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【案例】變電站直流系統級差配合特性測試與分析
發布時間:2020/12/26武漢市豪邁電力自動化技術有限責任公司

在電力系統中,直流電源系統是變電站二次系統的心臟,是測量、控制、保護等系統正確工作的基本保證。 目前變電站的直流饋電網絡多采用樹狀結構,從蓄電池組到站內用電設備,一般經過三級配電,每級配電大多采用直流斷路器作為保護電器。 在直流系統運行過程中,當上下級直流斷路器保護動作特性不匹配時,下級用電設備出現短路故障就會引起上一級直流斷路器的越級跳閘,進而引起其他饋電線路的斷電事故。

為了檢驗變電站直流回路各級直流斷路器保護動作級差配合的正確概率,并根據試驗結果報表校驗各級直流斷路器的級差配合選型,武漢豪邁電力研發了MDJ-800 直流系統級差配合特性測試儀,滿足DL/T 5044-2014《電力工程直流電源系統設計技術規程》性能要求,高精度,高性能,攜帶方便,適合變電站現場使用 。 下面 以MDJ-800 直流系統級差配合特性測試儀對XX送變電公司新建220kV變電站級差試驗為例,介紹開關的短路試驗和級差試驗方法。

 

試驗前準備工作
 

1)充電裝置處于停運狀態或臨時被替代,現場安全措施完善,具有直流電源系統配套的蓄電池組。

2)具有固定或移動配電盤,配電盤設有單相220V交流輸出,輸出功率不小于1kW,輸入具有自動空氣開關保護。

3)查看變電站的直流系統接線圖及級差配置表。

4)接線時先斷開待測回路直流開關,用正負連接電纜和電壓采樣線將控制裝置的輸入端子和電壓采樣端子連接到待測直流斷路器的下口。 連接時,注意連接電纜和電壓采樣線極性是否對應,然后用網線連接控制裝置和電腦。         

                      △  測試原理圖

 
 試驗過程
 

1)設定參數。 連接完畢后,接入控制裝置工作電源,閉合斷路器,運行上位機程序,進入初始界面,按照操作說明設定參數。

2)點擊“確定”,進入預估試驗界面。 信息設置欄填寫“系統信息”和“開關信息”,系統根據填寫的開關信息自動設置預估試驗電流參考點。

 

設置系統測控保護時間,點擊“開始”按鈕,自動進行預估試驗。 預估試驗完成后估算出系統線間內阻、預估短路電流和級差配合概率。

3)進入短路校驗試驗界面,根據預估試驗估算短路電流值,填寫短路試驗電流值,設置測控保護時間。 點擊“開始”按鈕,進行短路校驗試驗。 如: 根據某110kV蓄電池組定值單,上級開關的額定電流為100A,本級開關的額定 電流為32A,測控保護時間5.00 s,短路電流設置為直接短路。

4)試驗結束后自動錄波電流分斷特性曲線圖,計算出斷路器動作電流、弧前時間、滅弧時間。 人工確定是否越級跳閘后自動生成試驗報表。

 
試驗結果分析
 

結合試驗數據報告進行動作電流、弧前時間、滅弧時間以及電流分斷動作曲線等結果分析。

電流參考點值
空載電壓
負載電壓
負載電流
32.00A
107.1183V
103.9467V
24.5065A
107.1161V
103.9492V
24.4954A
107.1170V
103.9487V
24.5014A
預估結果:
短路電流預估: 827.019A

級差配合概率預估: 93.260%

 
此次現場試驗過程,MDJ-800 直流系統級差配合特性測試儀通過預設短路電流,直接進行短路試驗校驗級差配合的選擇性,根據帶載小電流預估支路的短路電流,查表計算級差配合概率預估值,顯示短路動作電流、弧前時間、滅弧時間及開關分斷特性曲線等,解決了以往級差試驗過程繁瑣、工作量大等困難,大大縮短了操作時間,提高了直流系統運行可靠性,保障電網安全可靠運行。
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