秒特性測試

試驗前選擇被測直流系統(tǒng)不同規(guī)格容量的直流空氣開關各一個，將安秒測試儀輸出端子接入被測直流空氣開關，整定安秒測試儀的輸出電流值，對每種空氣開關分別進行動作時間的測試，每個電流值做三次取平均值，檢查動作時間是否滿足國家標準要求，同時檢查具有上、下級配合關系的直流空氣開關在直流系統(tǒng)分支最末級短路電流值的工況下，是否滿足級差配合關系。

以某電廠通信系統(tǒng)直流空氣開關C3A與C10A的安秒特性為例：

由上表，在30A短路電流情況下C3A開關動作時間1.0543s，C10A開關動作時間8.9802s;在100A短路電流情況下C3A開關由于開關跳閘時間過短，安秒測試儀無法測出具體時間，C10A開關動作時間0.0043s。該通信直流系統(tǒng)分支最末級短路電流計算值為106.7A，在106.7A的情況下，直流空氣開關C3A動作時間顯然小于C10A動作時間。

為更直觀驗證直流空氣開關3A、10A之間的級差配合關系，還可將兩級直流空氣開關串聯(lián)后接至安秒測試儀輸出端，測試在不同輸出電流，尤其是在106.7A電流值時的動作配合情況。經(jīng)驗證，C3A直流空氣開關均先跳閘，證明級差配合正常。

4.結束語

易停且發(fā)生越級跳閘后影響重大的直流系統(tǒng)，本文通過系統(tǒng)短路電流計算與對同規(guī)格空氣開關安秒特性試驗相結合的方法，對直流系統(tǒng)空氣開關級差配合情況進行了測試，驗證直流系統(tǒng)空氣開關級差配合的合理性。

參考文獻

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[2]李秉宇，陳曉東，趙志群，劉南南.電力直流電源保護電器級差配合試驗方法的研究.低壓電器，2013（2）：29-32