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【案例】变电站直流系统级差配合特性测试与分析
Publish Date:2020/12/26武汉市豪迈电力自动化技术有限责任公司

在电力系统中,直流电源系统是变电站二次系统的心脏,是测量、控制、保护等系统正确工作的基本保证。 目前变电站的直流馈电网络多采用树状结构,从蓄电池组到站内用电设备,一般经过三级配电,每级配电大多采用直流断路器作为保护电器。 在直流系统运行过程中,当上下级直流断路器保护动作特性不匹配时,下级用电设备出现短路故障就会引起上一级直流断路器的越级跳闸,进而引起其他馈电线路的断电事故。

为了检验变电站直流回路各级直流断路器保护动作级差配合的正确概率,并根据试验结果报表校验各级直流断路器的级差配合选型,武汉豪迈电力研发了MDJ-800 直流系统级差配合特性测试仪,满足DL/T 5044-2014《电力工程直流电源系统设计技术规程》性能要求,高精度,高性能,携带方便,适合变电站现场使用 下面 以MDJ-800 直流系统级差配合特性测试仪对XX送变电公司新建220kV变电站级差试验为例,介绍开关的短路试验和级差试验方法。

 

试验前准备工作
 

1)充电装置处于停运状态或临时被替代,现场安全措施完善,具有直流电源系统配套的蓄电池组。

2)具有固定或移动配电盘,配电盘设有单相220V交流输出,输出功率不小于1kW,输入具有自动空气开关保护。

3)查看变电站的直流系统接线图及级差配置表。

4)接线时先断开待测回路直流开关,用正负连接电缆和电压采样线将控制装置的输入端子和电压采样端子连接到待测直流断路器的下口。 连接时,注意连接电缆和电压采样线极性是否对应,然后用网线连接控制装置和电脑。         

                      △  测试原理图

 
 试验过程
 

1)设定参数。 连接完毕后,接入控制装置工作电源,闭合断路器,运行上位机程序,进入初始界面,按照操作说明设定参数。

2)点击“确定”,进入预估试验界面。 信息设置栏填写“系统信息”和“开关信息”,系统根据填写的开关信息自动设置预估试验电流参考点。

 

设置系统测控保护时间,点击“开始”按钮,自动进行预估试验。 预估试验完成后估算出系统线间内阻、预估短路电流和级差配合概率。

3)进入短路校验试验界面,根据预估试验估算短路电流值,填写短路试验电流值,设置测控保护时间。 点击“开始”按钮,进行短路校验试验。 如: 根据某110kV蓄电池组定值单,上级开关的额定电流为100A,本级开关的额定 电流为32A,测控保护时间5.00 s,短路电流设置为直接短路。

4)试验结束后自动录波电流分断特性曲线图,计算出断路器动作电流、弧前时间、灭弧时间。 人工确定是否越级跳闸后自动生成试验报表。

 
试验结果分析
 

结合试验数据报告进行动作电流、弧前时间、灭弧时间以及电流分断动作曲线等结果分析。

电流参考点值
空载电压
负载电压
负载电流
32.00A
107.1183V
103.9467V
24.5065A
107.1161V
103.9492V
24.4954A
107.1170V
103.9487V
24.5014A
预估结果:
短路电流预估: 827.019A

级差配合概率预估: 93.260%

 
此次现场试验过程,MDJ-800 直流系统级差配合特性测试仪通过预设短路电流,直接进行短路试验校验级差配合的选择性,根据带载小电流预估支路的短路电流,查表计算级差配合概率预估值,显示短路动作电流、弧前时间、灭弧时间及开关分断特性曲线等,解决了以往级差试验过程繁琐、工作量大等困难,大大缩短了操作时间,提高了直流系统运行可靠性,保障电网安全可靠运行。


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