刍议直流系统直流断路器的运行配置
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浅谈直流断路器的选用原则和方法
浅谈直流断路器的选用原则和方法摘要直流电源系统如何选择断路器、以及合理配置保器的级差和动作选择性的确定，是直流电源系统存在的主要问题和棘手解决的问题，本文主要介绍直流断路器的选用原则和方法。
关键词断路器三段式保护级差配合The principle and methodof DCcircuit breakerGao JianCHeng（1.Heilongjiang Chen to energy-saving emission reduction technology Service Center Co Ltd, Harbin, Heilongjiang, 150090）Abstract: Determine how theDC power supply systemcircuit breakers,and the rational allocation ofprotectordifferentialandselective operation,is the mainproblemof the DC power supply systemanddifficultto solve the problem,this paper mainly introduces theprinciple and method for selection ofDCcircuit breaker.Keywords:Circuit breaker；A three-stage protection；difference coordination.引言目前，在发电厂和变电中有一部分直流电源系统的直流回路保护处于熔断器、交流断路器和交直流两用断路器及直流断路器混合使用的现象，造成直流回路保护电器级差配合不合理、动作选择性差等问题，直流电源系统的现状不能满足电网安全运行的要求。
1直流系统断路器的选择要求直流回路中严禁使用交流空气断路器；由于交流电弧与直流电弧具有不同的灭弧机理，决定了交流和直流真空断路器的灭弧室具有根本的差异，交流空气断路器不具备熄灭直流短路电弧的能力。
全厂直流系统改造及直流开关配置
全厂直流系统改造及直流开关配置随着电力系统的发展，直流电源在供电系统中的应用越来越广泛。
全厂直流系统改造是为了提高供电系统的稳定性和可靠性，以满足现代工业对电能稳定供应的需求。
全厂直流系统改造需要对现有的交流供电系统进行改造和改进。
需要增加直流变压器和直流开关设备，以便将交流电源转换为直流电源。
直流变压器可以将交流电源的电压调整为适合直流设备的电压。
直流开关设备可以实现对直流电流的分配和控制。
直流开关配置是全厂直流系统改造中的重要环节。
直流开关的配置应根据实际情况和系统需求进行选择。
直流开关主要有单刀单闸、单刀双闸、双刀单闸和双刀双闸等形式。
单刀单闸适用于对电流进行分配和控制的场合，单刀双闸适用于需要对电流进行开断和合闸的场合，双刀单闸适用于需要对电流进行双向控制的场合，双刀双闸适用于对电流进行开断、合闸和双向控制的场合。
直流开关的配置还应考虑到系统的容量和负载需求。
直流开关的额定电流和额定电压应根据系统的电流和电压需求进行选择。
直流开关应具备良好的绝缘性能和耐受电弧的能力，以确保系统的安全和可靠运行。
在全厂直流系统改造过程中，还需要对配套设备进行改进和更新。
配套设备包括直流电池、直流电池充电及放电设备、直流电源和直流稳压器等。
这些设备的改进和更新可以提高系统的能效和稳定性，确保系统的安全运行。
全厂直流系统改造及直流开关配置是一项复杂的工程，需要根据具体情况进行规划和实施。
全厂直流系统改造可以提高供电系统的稳定性和可靠性，适应现代工业对电能稳定供应的需求。
直流开关的配置应考虑到系统的容量和负载需求，选择适合的形式和参数。
还需要对配套设备进行改进和更新，以提高系统的能效和稳定性。
直流系统运行规程
直流系统运行规程设备规范1.1 蓄电池2. 直流系统的负载2.1 500KV升压站120V直流系统 升压站120V直流系统的负载主要为：线路、开关和母线等的保护电源；开关和闸刀的控制、信号电源；近控箱电源；以及通信和有关自动装置的电源。
2.2 机组220V直流系统 220V直流系统的负载主要是：炉膛火焰检测直流风机、事故照明、事故油泵、UPS等重要负荷电源，用以确保机组安全停机停炉。
2.3 机组120V直流系统 120V直流系统的负载是全厂保护、控制、操作、调节、监视，以及计算机正常运行的重要电源。
2.4 机组24V直流系统 24V直流1A/2A分别供1/2号机组及电气控制、保护、信号等负载之用。
24V直流1B/2B分别供1/2号机组仪控PROCONTROL专用，为“一”极直接接地系统。
3. 直流系统的运行、操作、监视与维护3.1 直流系统的运行方式3.1.1 直流系统的正常运行方式3.1.1.1 各个电压等级的直流母线均应分段运行。
3.1.1.2 各个电压等级的蓄电池组均应分段运行。
3.1.1.3 正常时蓄电池组采用浮充方式，不允许没有蓄电池只由充电器带直流母线的运行方式。
3.1.2 500KV升压站120V直流系统3.1.2.1 系统由120V蓄电池组A/B、120V充电器A/B/C和直流母线A/B组成，二段直流母线中间有联络开关。
直流母线A由120V 蓄电池组A和充电器A组成一个系统。
直流母线B由120V 蓄电池组B和充电器B组成一个系统。
3.1.2.2 充电器C作为充电器A和B的备用，正常时，充电器C应处于热备用状态。
3.1.2.3 直流母线A与直流母线B之间的联络开关，正常运行时应在断开位置。
3.1.3 机组220V、120V、24V直流系统(1/2号机组相同)。
3.1.3.1 220V直流系统a、系统为单母线，充电器除向蓄电池组浮充电外，还供220V直流系统负载。
b、1号（2号）220V备用充电器分别为1号（2号）220V直流母线的备用电源，正常运行时，处于热备用状态。
电力系统直流断路器短路级差配置研究
电流 （ ；。 信号 负荷计 算 电流 （ 。 Ａ） ｊ为 Ａ）
（ ） 电池 组总 电源 开关 Ｂ 熔 断器 Ｆ ３蓄 Ｋ（ Ｕ） Ｊ≥ ｈ其 中 ，仆 ， Ｊ 为蓄 电池 １ 放 电率 电流 （ ， ｈ Ａ）铅 酸蓄 电池 取 ５ ５ ； ． 同时 还要 求 Ｊ ≥Ｋ。Ｊ ， 为 直 Ｊ 流馈 线 中直流 断路器 最大 的额 定 电 流 （ ； 为 配 合 Ａ） Ｋ。 系数 ， ２ 取 ～３ ； 同时要 求 满足 蓄 电池 总 电源 回路 短 路 时灵 敏 系数要 求和按 事故 初期 冲击 放 电电流校 验保 护
关 键 词 ：电 力 系统 ； 流 断 路 器 ； 差 ； 置 直 极 配 中 图分 类 号 ： ＴＭ５ １ ６ 文献标识码 ： Ａ
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ｈ ｒ ｒ ｕｔＤｉ ｅ ｅ ｔ ｌ ｎ ｉ ｕ ａ ｉｎ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅＳ ｏ ｔＣｉｃ ｉ ｆ ｒｎ ｉ ｆ ａ Ｃｏ ｆ ｒ ｔ ｇ ｏ ｏ ｒ ｕｔＢｒ ａ ｅ ｎ ｔ ｅＰ ｗ ｅ ｙ ｔｍ ｆＤＣ Ｃｉｃ ｉ ｅ ｋ ｒｉ ｈ ｏ ｒＳ ｓ ｅ
通 馋 电潦
２ １ 年 ７月 ２ ０１ ５日第 ２ ８卷第 ４ 期
】 Ｉ ：
Ｔｅ ｅ ｏ Ｐｏ ｒＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｌｃ ｍ ｗｅ ｃ ｎ ｌ ｇ
文章 编号 ：０ ９３ ６ （ ０ ） ４０ ５ －３ １ ０ —６ ４ ２ １ ０ —０ ８０ １
谶谶摩用 尊
电 力 系统 直 流 断路 器 短 路 级 差 配 置 研 究
周 锋
（ 州 萧 山 供 电 局 ， 江 杭 州 ３ １０ ） 杭 浙 １２ ０
摘要 ：电力 系统用直流电源 系统 中直流断路 器的选择性 、 可靠性有 着极 高的要求 。文 中选取 了三段 式直流断路 器短
直流系统运行操作标准
直流系统运⾏操作标准第五篇直流系统运⾏操作标准1. 主题内容与适⽤范围1.1 本标准规定了我公司蓄电池组、DWZZ—Ⅱ微机充电装置的规范及参数，蓄电池组、DWZZ—Ⅱ微机充电装置、通风采暖设备的运⾏⽅式、运⾏操作、巡回检查、注意事项以及直流系统事故处理原则等。
1.2 本标准适⽤于我公司直流系统及其附属设备运⾏操作、巡回检查、运⾏注意事项及其直流系统事故处理等项⼯作。
2. 装置说明2.1 直流系统设有两组蓄电池，两段直流母线，两两相互可并列运⾏也可分段运⾏。
两个电压等级分别为控制母线电压220V和合闸母线电压240V，微机充电装置与蓄电池组并列运⾏。
同时配置⼀台独⽴的主充装置，作为均衡充电时使⽤。
2.2 蓄电池为风帆股份有限公司⽣产的“风帆”、“SAIL”牌铅酸蓄电池，共装设两组，Ⅰ、Ⅱ组型号均为6-QA-195型。
各由18只电瓶组成，单电池电压为12～14.4V，容量为195安时。
2.3 直流充电装置、馈电屏选⽤邯郸518⾃动化电器⼚⽣产的微机系统产品，可实现⾃动调压、直流接地在线监测。
3. 设备规范3.1注：6-表⽰6个蓄电池串联 QA-表⽰起动型⼲荷蓄电池 195-表⽰20⼩时率容量注：D-电⼒系统⽤ W-微机控制 Z-全⾃动 Z-直流电源Ⅱ-设计序号4. 运⾏⽅式4.1 蓄电池与母线运⾏⽅式4.1.1 正常情况下，Ⅰ组、Ⅱ组蓄电池分别带直流Ⅰ、Ⅱ段母线运⾏，联络开关QK5、QK10、QK11在断开位置。
4.1.2 正常情况下，Ⅰ、Ⅱ段母线馈线开关全部合上，双电源供电的线路，负荷侧开环运⾏。
4.1.3 特殊情况下，当Ⅰ组蓄电池单独运⾏带Ⅰ、Ⅱ段母线时，QK1、QK2、QK4 母联开关QK5在合闸位置，QK3、QK6、QK7、QK8、QK9、QK10、QK11在断开位置。
4.1.4 特殊情况下，当Ⅱ组蓄电池单独运⾏带Ⅰ、Ⅱ段母线时，QK6、QK7、QK9、母联开关QK5在合闸位置，QK1、QK2、QK3、QK4、QK8、QK10、QK11在断开位置。
直流断路器 直流断路器是用于直流系统运行方式转换或故障切除的断路器
直流断路器直流断路器是用于直流系统运行方式转换或故障切除的断路器。
用来对直流配电系统的设施和电气进行过载、短路保护之用，可广泛用于电力、邮电、交通、工矿企业等行业。
工作原理主回路包含一个支撑动触头的下部连接排，一个上部连接排和表面镀银的触头合闸装置由一个带合闸线圈的大块罐状磁铁组成。
该磁铁容纳了一个动磁芯、触头压力弹簧和一个磁芯复位弹簧；所有这些部件均被安装在操作杆上。
拨叉单元安装在操作杆的顶端。
过流脱扣装置包含一个由层压的薄片构成的衔铁，一个连到由弹簧控制的操作杆上的动磁芯，由于该杆的作用可以设定脱扣整定值。
五对辅助接点均为由动触头控制的换向触头。
它们位于合闸装置下部的塑料盒内。
灭弧室包括角板，隔板和去离子板，以上这些都安装在两块灭弧板之间。
当断路器由于过流或正常的分闸命令而分闸的话，推进机构将会带动动触头分闸。
该推进机构同样作用于 5个换向辅助接点。
直流断路器的发展概况直流输电系统概况自1954年世界上出现第一条高压直流输电线路以来,高压直流输电系统愈来愈受到人们的重视。
三十多年来,世界上已相继建成许多高压和超高压直流输电系统。
直流输电只送有功功率,减少了无功线损和交流输电系统所必需的无功功率线路补偿设备。
在输送相同功率的情况下,直流系统的线路造价和绝缘设备用量都比交流系统低。
但是直流系统的换流设备造价昂贵目前,世界上已有十几条100千伏以上的高压直流输电线路投入运行,其送电功率约达2300兆瓦,而且已制定了2 0000兆瓦的大容量送电计划。
将来,当高压直流系统成为电力输送的基干系统之后,必然期待直流断路器的出现。
现举例说明原因如下: (1)在多支线的直流送电系统中,若未装设直流断路器,当某一支线发生了事故时,则不仅这条支线而且与此支线相连接的全部换流器都必须同时停电。
高压直流输电（HVDC），是利用稳定的直流电具有无感抗，容抗也不起作用，无同步问题等优点而采用的大功率远距离直流输电。
输电过程为直流。
直流系统熔断器、断路器的配置
直流断路器集操作与保护功能为— 安装方便 ， —体， 操作灵
活， 稳定性高， 保护功能完善。相Ｅ 断器而言， 瞄 更适合于操作 较多的末级， 例如各保护屏、 控制屏及其它装置等。 —般两段式
保护的直流断路器 ， 具有过载长延时的热脱扣功能 ， 又有短路
了防止直流短路故障引发变电 站事故，直流系统熔断器、 断
２ 在直流系统中应选用直流断路器 。 ． ４ 不能用交流断路器 代替直流断路器
式中 ： 一 断路器安装处短路电流（ ） 厶 Ａ；
蓄 电池开路 电压 （ ； ｖ） ｒ一 蓄电池内阻（ ； ｂ Ｑ）
一
交流断路器与直 流断路器 的灭弧机理不 同。交 流灭弧 是利用交流 电的周期性变化 ， 电弧有 自 过零 点 ， 自然过 然 经 零点后 ， 弧隙电压 由零逐渐上升 ， 此时断路器绝缘介质恢 复 绝对误差速度快于弧 隙电压上升速 度 ，就可保证 电弧不重 燃 。而直流电弧因没有 自然过零点 ， 直流 电弧产生后 ， 在一 定 的维持电 压下 电弧可以持续燃烧 ， 弧要 困难 得多。 故灭 例 如Ｇ Ｍ型直流断路器采用了 ⅥＣ绝缘四重 加速窄缝分断技 术 限制 电弧 的扩散 ， 提高了限流作用 。因而 ， 断路 器熄 直流 灭 直流 电弧 的性能要 比交流断路器优 良得多 。交流断路器
当断路器的耘窿 电流已经确定后， 除了过载长延时热脱扣的保 护特性已经形成 ， 同时短路瞬时 电磁脱扣特性也 已形成 ， 一般
这 种配置有个最 大的优势就是级差 配合理想 ， 次是 其 造价较低。但随着变 电所的增加 ， 熔断器不便操作 、 不利维
是 １ 倍额定电流（ ） ０ １ 时动作 ， 可是断路器安装处的短路电 流决定短路瞬时脱扣的灵敏度， 必须计算验证。
浅谈变电站中直流断路器的级差配合
浅谈变电站中直流断路器的级差配合断路器和熔断器是电力工程直流电源系统中使用最广泛的主要保护电器，并往往需要多级串联使用，其上下级之间具有选择性保护是保证电力系统安全可靠运行的重要条件。
以往在电力工程直流电源系统中曾多次发生过因断路器或控制熔断器的选择和配合不当而造成的越级分断的问题，一定程度上影响了设备的可靠和电网的稳定运行，通过对直流断路器的级差配合原理分析以及工程应用的配合复杂性，提出可靠的解决方案。
标签：直流断路器级差配合选择原则0 引言在电力系统中，直流系统作为继电保护、自动装置、控制操作回路、灯光音响信号及事故照明等电源之用，是继电保护、自动装置和断路器正确动作的基本保证。
由于发电厂和变电所直流系统的供电内容多，回路分布广，在一个直流网络中往往有许多支路需要设置断路器或熔断器来进行保护，并往往分成几级串联，这就存在着保护电器如何正确选型及上下级之间级差配合是否具有选择性保护的问题，该问题直接关系到能否把直流電源的故障限制在最小范围内，关系到电力系统运行的安全，对防止直流系统破坏、事故扩大和设备严重损坏至关重要。
以往发电厂和变电所曾多次发生过因直流控制回路熔断器上下级配合不当致使故障时越级熔断而造成事故扩大的现象。
1 关于断路器级差配合的基本原理决定一个低压直流系统运行安全性和可靠性的不仅仅是某一个元件的性能，而是全部元件的协同配合。
开关电器元件的最佳协同工作的前提是导线和设备保护的选择性工作方式。
每个分支、每台电器元件应尽可能受到过载和短路保护，通过通断动作来保护沿着供电方向的其它设备不受任何影响。
设计一个系统的时候，通常选择具有分断能力的保护装置，以与安装点最大可能的短路电流相配。
选择断路器的一个重要原则是断路器的额定短路分断能力≥线路的最大预期短路电流，这个断路器的短路分断能力通常是指它的极限短路分断能力。
断路器和熔断器保护配合有两种：一是后备保护，是指利用上级限流断路器或熔断器对大的短路电流的阻拦作用，使得装在限流断路器或熔断器下级的断路器或熔断器获得“加强的”分断能力，也有人称后备保护为“级联”。
直流系统熔断器、快速开关的配置-精选文档22页
谢谢！
说明：如果第二级负荷电流超过了小型快分开关的最 大额定电流，应改用塑壳快分开关或熔断器。
一、配置要求
6.在直流系统中应选用直流快分开关，不能用交流快分开 关代替直流快分开关(除厂家明确可交直流两用的以外)。 交流快分开关与直流快分开关的灭弧机理不同。交流 灭弧是利用交流电的周期性变化，电弧有自然过零点，经 自然过零点后，弧隙电压由零逐渐上升，此时快分开关绝 缘介质恢复绝对误差速度快于弧隙电压上升速度，就可保 证电弧不重燃。而直流电弧因没有自然过零点，直流电弧 产生后，在一定的维持电压下电弧可以持续燃烧，故灭弧 要困难得多。
2、根据《设计规程》，如采用专用的蓄电池室，蓄电 池室尽量布置在0米层，顶部不得穿越电缆，并尽量与 控制保护室、电缆夹层保持一定距离。
一、配置要求
3、整个直流系统全部配置隔离开关和熔断器，其中隔离开关为 隔离操作电器，熔断器为保护电器。这种配置有个最大的优势就 是级差配合理想，其次是造价较低。但随着变电所的增加，熔断 器不便操作、不利维护的缺点变成了急需解决的问题。从模拟试 验的情况来看，额定电流较小的熔断器经受冲击电流后，改变了 动作特性，外观却没有任何痕迹，也是个不容忽视的问题。所以 衡量利弊，现在的设计没必要再沿袭全熔断器的配置。值得保留 的是蓄电池出口处熔断器，因其额定电流较大，动作特性不易改 变，受电后甚少操作，多年来运行情况不错。
一、配置要求
4、整个直流系统全部配置直流快分开关。直流快分开关集操作与保护功能为 一体，安装方便，操作灵活，稳定性高，保护功能完善。相比熔断器而言， 更适合于操作较多的末级，例如各保护屏、控制屏及其它装置等。一般两段 式保护的直流快分开关，具有过载长延时的热脱扣功能，又有短路瞬时电磁 脱扣功能，应该是理想的选择。但是直流快分开关的额定电流选择是根据所 供电的负荷电流计算确定。选择大了，由于负荷电流小，在过载时（I2t）热 脱扣延长了时间。选择小了，由于负荷电流大，长时间运行加上环境温度高， 热脱扣可能误动。当快分开关的额定电流已经确定后，除了过载长延时热脱 扣的保护特性已经形成，同时短路瞬时电磁脱扣特性也已形成，一般是10In 动作，可是快分开关安装处的短路电流决定短路瞬时脱扣的灵敏度，必需计 算验证。
发电厂直流系统断路器推荐配置
机组控制、网控直流系统断路器推荐配置表1 机组控制、网控直流系统三级断路器串联使用（无分电屏）建议配置表序号 类别 回路 断路器型号断路器额定值(A)电压第一级 蓄电池出口断路器1200Ah蓄电池GM5FB-800R 700需标注DC125V或DC250V电压 1000Ah蓄电池GM5FB-800R 630800Ah蓄电池 GM5FB-800R 500700Ah蓄电池 GM5FB-800R 400600Ah蓄电池 GM5FB-800R 350500Ah蓄电池 GM5FB-800R 300400Ah蓄电池 GM5FB-250R 250300Ah蓄电池 GM5FB-250R 180200Ah蓄电池 GM5FB-250R 125100Ah蓄电池 GM5FB-250R 80第二级 馈电屏至35kV控制、闭锁电源GM5-63H两段式延迟动作小型直流断路器63A不需标注电压 至逆变、UPSGM5-63H两段式延迟动作小型直流断路器50A、63A至各电压等级、控制、保护及操作GM5B-40(H)（方案一）三段式小型断路器32A、25A、20A、16AGM5-63H（方案二）两段式延迟动作小型直流断路器32A、25A、20A、16A主变测控、各电压等级馈线保护、操作电源等GM5-63H两段式延迟动作小型直流断路器6A 、10A第三级测控保护屏（保护及二次回路）控制末级 GM5-63L 两段式快速限流小型断路器4、6 不需标注电压保护末级2、3表2机组控制、网控直流系统四级断路器串联使用（有分电屏）建议配置表序号类别 回路 断路器型号 断路器额定值(A) 电压第一级蓄电池出口断路器1200Ah 蓄电池GM5FB-800R 700 需标注电压DC125V 或DC250V1000Ah 蓄电池GM5FB-800R 630 800Ah 蓄电池GM5FB-800R 500 700Ah 蓄电池GM5FB-800R 400 600Ah 蓄电池 GM5FB-800R 350 500Ah 蓄电池 GM5FB-800R 300 400Ah 蓄电池 GM5FB-250R 250 300Ah 蓄电池 GM5FB-250R 180 200Ah 蓄电池 GM5FB-250R 125 100Ah 蓄电池GM5FB-250R80第二级馈电屏至分电屏GM5FB-250R63、100、125 需标注电压DC125V或DC250V至35kV 控制、闭锁电源GM5-63H 两段式延迟动作小型直流断路器 63A不需标注电压至逆变、UPSGM5-63H两段式延迟动作小型直流断路器50A、63A至各电压等级、控制、保护及操GM5B-40(H)（方案一）三段式小型断路器32A、25A、20A、16A作 GM5-63H（方案二） 两段式延迟动作小型直流断路器32A、25A、20A、16A主变测控、各电压等级馈线保护、操作电源等GM5-63H 两段式延迟动作小型直流断路器6A 、10A第三级分电屏至控制馈线 至保护馈线GM5B-40(H)（方案一）三段式小型断路器 32A、25A、20A、16A 不需标注电压GM5-63H（方案二） 两段式延迟动作小型直流断路器32A、25A、20A、16A 第四级测控保护屏(保护及二次回路)控制末级 GM5-63L 两段式快速限流小型断路器4、6 不需标注电压保护末级2、3注：产品型号示例：1. GM5FB-800R In=500A DC125V2. GM5-63H/2C63A3. GM5B-40(H)/25A4. GM5-63L/2C3A。
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刍议直流系统直流断路器的运行配置
刍议直流系统直流断路器的运行配置
【摘要】在电力系统中，直流系统是电网安全稳定的基础。
本文重点对直流断路器进行介绍。
【关键词】直流断路器；类型；原理；配置
中图分类号： TM561 文献标识码： A
一、前言随着近些年电厂、变电站的快速发展，直流断路器得到了广泛应用，但是故障也时有发生。
因此，加强对直流断路器的保护非常重要。
二、直流断路器的类型选择
交流断路器与直流断路器的灭弧机理不同，交流灭弧是利用交流电的周期性变化，电弧有自然过零点，经自然过零点后，弧隙电压由零逐渐上升，此时断路器绝缘介质恢复绝对误差速度快于弧隙电压上升速度，就可保证电弧不重燃。
而直流电弧因没有自然过零点，直流电弧产生后，在一定的维持电压下电弧可以持续燃烧，故灭弧要困难得多。
例如GM型直流快分开关采用了VJC绝缘四重加速窄缝分断技术限制电弧的扩散，提高了限流作用。
因此，直流断路器熄灭直流电弧的性能要比交流断路器优良得多。
交流断路器不能有效、可靠地熄灭直流电弧，容易出现断路器持续燃弧现象。
其触头及灭弧室烧伤较严重，这种断路器长期使用极易造成触头熔焊。
可见交流断路器用于直流场合是不安全的。
因此，在直流系统中应选用直流断路器，不能用交流断路器代替直流断路器。
新、扩建或改造的变电所直流系统用断路器应采用具有自动脱扣功能的直流断路器，不能用普通交流断路器替代。
在用直流系统用断路器如采用普通交流开关的，应及时更换为具有自动脱扣功能的直流断路器。
三、直流断路器充电装置工作原理
根据直流断路器在运行方式转换中的不同作用，各直流断路器的部分参数和结构存在差异，因此分为不同的种类。
以龙泉换流站和政平换流站的直流断路器为例，如图１所示，换流站直流场断路器包括极中性母线断路器（ＮＢＳ），金属回线转换断路器（ＭＲＴＢ），大地回线转换断路器（ＧＲＴＳ），双极中性线临时接地断路器（ＮＢＧＳ）。
以上直流断路器的作用均是用于直流输电系统运行方式的切换，其作用及设备参数不同，但其基本工作原理相同，以下以ＮＢＳ断路器为例，对直流断路器工作原理进行分析。
图1龙政直流系统简图
以龙泉换流站频发充电装置告警的００１０断路器（ＮＢＳ断路器）为例，由于直流电流的开断不像交流电流那样可以利用交流电流过零点，因此开断直流电流必须强迫过零。
００１０断路器属于有源型叠加震荡式断路器，其开断方式是由外部充电装置Ｕｄｃ先向振荡回路的电容Ｃ充电，然后电容Ｃ通过电感Ｌ向断路器断口的电弧间隙放电，产生振荡电流叠加在原电弧电流之上，并强迫电流过零。
充电装置的工作原理为一个小型的整流滤波回
路。
其输入为２３０Ｖ的交流电，输出为２０ｋＶ左右的直流电。
电流回路如图2所示。
图2流断路器充电装置工作原理图
四、直流断路器充电测控回路及逻辑
直流断路器充电测控回路主要用于控制直流断路器电容器两端
的电压，当电容器两端电压低于设定值时，测控回路能够启动直流断路器对电容进行充电。
图3 直流断路器充电测控回路图
如图3，直流断路器电容器两端的电压测量后经光纤回路送到直流场接口盘（ＤＦＴ）中，最后进入极控制保护（ＰＣＰ）主机。
主机经过分析后判断是否需要为电容器充电，然后控制命令经ＤＦＴ后回送到充电装置中，通过控制继电器的吸合来控制充电的开始和停止。
在ＰＣＰ主机软件中，若００１０直流断路器振荡回路的电容电
压低于设定值，系统向充电装置发出开始充电的命令，超过相应定值时，停止充电。
若电容电压仍不断下降，低于５ｋＶ时，则判断充电装置电压故障，发出相应告警。
具体逻辑如图4所示
图4直流断路器充电控制逻辑图
五、直流断路器的故障与解决
充电告警是由于测量到的直流断路器电容器电压值低于５ｋＶ造成，这可由以下几类故障导致：
1、充电装置自身故障，无法启动充电回路为电容器充电，或充电回路输出出现异常；
2、直流断路器电容器测量回路异常，测量电压出现错误；
3、直流断路器充电命令输出回路异常，充电指令无法发送至充电装置。
针对以上３种故障原因，现场可采取以下措施：发生第１类故障时，需将断路器转至检修状态，故在每年的年度大修时，应对直流断路器本体充电装置及回路进行测试及检查。
在００１０发充电电压告警后，运行人员应对故障时的测量电压进行跟踪观察，并比较Ａ／Ｂ系统充电电压测量值。
若发现Ａ／Ｂ系统所测电压值不同，则可判断为
发生了第２类故障，可立即对电容电压测量回路进行检查。
若发现Ａ／Ｂ系统电压均低于告警定值５ｋＶ，且两系统所测电压值基本相同，控制系统的开始充电指令一直保持在发出状态，则可排除第２类故障情况，之后可尝试将直流断路器充电装置设为手动充电。
若手动充电成功，则判断为发生了第３类故障，可立即对控制命令输出回路进行检查。
否则为第１类故障，需将断路器转至检修状态处理。
六、直流断路器方案与对比
相较于已得到工程应用的直流转换开关，高压直流断路器具备切断故障电流的能力。
由于直流电不存在电流过零点，直流断路器要实现对高压直流电的分断必须满足以下三项基本要求：①能够在主回路上形成电流过零点；②能够消耗存储在系统中的能量；③能够耐受住电流分断后产生的过电压。
目前高压直流断路器研究方案主要集中于３种类型，分别是基于
常规开关的传统机械式断路器、基于纯电力电子器件的固态断路器和基于二者结合的混合式断路器。
1、机械式断路器
传统机械式断路器通态损耗低（通态电阻微欧级），开断故障电流能力强。
理论上合理设计无源式直流转换开关电路参数，可以实现故障电流的分断，但受到振荡所需时间和常规机械开关分断速度的影响，难以满足直流系统快速分断故障电流的要求。
为提高机械断路器动作速度，提出了一种能够实现无弧分断的快速机械开关断路器拓扑，稳态时，电流经快速机械开关流通；故障发生时，机械开关分断，电容电压无法突变，限制电容电压上升速率，保障在机械开关开断瞬间电容两端电压低于机械开关起弧电压，在机械分断过程中低于机械开关的击穿电压，从而实现机械开关无弧分断。
当电容电压升至避雷器动作阈值时，电流转入避雷器中消耗吸收。
电阻用于抑制电容与系统电感的振荡。
该拓扑结构断路器虽实现了无弧分断，加快了机械开关的分断速度，但同时也大大增加了高压电容的容量，使得短路电流转移至避雷器动作的时间变长，对短路电流限制效果并无明显改变。
2、固态断路器
固态断路器由全控电力电子器件组成，不会产生电弧，分断速度也大大提高，但受限制于单个电力电子全控器件的耐受电压，应用于高压直流电网中，需要使用较多器件串联，使得固态断路器的通态损耗大、成本高。
为了降低固态断路器通态损耗，拓扑在稳态时通过晶闸管阀来通流，由于半控器件晶闸管通态损耗低于全控器件，相较于全控器件，其通态损耗略有下降；发生故障时，触发辅助晶闸管阀和集成门极换流晶闸管（ＩＧＣＴ）阀，使得电流转移至ＩＧＣＴ支路，随后关断ＩＧＣＴ阀，系统能量被避雷器所吸收。
可以看出，该拓扑依然由大量串联的电力电子器件组成，虽进行了优化，但并没有本质上的改变，而且进一步提高了固态断路器的成本。
3、混合式断路器
混合式断路器结合了机械式断路器和固态断路器的优点，用快速机械开关来导通正常运行电流，固态电力电子器件来分断短路电流，
使得其既具备较低的通态损耗，又有很快的分断速度。
这种拓扑结构断路器依靠电弧电压将短路电流从快速机械开关支路转移至固态开关支路。
在高压系统中，大量的全控器件串联产生的通态压降一般都能达到近百伏，依靠电弧电压很难实现电流的完全转移，因而快速开关需要具备灭弧能力，使得快速开关整体质量增加，动作速度变慢，而且产生的电弧将会造成对快速开关触头的腐蚀。
七、结束语
综上所述，要保证直流系统的安全稳定，就必须要对直流断路器加强管理，并采取一系列手段和方法加强对故障的排除，为电力系统的安全稳定运行提供保障。
参考文献
[1]耿建风,徐荣.直流电源系统中直流控制保护电器的选择[J].电力系统保护与控制,2009
[2]李满员.直流电源系统保护中直流断路器及熔断器的级差配合探讨[J].电力设备，2012
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