全廠直流系統(tǒng)改造及直流開關(guān)配置

王平

【摘 要】國電豫源發(fā)電有限責任公司于2003年建設(shè)，當時有些直流系統(tǒng)考慮不周，出現(xiàn)直流環(huán)網(wǎng)，直流接地頻繁發(fā)生，直流開關(guān)配置不當，經(jīng)常開關(guān)越級跳閘。經(jīng)過改造后，直流系統(tǒng)為輻射式，開關(guān)重新配置，沒有發(fā)生接地及越級跳閘的情況。

【關(guān)鍵詞】直流系統(tǒng)；環(huán)網(wǎng)；接地；直流開關(guān)；配置

國電豫源發(fā)電有限責任公司于2003年建設(shè)，當時由于設(shè)計方面原因，直流系統(tǒng)誤報警、接地頻繁、直流開關(guān)越級閘經(jīng)常發(fā)生，嚴重威脅著兩臺機組的安全運行。通過對不安全現(xiàn)象的分析論證、查看現(xiàn)場實際圖及設(shè)計圖，發(fā)現(xiàn)有很多不合理的地方，經(jīng)過公司批準，開展了以下工作：

1、直流系統(tǒng)由環(huán)形網(wǎng)絡(luò)更改為輻射式網(wǎng)絡(luò)。直流系統(tǒng)原來經(jīng)常報警，報警時檢查直流電源基本正常。為此，進行了220KV直流回路改造，將原來的直流環(huán)網(wǎng)更換為輻射式直流系統(tǒng)，每個保護控制柜分別從不同直流分屏取兩路電源，既增加了直流電源的可靠，又消除了誤報警情況發(fā)生。

2、對直流監(jiān)測裝置進行了更換。更換為廣州阡順電子有限公司裝置，該裝置檢測母線電壓、正負極絕緣電阻及告警信號可靠，且電流互感器采用開口檢測小信號法，便于更換。裝置現(xiàn)在運行正常，接地判斷可靠。

3、從下列方面，對現(xiàn)場運行設(shè)備及回路檢查更換，消除了頻繁直流接地現(xiàn)象：

（1）進行了戶內(nèi)設(shè)備防塵罩安裝，對戶外設(shè)備進行了防雨、防潮、防異物措施，包括電子間直流小母線防塵罩、刀閘、開關(guān)機構(gòu)進水防潮，主變本體接線盒受防潮，飛蟲進入等。

（2）對到升壓站的直流電纜及電纜溝檢查，對不合格的電纜更換，電纜溝進行了清理。建設(shè)時施工質(zhì)量不佳，包括電纜損傷、電纜頭制作不良、異物未及時清理等。此類問題造成的直流接地特點是：遇天氣不良就會出現(xiàn)，處理過程復(fù)雜且費力，經(jīng)徹底處理后基本上不會再次發(fā)生。如本廠多處斷路器端子箱內(nèi)電纜施工時剝電纜外皮時將芯線絕緣割傷，電纜屏蔽層銅絲伸進損傷芯線絕緣層，正極通過屏蔽層接地。

（3）蓄電池漏液現(xiàn)象嚴重，室內(nèi)通風不良。經(jīng)過申請更換為武漢銀泰科技有限公司的閥控密封式鉛酸蓄電池組，加裝了室內(nèi)通風設(shè)施。

（4）消除回路中存在的寄生回路。當#2發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)裝置內(nèi)#1電源插件運行時，則有接地現(xiàn)象出現(xiàn)，多次檢查試驗測量，確認有交流電源竄入直流系統(tǒng)，更換插件后正常。

（5）更換了部分元件（包括直流監(jiān)測裝置、空氣開關(guān)、CT等）。當直流系統(tǒng)長時間運行后，元件老化，相對接地電阻偏移而造成接地。

4、將6KV開關(guān)控制母線和合閘母線電源分開，消除了直流電源消失的隱患。6KV高壓開關(guān)的控制操作電源和開關(guān)合閘電源原來為同一回路電源，當高壓開關(guān)合閘時，經(jīng)常引起上級直流電源總開關(guān)跳閘（電磁式開關(guān)合閘時回路電流最高達到60A，控制電源開關(guān)額定電流30A）建議#1、2機6KV開關(guān)控制母線和合閘母線分開，控制母線電源不變。后來停機期間將#1機合閘母線電源分別取至直流室動力電源6KV IB、6KV IA，在6141備用開關(guān)柜加裝合閘電源聯(lián)絡(luò)開關(guān)；#2機6KV開關(guān)控制母線和合閘母線分開，控制母線電源不變，合閘母線電源分別取至直流室動力電源6KV ⅡB、6KV ⅡA，在#2機的#1開關(guān)柜加裝合閘電源聯(lián)絡(luò)開關(guān)。

6KV開關(guān)運行時可靠性增強，沒有誤跳合閘情況發(fā)生。

5、對上、下級熔斷器、負荷小開關(guān)進行了計算，重新進行了配置。

熔斷器與負荷小開關(guān)的配合。（1）負荷小開關(guān)（上級）與熔斷器（下級）互相串聯(lián)（要求作選擇性配合），承受同一短路電流，為了確定是否具有選擇性，可將開關(guān)的脫扣性能曲線和熔斷器的時間――電流曲線進行比較。只要熔斷器的時間――電流曲線位于開關(guān)的脫扣性能曲線的下方，并有正確的配合系數(shù)，這兩個元件就能有選擇性動作。（2）在單分支回路中，如果采用熔斷器或負荷小開關(guān)兩種保護元件串聯(lián)方式來同時保護此單一回路（不要求上、下級作選擇性配合）在選擇組合時，首先應(yīng)考慮負荷小開關(guān)的脫扣性能和熔斷器的時間――電流特性的配合。如果熔斷器僅用來分斷短路電流，則熔斷器的額定電流等級應(yīng)高于負荷小開關(guān)的額定電流等級。（3）采用下級為負荷小開關(guān)，上級為熔斷器做選擇性配合是一種經(jīng)濟有效的配置。由負荷小開關(guān)的時間――電流特性可知，當電流達到8倍以上負荷小開關(guān)額定電流時，其跳閘動作時間已接近于最小值。此特性與上級保護元件作選擇性配合十分有利。（4）在蓄電池總出口若使用電源開關(guān)，應(yīng)退出速斷元件防止越級動作。（5）上、下級保護元件額定值的最小配合系數(shù)如下：

K= 上級保護元件的額定值/下級保護元件的額定值，若下級存在許多分支時，各分支中所使用的保護元件參數(shù)值不同，則按照上表逐一選擇上級保護元件與下級元件的配合系數(shù)，最終的結(jié)果是上級保護元件要滿足與全部下級分支保護元件額定值的配合系數(shù)要求。

直流出現(xiàn)屏和蓄電池出口不許采用快速熔斷器和負荷小開關(guān)，防止失壓；對于AM、gM型熔斷器不要用在保護二次回路，只用在電動機一次回路中。

所能選擇的熔斷器額定參數(shù)的標稱值如下：1）直流額定電壓：48V、110V、220V、400V、800V、1000V、1500V 2）熔斷器的直流額定電流應(yīng)在下列數(shù)值中選?。?A、2A、4A、6A、10A、20A、25A、32A、40A、50A、63A、80A、100A、250A、315A、400A、500A、630A、800A、1000A、1250A如確定的額定電流位于兩額定數(shù)值之間時，按大數(shù)值選取熔斷器額定電流。

通過直流系統(tǒng)改造后，這些年一直沒有出現(xiàn)過直流異常的情況。

參考文獻：

[1]<<電力規(guī)程直流系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程（DL/T5044-2007）

[2]《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計技術(shù)規(guī)程》（DL/T5153-2007）

[3]《國電集團二十五項反事故措施》

（作者單位：國電豫源發(fā)電有限公司高級工程師）DC6D05E4-3096-4A79-A97C-913A1BF5D85A