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直流断路器的级差配合特性

浏览:发布日期:2013-03-20 09:59[ 返回上页 ]
前言
       截至今日,还有不少的客户还在选择交直流通用的产品,已然将交流保护断路器用于直流系统保护,由于直流系统的特殊性,这样应用会使系统存在难分断的潜在风险和提前动作或延迟动作的明显误差。
       直流断路器具有安装维护方便、操作灵活、稳定性高等特点,在电力直流系统中应用已经十分广泛。它担负着继电保护、自 动装置、控制操作回路在产生故障电流时的保护作用。变电站直流系统采用放射形、放射形与环形混合及环形等多种供电方式,保护电器一般为三 级或四级串联使用。

       变电站典型三级串联系统如下:第一级为蓄电池出口断路器或熔断器,第二级为动力母线和控制母线馈出断路器,第三级为测控保护屏断路器或高压断路器操作回路 断路器。四级级差系统的第三级为分电屏断路器,第四级为测控保护屏断路器或高压断路器操作回路断路器,第一、二级保护电器同三级级差系统。
       直流断路器上下级之间的选型正确与否以及是否把直流电源的故障电流限制在最小范围内,关系到电力系统运行的安全,对防止系统破坏、事故扩大和 设备损坏极为重要。

1.影响级差配合特性的因素
       在直流系统中,因各地供电局对各变电站蓄电池容量的选取、直流屏及测控保护屏供电方式、连接方式和保护重要度等技术要求不同,其分布位置就相应不同,导致导线、导体选取的截面积、长度都不一样,这些因素的差异,都会使回路电阻值产生变化,电阻值的变化使短路电流值也随之产生变化,致使每个站的短路电流都不一样。所以,变电站直流系统的断路器级差配合方案设计,由于上述因素的变化太大,一直没有很好的办法解决。

2.现存的隐患
     为满足级差配合的选择性要求,实现上级断路器不误动,或者即使上级误动,也不致于造成事故扩散,现在很多直流系统中馈电屏(或分电屏)上断路器与测控保护屏上断路器采用一对一的供电方式,该方式导致的问题是:每对断路器之间都有二条导线,馈电屏(或分电屏)与测控保护屏之间的距离小则十几米,多则上百米,这又多又长的导线捆在一起,经过多年的运行使用会产生复杂而又混乱问题,如:导线与断路器连接松动;导线的绝缘下降;意外的损伤、咬伤;交织在一起的导线隐藏着多路相互短路或电弧放电着火等危害,将会导致测控保护屏全面失电的重大隐患。

3.级差配合特性的重要性
      直流断路器上下级能否实现级差配合,取决于回路中流过的短路电流值及上下级断路器的动作时间差。最根本的措施一是要提高测控保护屏 2A~6A 断路器的限流性能和分断速度,二要将分电屏和馈电屏上直流断路器的短路瞬时脱扣器动作倍数阈值加大,使其延迟动作。只有在回路中的短路电流值低于上级断路器的瞬动值,或虽达到了上级断路器的瞬动值但下级断路器先于上级分断的情况下,才能实现断路器间的级差配合。因此,为实现级差配合,一个途径是要实现上下级断路器的动作时间差,另一个途径是要降低回路短路电流值,限流型小定值的直流断路器对降低回路短路值有显著作用,因此最末级小型断路器的限流性能又是整个直流系统实现选择性配合的关键要素。

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