楊大勇 于浩 楊洪慶

摘要：在供電系統(tǒng)中，由于變電所二次直流系統(tǒng)的供電負載多，回路分布廣，在一個直流網(wǎng)路中往有許多支路需要設(shè)置斷路器或熔斷器來進行保護，并往往分三至四級串聯(lián)，這就存在著保護如何正確選型及上下級之間選擇性保護的配合問題。

關(guān)鍵詞：二次控制：電源基本要求

1.三至四級串聯(lián)，這就存在著保護如何正確選型及上下級之間選擇性保護的配合問題。為這些電氣設(shè)備提供控制、保護、信號和操作電源的直流系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行就必須提到個新的高度。因此，級差配合問題就成為二次直流系統(tǒng)運行中一個比較關(guān)鍵的問題。

1.1規(guī)范及一般性導則

供電系統(tǒng)安全重在預(yù)防，非常重視保護電器的選擇和級差配合問題，在國標、行業(yè)標準及各類管理規(guī)范都做出了相應(yīng)的規(guī)定：

1、DL/T5044—2004《電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》中的第 6.1 條：保護規(guī)定采用直流斷路器或熔斷器。當熔斷器在上而直流斷路器在下時，熔斷器為直流斷路器額定電流的 2 倍及以上;而直流斷路器上而熔斷器在下時，直流斷路器額定電流應(yīng)為熔斷器額定電流的 4 倍及以上。第 7.5 條規(guī)定了直流斷路器選擇原則為：經(jīng)受沖擊電流的安全性，級差配合，斷流能力、選擇性+靈敏度計算。第 7.6 條規(guī)定了熔斷器選擇原則是：隔離電器、報警觸點、斷流能力、級差配合。

1.2國電發(fā)[2000]589 號《防止電力生產(chǎn)重大事故的 25 項重點要求》第 13 條防止繼電保護事故，要求保證繼電保護操作電源的可靠性。第 20 條防止樞紐變電所全停電事故，直流熔斷器應(yīng)按有關(guān)規(guī)定分級配置，加強直流熔斷斷器的管理，對直流熔斷器應(yīng)采用合格的產(chǎn)品，防止因直流熔斷器在正常熔斷而擴大事故，第 1.3條防止全廠停電事故，要求加強蓄電池和直流系統(tǒng)（含逆變電源）的維修。

1.4國網(wǎng)公司文件《預(yù)防直流電源系統(tǒng)事故措施》中第 11 條直流系統(tǒng)熔斷器應(yīng)分級配置，上下級熔體應(yīng)滿足選擇性配合要求，使用前宜進行安秒特性和動作電流抽檢。

1.5國網(wǎng)公司文件《直流電源系統(tǒng)技術(shù)標準》中 5.3.2.2 條直流回路中嚴禁使用交流空氣斷路器;當使用交直流兩用空氣斷路器時，其性能必須滿足開斷直流回路短路電流和動作選擇性的要求。5.3.2.5 條直流空氣斷路器、熔斷器應(yīng)具有安-秒特性曲線，上下級應(yīng)大于 2 級的配合級差，并應(yīng)滿足動作選擇性的要求。5.3.2.6 條直流電源系統(tǒng)中應(yīng)防止同一條支路中熔斷器與空氣斷路器混用，尤其不應(yīng)在空氣斷路器的上級使用熔斷器，防止在回路故障時失去動作選擇性。

2 國網(wǎng)公司文件《直流電源系統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督規(guī)定》中第 27 條應(yīng)加強直流系統(tǒng)熔斷器的管理，熔斷器應(yīng)按有關(guān)規(guī)定分級配置;自動空氣斷路器使用前應(yīng)進行特性和動作電流抽查。國網(wǎng)公司文件《直流電源系統(tǒng)運行規(guī)范》中第 12 條直流熔斷器和空氣斷路器應(yīng)釆用質(zhì)量合格的產(chǎn)品，其熔斷體或定值應(yīng)按有關(guān)規(guī)定分級配置和整定，并定期進行核對，防止因其不正確動作而擴大事故。上述標準的理解和執(zhí)行尚有不完善和困難之處，而對空氣開關(guān)和熔斷器進行安秒特性和動作電流抽檢工作比較困難。級差配合事故還是不斷出現(xiàn)，直流電源己經(jīng)影響了供電系統(tǒng)的安全運行，不應(yīng)只從標準中找解決方法，而應(yīng)該根據(jù)具體情況做些工作。

2.1 二次控制電源基本概念

變電所的用電一般應(yīng)設(shè)置專門的變壓器供電，這種變壓器稱為所用變壓器，簡稱所用變。變電所的負荷主要有照明、生活區(qū)用電、事故照明、操作電源用電等，上述負荷一般分別設(shè)置供電回路。

為保證控制電源的供電可靠性，所用變壓器一般必須設(shè)置兩臺，互為備用，沈陽地鐵供電系統(tǒng)分別在 35kV I、II 母線上各設(shè)置了一臺 35kV/0.4kV 所用變。供電系統(tǒng)必須具備安全可靠的控制電源?？刂齐娫匆话惴譃閮深悾阂活愂侵绷麟娫?，一類是交流電源。由于直流電源獨立于交流動力電源系統(tǒng)之外，不受交流電源系統(tǒng)事故的影響，具有安全可靠、運行維護方便等特點，從而得到廣泛應(yīng)用，特別是對可靠性要求較高的電氣設(shè)備，直流電源幾乎是唯一可供選擇的控制電源。當前，由閥控式密封鉛酸蓄電池、高頻開關(guān)整流器、直流電源監(jiān)控裝置、直流斷路器或熔斷器構(gòu)成的直流電源系統(tǒng)，已經(jīng)成為供電系統(tǒng)變電所不可缺少的必要裝備。正常運行時，直流系統(tǒng)為斷路器提供合閘電源，為繼電保護及自動裝置、通訊等提供直流電源;故障時，特別是交流電源中斷的情況下，直流系統(tǒng)為繼電保護及自動裝置、斷路器的合跳鬧、事故照明提供安全可靠的直流電源。這是電力系統(tǒng)繼電保護、自動裝置和斷路器正確動作的基本保證。因此，加強熔斷器、斷路器的選擇和配置的正確性，對提高電力系統(tǒng)運行的安全可靠性具有重要的意義。

2.2 二次控制電源基本要求

1、應(yīng)保證供電的可靠性，最好裝設(shè)獨立的直流操作電源，以免交流系統(tǒng)故障時，影響操作電源的正常供電。

2、應(yīng)具有足夠的容量，以保證正常運行時，控制電源母線電壓波動范圍小于±5%額定值;若電壓過髙，容易使長期帶電的二次設(shè)備（例如繼電保護裝置及指示燈等）過熱而損壞;若電壓過低，可能使斷路器、保護裝置等設(shè)備不能正常工作。

3、蓄電池的容量應(yīng)足夠大，以保證在浮充設(shè)備因故停運而其單獨運行時，能維持繼電保護及控制回路的正常運行。此外，還應(yīng)保證亊故發(fā)生后能可靠切除斷路器及維持直流動力設(shè)備的正常運行，并有一定的冗余度。

4、充電設(shè)備穩(wěn)定可靠，能滿足各種充電方式的要求，并有一定的冗余度。

5、直流系統(tǒng)的接線應(yīng)力求簡單可靠，便于運行及維爐，并能滿足繼電保護裝置及控制回路供電可寒性要求。

6、具有完善的異常、事故報警系統(tǒng)及直流電源分級保護系統(tǒng)。當直流系統(tǒng)發(fā)生異?；蜻\行參數(shù)越限時，能發(fā)出報瞥信號;當直流系統(tǒng)某一支路發(fā)生短路故障時，能快速而有選擇性地切除故障饋線，而不影響其他直流回路的正常運行。

2.3 二次控制電源級差應(yīng)用情況

由于直流短路電流的滅弧比交流困難，不像交流電流有過零的特征，容易熄弧，所以直流幵關(guān)的開斷距離要大于交流開關(guān)。為更好的提供滅弧能力，在開關(guān)的消弧槽內(nèi)附加了恒定磁場，它可與直流電弧作用在滅弧室內(nèi)，使之更容易滅弧，因此直流斷路器的接入是有極性的，不能接反。因交流斷路器與直流斷路器滅弧原理不同，交流斷路器用于直流回路中不能有效、可靠地熄滅直流電弧，容易造成上下級越級動作，這種情況在 DC1500V 控制電源系統(tǒng)中曾經(jīng)發(fā)生過。由于直流斷路器的結(jié)構(gòu)特點，切斷直流電弧快速，分斷指標髙，限流作用明顯，直流斷路器的瞬時脫扣動作的安秒特性比熔斷器的熔斷特性和選擇性、經(jīng)濟性都優(yōu)越，可明顯簡化保護，便于維護管理和提高了直流電源系統(tǒng)的可靠性。

3 結(jié)束語

總之，直流電源保護電器的選擇，首先要研究各種保護電器的特性，然后從系統(tǒng)上研究級差配合的問題，加強運行維護的管理，達到安全運行的目的。最后還要強調(diào)一下，直流系統(tǒng)和交流系統(tǒng)為兩個相互獨立的系統(tǒng)。直流為不接地系統(tǒng)，而交流系統(tǒng)為接地系統(tǒng)。如果直流回路與交流回路共用一根電纜，當電纜的直流芯線與交流芯線之間的絕緣損壞時，交流系統(tǒng)便串入直流系統(tǒng)，使直流系統(tǒng)接地。在電纜內(nèi)部由于總之，直流電源保護電器的選擇，首先要研究各種保護電器的特性，然后從系統(tǒng)上研究級差配合的問題，加強運行維護的管理，達到安全運行的目的。最后還要強調(diào)一下，直流系統(tǒng)和交流系統(tǒng)為兩個相互獨立的系統(tǒng)。直流為不接地系統(tǒng)，而交流系統(tǒng)為接地系統(tǒng)。如果直流回路與交流回路共用一根電纜，當電纜中的直流芯線與交流芯線之間的絕緣損壞時，交流系統(tǒng)便串入直流系統(tǒng)，使直流系統(tǒng)接地。在電纜內(nèi)部由于交、直流系統(tǒng)互串引起的直流接地很難檢查及處理。交、直流系統(tǒng)互串引起的直流接地很難檢查及處理。