孫嚴(yán) 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(yīng)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(guān)安秒特性試驗相結(jié)合的方法，用以驗證直流系統(tǒng)空氣開關(guān)級差是否合理。

【關(guān)鍵詞】直流系統(tǒng)空氣開關(guān);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(hù)、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(guān)是直流系統(tǒng)發(fā)生短路故障的重要保護(hù)元件，所以直流空氣開關(guān)的選型以及直流空氣開關(guān)上、下級級差配合是否滿足選擇性要求至關(guān)重要。

1.發(fā)電廠直流空氣開關(guān)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(guān)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(guān)。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(guān)。最末一級為負(fù)荷側(cè)、用戶側(cè)直流空氣開關(guān)。各級空氣開關(guān)配置應(yīng)根據(jù)直流電源系統(tǒng)短路電流計算結(jié)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(guān)級差配合試驗

2.1常規(guī)直流系統(tǒng)空氣開關(guān)級差配合試驗

發(fā)電廠直流系統(tǒng)空氣開關(guān)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(guān)，在直流系統(tǒng)的最末級直流負(fù)荷空氣開關(guān)的輸出側(cè)，用專用的試驗儀器進(jìn)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(guān)跳閘后的滅弧特性和上、下級各級開關(guān)級差配合是否合理，驗證直流空氣開關(guān)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(fù)荷空氣開關(guān)輸出側(cè)進(jìn)行模擬金屬性短路，驗證各級直流空氣開關(guān)的級差配合情況。如下表。

試驗結(jié)果表明，在直流負(fù)荷空氣開關(guān)輸出側(cè)模擬短路試驗過程中，下級直流空氣開關(guān)直流空氣開關(guān)均先于上一級空氣開關(guān)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(jī)會直接通過上述常規(guī)試驗方法對直流空氣開關(guān)的級差配合進(jìn)行驗證。

3.針對運行直流系統(tǒng)的空氣開關(guān)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(guān)的同型號備件進(jìn)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(guān)C10A 內(nèi)阻18mΩ，直流負(fù)荷空氣開關(guān)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(fù)荷C3A的電纜內(nèi)阻49mΩ，則在直流分支最末級空氣開關(guān)C3A后的短路電流106.7A。

3.2直流空氣開關(guān)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(guān)各一個，將安秒測試儀輸出端子接入被測直流空氣開關(guān)，整定安秒測試儀的輸出電流值，對每種空氣開關(guān)分別進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)要求，同時檢查具有上、下級配合關(guān)系的直流空氣開關(guān)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(guān)系。

以某電廠通信系統(tǒng)直流空氣開關(guān)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(guān)動作時間1.0543s，C10A開關(guān)動作時間8.9802s;在100A短路電流情況下C3A開關(guān)由于開關(guān)跳閘時間過短，安秒測試儀無法測出具體時間，C10A開關(guān)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(guān)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(guān)3A、10A之間的級差配合關(guān)系，還可將兩級直流空氣開關(guān)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(guān)均先跳閘，證明級差配合正常。

4.結(jié)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(guān)安秒特性試驗相結(jié)合的方法，對直流系統(tǒng)空氣開關(guān)級差配合情況進(jìn)行了測試，驗證直流系統(tǒng)空氣開關(guān)級差配合的合理性。

參考文獻(xiàn)

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