直流系统级差配合试验方案
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变电站直流系统保护级差配合特性分析
・
＿程应川 ・ ｒ ：
低压电器 （０ １ ． ） ２ １Ｎｏ６
变 电 站 直 流 系统 保 护 级 差 配 合 特 性 分 析
李 秉宇 ， 郝 晓 光
（ 北 省 电 力研 究 院 ， 北 石 家庄 河 河
摘
０ ０２ ） ５ ０ １
要 ： 合 某 ５０ｋ 结 ０ Ｖ变 电 站直 流 系统 保 护 配 设 计 ， 算 直 流 系 统 各 级 短 路 电 计 李 秉 宇 （９ １ ） １８ 一 ，
某典 型 ５ ０ ｋ ０ Ｖ变 电站 配 置是 ： 蓄 电池 ， ① 采
用 ２组 ５ ０ Ａ ０ ｈ阀控式 密封 铅 酸蓄 电池 。② 充 电
的范围 内。上 、 下级 之 问 保护 元 件 的选 型和 额 定 值 的选择 是否适 当 ， 定 了其 能 否 实 现保 护 的选 决
择性 配合 ， 也直 接 关 系 到 电 网的 安全 。 国 内 的发 电厂 和变 电站 曾多次发生 冈直 流控 制 回路保 护元
装置 ， 用 高频 开 关 充 电装 置 ， 采 配置 ３套 ， 中一 其
套 为备用 ， 模块 采用 Ⅳ＋１ 式 。③ 直流 网络 ， 模 直
流 系统接 线采用 双 母 分 段接 线 方 式 ， 流母 线 之 直
问设 置联络 电器 。直 流 系统 采 用 辐 射形 网络 ， 分 四级 向负荷 供 电 ： 一 级 网络 是 蓄 电池 和 充 电装 第 置 向直流母 线供 电 ； 二 级 是 主馈 电屏 向 分 电屏 第 供 电 ； 三级 是分 电屏 向设 备屏供 电 ； 四级 是设 第 第 备屏 向直流 负载供 电。 直 流系统简 图及保护 配置如图 １ 和表 １ 所示 。
０ 引 言
日前 ， 电站 直 流 系统 主要 采 用 直 流 断路 器 变 和熔断器 作为 直 流 网络 的保 护 电器 ， 直流 回路 在 故 障时 ， 选择地 切 除故障 ， 有 并把故 障 限制在最 小
＿程应川 ・ ｒ ：
低压电器 （０ １ ． ） ２ １Ｎｏ６
变 电 站 直 流 系统 保 护 级 差 配 合 特 性 分 析
李 秉宇 ， 郝 晓 光
（ 北 省 电 力研 究 院 ， 北 石 家庄 河 河
摘
０ ０２ ） ５ ０ １
要 ： 合 某 ５０ｋ 结 ０ Ｖ变 电 站直 流 系统 保 护 配 设 计 ， 算 直 流 系 统 各 级 短 路 电 计 李 秉 宇 （９ １ ） １８ 一 ，
某典 型 ５ ０ ｋ ０ Ｖ变 电站 配 置是 ： 蓄 电池 ， ① 采
用 ２组 ５ ０ Ａ ０ ｈ阀控式 密封 铅 酸蓄 电池 。② 充 电
的范围 内。上 、 下级 之 问 保护 元 件 的选 型和 额 定 值 的选择 是否适 当 ， 定 了其 能 否 实 现保 护 的选 决
择性 配合 ， 也直 接 关 系 到 电 网的 安全 。 国 内 的发 电厂 和变 电站 曾多次发生 冈直 流控 制 回路保 护元
装置 ， 用 高频 开 关 充 电装 置 ， 采 配置 ３套 ， 中一 其
套 为备用 ， 模块 采用 Ⅳ＋１ 式 。③ 直流 网络 ， 模 直
流 系统接 线采用 双 母 分 段接 线 方 式 ， 流母 线 之 直
问设 置联络 电器 。直 流 系统 采 用 辐 射形 网络 ， 分 四级 向负荷 供 电 ： 一 级 网络 是 蓄 电池 和 充 电装 第 置 向直流母 线供 电 ； 二 级 是 主馈 电屏 向 分 电屏 第 供 电 ； 三级 是分 电屏 向设 备屏供 电 ； 四级 是设 第 第 备屏 向直流 负载供 电。 直 流系统简 图及保护 配置如图 １ 和表 １ 所示 。
０ 引 言
日前 ， 电站 直 流 系统 主要 采 用 直 流 断路 器 变 和熔断器 作为 直 流 网络 的保 护 电器 ， 直流 回路 在 故 障时 ， 选择地 切 除故障 ， 有 并把故 障 限制在最 小
直流系统级差配合试验方案
方案签批页安全技术、职业健康和环境因素交底记录序H B C K D Z/Q R-0901.试验目的依据国家及行业有关标准及电力企业有关规定的要求，对直流系统级差配合特性通过试验予以确定，验证直流系统各段直流负荷空气开关安秒特性、金属短路时开关脱扣后灭弧特性和上、下级各个开关级差配合是否合理，以确保直流系统安全稳定运行。
2．编制依据2.1《继电保护和安全自动装置技术规程》(GB/T14285-2006)2.2《电力工程直流系统设计技术规程》(DL/T5044-2004)2.3《直流电源系统技术监督规定》2.4《防止直流电源系统事故措施》2.5《国家电网公司直流电源系统运行规范》2.6《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》3．组织措施为保证试验顺利进行，成立领导小组和试验小组。
人员组成如下：1.试验领导小组组长：成员：2.现场试验专业组组长：成员：4．主要设备技术参数15．试验前准备工作5.1试验使用仪器5.2试验步骤5.2.1将测试系统控制装置从仪表箱中取出，放置在地面或平稳的台面上，打开上位管理机，并依据操作说明书连接上位管理机和测试系统控制装置。
5.2.2退出本段直流电源系统所有负荷，关闭充电机，断开待测回路直流断路器，依图一连接现场待测直流断路器和测试系统各部分。
5.2.3接通控制装置及上位管理机工作电源。
5.2.4设置系统及开关参数,并根据现场实际情况，按照使用说明书操作方法，进行小电流预估或短路校验试验。
5.2.6进行短路校验试验时，正常情况下，待测回路断路器自动脱扣断开，控制装置也延时断开，同时录波功能单元单次触发,记录电流波形。
如出现异常，迅速按“急停”按钮，强制分断主回路。
5.2.7分断待测回路直流断路器，断开控制装置和上位管理机工作电源.将测试系统拆下并装箱，恢复直流电源系统．+K M -KM [1\断琏器a * •*\\斷路器6•安全注意事项6.1试验方案准备就绪；有关试验及操作人员熟悉本方案并做好事故预想。
直流保护电器级差配合校验系统开发及应用
起变电站高压开关 、变压器 、电容器等一次设备事故 ，直
接威 胁 到 电 网 的安 全运 行 。现在 ，发 电厂 、变 电站 的 直 流
路保护 电器级差配合是否满足选择性保护的要求 。 近年来 ，部分电力运行单位利用变 电站现场蓄 电池组 对直流保护电器的级差配合进行短路模拟试验 ，采用示波 器 、万用表等仪器测试短路 电流、分 断时间，来校验变 电 站现场直流保 护电器级差配合的选择性 。该方法能真正模 拟现场实 际短路故障并校验直流保护电器级差 配合情况 ， 但是测试过程中一旦待测直流馈线回路保护 电器级差配合 不能满足选择性保护的要求 ，就会 引起上一级保护 电器越 级跳闸 ，造成其它正常馈线 回路失电而导致 电力事故 ，无 法保证试验的安全性 ，并且测试 过程及数据分析需 由人工
完 成 ，操 作 繁 琐 ，安 全 隐患 较 多 。
系统基本上都能按 照相关标准进行设计 ，保 证 ２ ～４个级
差ｌ ＿ ２ ］ ，但是 现 场运 行 的直 流保 护 电器 级 差 配 合 是 否 满 足 选
择性保护要求 ，却因检修维护人员不具备相应 的测试手段
和 工具 而 无法 进 行 试验 验 证 ，这 就 给 电力 系 统 安 全 运 行 埋 下 了 隐患 。
电 气 测 试 技 术
直 流 保 护 电器 级 差 配 合 校 验 系统 开 发 及 应 用
苗新 军 ，王
（ １ ． 河 南省 电力公 司济 源供 电公 司 ，河 南 济 源
锋 ，王
毛 ，王 浩 彬
０ ５ ６ １ ０ ７ ）
４ ５ ９ ０ ０ ０ ；２ ． 河北创 科 电子科技 有 限公 司 ，河 北 邯郸
的 电流 。
（ ３ ） 超级电容供 电法 ，即利用超 级电容 瞬间大电流放
发电厂直流系统空气开关级差配合试验在现场的应用
发电厂直流系统空气开关级差配合试验在现场的应用作者：孙严王彦来源：《理论与创新》2020年第20期【摘要】本文介绍了发电厂直流系统级差配合试验的常规试验方法及现场应用情况。
同时也针对不易停运的直流系统，介绍了一种将直流系统短路电流与空气开关安秒特性试验相结合的方法，用以验证直流系统空气开关级差是否合理。
【关键词】直流系统空气开关;级差配合试验;试验方法引言发电厂电力系统中直流系统为继电保护、仪表、通信、动力回路等提供电源，是电力系统的重要组成部分。
在直流系统回路中，直流空气开关是直流系统发生短路故障的重要保护元件，所以直流空气开关的选型以及直流空气开关上、下级级差配合是否满足选择性要求至关重要。
1.发电厂直流空气开关级差配置的现状发电厂电力系统中直流系统一般采用集中辐射形供电方式或分层辐射形供电方式。
直流系统空气开关级差配合一般分为以下几级。
级差第一级为蓄电池出口熔断器，第二级为直流馈线屏各路直流馈线空气开关。
如果采用分层辐射形供电方式，第三级为直流分电屏直流空气开关。
最末一级为负荷侧、用户侧直流空气开关。
各级空气开关配置应根据直流电源系统短路电流计算结果，保证具有可靠性、选择性、灵敏性和速动性。
2.发电厂直流系统空气开关级差配合试验2.1常规直流系统空气开关级差配合试验发电厂直流系统空气开关级差配合试验的常规方法，是根据电厂直流系统级差配合情况，选择不同规格型号的直流空气开关，在直流系统的最末级直流负荷空气开关的输出侧，用专用的试验仪器进行模拟金属性短路试验，并录制短路电流波形。
然后通过分析各短路点短路时，直流空气开关跳闸后的灭弧特性和上、下级各级开关级差配合是否合理，验证直流空气开关是否存在越级动作的情况。
2.2试验数据在某电厂升压站110V直流系统的不同规格直流负荷空气开关输出侧进行模拟金属性短路，验证各级直流空气开关的级差配合情况。
如下表。
试验结果表明，在直流负荷空气开关输出侧模拟短路试验过程中，下级直流空气开关直流空气开关均先于上一级空气开关动作，不存在越级跳闸的情况。
直流电源系统断路器的级差配合
四、额定电流的计算
4.6 蓄电池组出口回路 In≥I1h I1h蓄电池1h放电率电流（A），铅酸蓄电池取5.5I10 同时要求 In≥Kc4In.max In.max直流馈线中直流断路器最大的额定电流（A）， Kc4配合系数，取2~3 。 同时要求满足蓄电池出口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动作时间。 4.7 直流母线联络开关 宜采用隔离开关，额定电流 In≥Ksin∑Ibuse ∑Ibuse较大电流母线段上全部负载电流之和，Ksin同时系数，取0.5~0.6。 4.8 蓄电池放电回路 In≥1.1I10~1.3I10 即按放电装置的额定电流来选择。
六、典型断路器保护特性曲线
GM32 GM100 GM225
GM400 GM800 GM1250
பைடு நூலகம்
六、典型断路器保护特性曲线
北京人民电器厂三段式断路器特性曲线
01
GMB32 GMB100 GMB225 GMB400
02
GMB800 GMB1250 GW3B2000
03
五、选择性校验
断路器上、下级之间的动作电流和时间应保证选择性要求，在确定断路器额定电流后，应对断路器上、下级的选择性配合进行校验，按照DL/T5044-2004标准的规定，校验方式如下： 5.1 过负荷长延时保护（脱扣）： 按断路器额定电流整定 IDZ≥KKIn IDZ保护（脱扣）动作电流(A)，KK 可靠系数，取1.05,In额定电流(A)； 根据下一级断路器的额定电流进行整定 In1≥Kc1In2 In1、In2上、下级断路器额定电流(A)，Kc1上、下级断路器保护 配合系数，一般取≥1.6 t1≻t2 t1、t2 上、下级断路器在相同电流作用下的保护时间。 原则上应选择微型、小型、塑壳型、框架型等不同系列的直流断路器，额定电流从小到大，它们之间的电流级差不宜小于4级。
关于直流电源系统级差配合
认识问题（二）
4、设计规程规定的允许2组蓄电池短时并联，是指切换过程 中的短时并联是有条件的。同时规定了不允许任何支路馈 线形成的并联。理解为可能出现的误操作和避免不可控制 的环流。 5、根据有关规定：双重化的要求是除了继电保护和高压断 路器跳闸线圈外，蓄电池直流电源也应该是双重化配置。 但供电电缆可由直流接地检测和短路保护检出故障，不需 双重化。因此简化接线，辐射供电是正确设计。 总之，蓄电池直流电源应该长期可靠运行，不设备用。 所有参数均按交流事故停电1h（2h）时间内直流负荷的 需要选择，保证可靠供电。2组蓄电池的短时并联只能在 直流母线进行。双重化配置应包括蓄电池直流电源，但不 包括馈线电缆。简化接线辐射供电。
相关标准的规定
• 6、国家电网公司直流电源系统管理规范 • 《直流电源系统技术标准》： • 5.3.2.2 直流回路中严禁使用交流空气断路器；当使用交 直流两用空气断路器时，其性能必须满足开断直流回路短 路电流和动作选择性的要求。 • 5.3.2.5直流空气断路器、熔断器应具有安－秒特性曲线， 上下级应大于2级的配合级差，并动作选择性的要求。 • 5.3.2.6 直流电源系统中应防止同一条支路中熔断器与空 气断路器混用，尤其不应在空气断路器的下级使用熔断器。 防止在回路故障时失去动作选择性。
相关标准的规定
• 直流电源系统各级熔断器或自动空气断路器的选择必须保证级 差配合合理，防止越级跳闸。 • 不同厂家的产品混用，由于动作特性的分散性，有可能失去动 作选择性。所以，一个厂、站的直流熔断器或自动空气断路器， 原则上应选用同一厂家系列产品。 • 空气断路器与熔断器混合保护的级差配合比较困难，由于无时 限的空气断路器的脱扣速度基本不随电流的大小变化，而熔断 器的动作具有反时限特性。无论空气断路器安装在熔断器之前 或之后，总在某些短路电流值范围内会失去动作选择性。因此， 应尽量避免这种组合保护方式。尤其不能在自动空气断路器之 后（下级）再使用熔断器，这样，级差配合更加困难。《预防 直流电源系统事故措施》 • 第十一条 直流系统熔断器应分级配置，上下级熔体应满足选择 性配合要求。一个站的直流熔断器或自动空气断路器，原则上 应选用同一制造厂系列产品。使用前宜进行安秒特性和动作电空气自动空气断路器时，必须选用合格的直流 空气断路器，严禁采用交流空气断路器。对已经采用的，必须 安排更换。
关于直流电源系统级差配合
1关于蓄电池直流电源系统短路电流计算及自动空气断路器的选择一、前言：近几年，随着我国电力事业的飞速发展，新建和扩建的厂、站大量增加，尤其是城农网改造；直流电源系统的设备也得到了前所未有的发展和提高，阀控蓄电池和直流断路器得到了广泛采用，其使用范围、场合以较快的速度增长，设备的总体健康状况和技术水平得到了较大的提高，安全运行和节能环保得到了进一步好转和改善；但是存在的问题仍然不能忽视，务必引起各级领导高度重视，不然会造成严重的后果。
尤其是在城农网改造时，注重了一次设备和二次保护装置的更新改造、而忽视了直流电源系统设备及网络的更新改造，尤其是直流供电网络的更新改造；目前运行中直流电源系统采用的保护电器是多型号、多厂家、多组合的被动局面，这给直流电源系统的保护级差配合带来了一定的难度。
一旦级差配合不满足要求、失去动作选择性，其后果不堪设想。
二、造成目前直流系统级差不配合的主要原因和解决的措施：一）、级差配合问题的主要原因及复杂性1、接线复杂。
原则上应该简化接线即蓄电池接单母线运行辐射供电。
但是目前的控制合闸母线环行供电；硅降压，闪光母线不变的情况下，强制将熔断器改为直流断路器级差配合是十分复杂的，短路电流无法计算，控母合母馈线合用断路器，控母闪光合用断路器无法整定瞬动脱扣器等一系列问题没有很好解决。
2、交流或交直流两用断路器应用在直流电源中，其降容能力，临界分断能力，没有产品数据，试验证明交流断路器的分断能力仅为直流断路器的分断能力的1/5~1/8，额定电流分断直流电流弧光引起烧坏触头现象经常发生，全分断时间的不确定性，也是级差配合中成为难题。
3、熔断器保护由于特性的不稳定性，受温度和湿度影响较大，而且和接触松紧及熔片是否经受过大电流冲击损伤有关，有经验的单位在现场运行规程明确规定定期检查或更换、短路发生后必须更换合格产品。
一是随着变电站无人值班的发展，熔断器因自身结构的限制熔断后不能报警，不满足运行要求；二是目前保护成套厂已不再采用熔断器均为直流断路器。
直流系统保护电器级差配合试验的应用与优化
直流系统保护电器级差配合试验的应用与优化夏明圣【摘要】直流系统作为电力系统中重要的组成部分,是现代自动控制与监测的基础.近些年电力行业标准及"反事故措施"均对直流系统直流断路器、熔断器的保护级差配合提出了具体要求.文章介绍了直流系统保护电器级差配合的相关发展现状与主流的试验方法,同时结合实际经验总结了"小电流内阻预估短路电流法结合直流保护电器级差配合短路模拟校验法直流系统保护电器级差配合试验"的部分不足,提出了相对应的试验优化改进方法.【期刊名称】《安徽电气工程职业技术学院学报》【年(卷),期】2017(022)001【总页数】9页(P29-37)【关键词】直流系统;级差配合;优化改进【作者】夏明圣【作者单位】中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东分公司,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】TM773+.41.1 直流系统保护电器级差配合的背景在电力系统中，直流电源系统为继电器、断路器、保护及自动控制装置、通讯系统等提供直流控制或动力电源，是电力系统自动监控的重要组成部分，在直流电源回路中，熔断器、直流断路器(直流空气开关)是直流系统各分支出现过流或短路故障的主要保护电器元件。
该保护断路器和熔断器的保护选型和动作值整定是否合适，以及上下级保护之间保护的选择性配合，直接关系到能否可靠地将系统的故障控制在最小范围之内，对防止系统设备损坏、事故扩大和监视控制失灵至关重要。
《防止电力生产事故的二十五项重点要求》(国能安全[2014]161号)中明确提出了：“18.6.1保护装置直流空气开关、交流空气开关应与上一级开关及总路空气开关保持级差关系，防止由于下一级电源故障时，扩大失电元件范围。
”对发电企业直流系统级差配置提出了具体的要求。
各发电企业和电力科学研究院均采用不同的方法对直流系统保护电器级差配合，通过相关试验进行实际校验，并给出确切的结论[1]。
1.2 直流系统保护电器级差配合在电力系统的现状目前，电力系统(发电企业、变电站、大型用电企业)的直流系统供电网络主要采用分层辐射形(树状结构)和环形(环形小母线结构)混合供电方式。
浅谈变电站直流系统断路器和熔断器的级差配合
直 流 系统 为继 电保 护及 自动装 置 、 器 合跳 闸 、 照 明提 供安 全 器 、 器一 断路 事故 断路 断路 器 ４ １ 类 ２项试 验方 案 。试验 结果 见表 １ 。 可 靠 的直流 电源 ， 电力 系统继 电保护 、 动 装 置 和断路 器 正 确动 作 是 自 囊 Ｉ 簟麓■ ． 一镰■■■■ ｔ蠢食奠■簟暴 的基本 保证 。在直 流 回路 中 ， 断器 、 路器 是 直流 系统 各 出线 过 流 熔 断 和短路 故 障主 要 的保护 元件 ，可作 为馈 线 回路 供 电 网络断 开 和隔 离 … 元件 元忭 蠢／ 次量 耐射／ Ａ 之 用 ，其选 型 和动 作值 整定 是 否适 当以及 上下 级之 间 是否具 有 保 护 的选择 性 配合 ， 关 系到 能否 把 系统 的故 障 限制 在最 小 范 围 内 ， 直接 这 对 防 止系统 破 坏 、 故 扩大 和 主设 备严 重损 坏 至关 重要 。因此 ， 强 事 加 熔 断器 、断路 器 选择 及 配置 的准 确性 ，对 提 高 电力 系统 运行 的安 全 可 靠性具 有重 要意 义 。 １级 差配 合存 在的 主要 问题 由于变 电站 直 流系 统供 电 内容 多 ， 回路 分布 广 ， 个直 流 网络 在一 中往 往有 许 多支 路需 要设 置 断路 器 或熔 断器 进行 保 护 ，并往 往 分成 藏惦 ■ ＮＴ一１０ （ 啪 一功 ２０ ０ ６ Ｍ ４ ３ ８０～８ ６ ・ ・ 三级 或 四级 串联 ，这 就存 在着 正确 选 择保 护 方 案和保 护 上下 级 之 间 的配 合 问题 。
１ ＿ ？ Ｒ４ ００ ；： Ｊ 藏 冀 Ｔ－ ２ ： ： Ｉ６１２ ０６ ～ ９。 ４２ ￣ 一 ｔ培 ： ． ： ： —＿ — Ｔ 。。 ６；： ． ，ｏ６ 一 ： 一。
变电站直流系统保护级差配合策略初探
变电站直流系统保护级差配合策略初探文章就500kv变电站中的综保装置的相关问题进行讨论，主要是对变电站的直流系统保护级差配合的相关问题进行分析，对直流系统保护定值等问题进行阐述，并根据目前我国变电站直流系统保护极差配合中存在的问题给出几点建议和意见。
标签：变电站；直流系统；保护极差配合；策略1 引言根据目前我国现有科技发展状况，变电站中所使用的对电力系统进行保护的设施都是直流断路器，以此来及时的解决电路中存在的问题，因此有关直流系统保护级差配合是尤为重要的，这对于保障整个电力系统的安全运行是尤为重要的，有关变电站直流系统保护极差配合的研究一直以来也都是我国电力系统研究的重点。
2 变电站的直流系统配置及定值2.1 在目前我国的变电站中，对电力系统进行监测保护的系统配置主要有以下几个方面：构建直流系统保护网络，通过双母线分段模式的形式在直流母线上安置联络电器。
通过蓄电池来对直流系统进行供电，一般都采用阀控式密封铅酸蓄电池。
蓄电池一般都采用高频开关充电装置来对其进行充电，以维持直流系统的持续运行，并且普遍都配备有备用的充电装置，以防设备发生故障而影响系统的运行。
2.2 直流系统保护定值保护定值设定时首先要在直流系统中设置熔断器，熔断器的额定电流要求为蓄电池1h时所能够释放的电流进行设定。
为了保证直流系统能够安全的持续运行，可以再实际值之上比其高出一级，但是要保证熔断器不会失去其熔断性能而不能够实现保护目的。
对于充电设备的回路中，同样要求在回路中设置有熔断器，而且要求充电装置的输出电流大于或者等于电流的可靠系数。
在高压盘的分屏回路中，首先要在电路中设置断路器，断路器的电流应为控制电流、保护电流和信号电流三者之和的0.8倍，而其中的额定电流要求大于高压盘中断路器的额定电流。
在高压盘中的负荷回路中同样也要求安装有断路器，而其额定电流则要求为所有零部件的额定电流之和。
在高压盘的屏幕设备中的保护、测量、控制等部分的断路器同样要求断路器的电流应为控制电流、保护电流和信号电流三者之和的0.8倍，为了能够保证断路器的速度能够在系统发生故障时及时的动作，可以通过下一级的短路电流进行计算得出整定值。