一种发电厂直流系统装置级差配合和安秒特性试验方法与流程

一种发电厂直流系统装置级差配合和安秒特性试验方法
1.技术领域：本发明涉及一种试验方法，特别是涉及一种发电厂直流系统装置级差配合和安秒特性试验方法。
2.

背景技术：
在电力系统中，直流电源系统为继电器、断路器、保护及自动控制装置、通讯系统等提供直流控制或动力电源，是电力系统的重要组成部分。在直流回路中，熔断器、直流断路器（直流空气开关）是直流系统各分支出现过流、短路、接地故障的主要保护元件，此保护元件的选型和动作整定是否合适，以及上下级直流保护开关之间的选择性配合，直接关系到能否可靠地将系统的故障控制在最小范围之内，对防止系统设备损坏、事故扩大和监视控制失灵至关重要。国网《防止电力生产事故的二十五项重点要求》中明确的对发电企业直流系统级差配合装置提出了具体要求。目前发电厂的直流馈电网络多采用树状结构，从直流主屏到站内用电设备，一般经过三级配电，有的达到四级，每级配电大多采用直流开关作为保护电器。由于上下级直流开关保护动作特性不匹配，在直流系统运行过程中，当上下级用电设备出现短路故障时，经常引起上一级直流断路器越级跳闸，引起其他馈电线路断电事故。针对直流系统的技术难点，为了既能达到试验目的，又能节约时间，通过对发电厂直流系统级差配合试验和安秒特性试验，为发电厂直流系统安全运行提供可靠保障。
3.

技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种发电厂直流系统装置级差配合和安秒特性试验方法，通过测算出的短路接地电流，结合空气开关的综合短路接地特性，在原有的保护基础上增加了短路接地保护，将短路接地保护值整定为1.05 倍的上下级差配合试验的短路电流值，以判断发生直流系统短路事故的直流断路器保护级差配置情况是否发生越级动作的可能性，同时保护试验设备安全性；通过对被试直流断路器进行安秒特性试验，根据测得的直流断路器安秒特性曲线，综合判断其是否满足级差配合要求。
4.本发明为解决技术问题所采取的技术方案如下：一种发电厂直流系统装置级差配合和安秒特性试验方法，具体步骤如下：a、试验接线：试验电源初始化检测，打开直流级差配合测试系统试验设备，显示试验选择主界面，系统自检测试；b、参数设置试验：
①
主界面选中“试验参数设置”后，按确定进入设置界面，按左
←
右
→
时切换光标移动位置，按上
↑
、下
↓
时更改光标位置数据的值；
②
光标位置和设置的数值全部自动循环，且在使用时有默认的标准值；若所有的参数都设置完成，按取消键退出设置回到主界面开始状态；
③
试验设备要求：直流断路器在连续试验中，须保证直流断路器冷却；其中，输出电流 = 额定电流*电流倍数，输出电流不能超过本机最大电流，输出电流小于200a时,试验时间不超过9999s；输出电流大于200a时,试验时间不超过300s；
c、安秒动作特性试验：
①
首先将短路接地保护值整定为1.05 倍的上下级差配合试验的短路电流值，以判断发生直流系统短路事故的直流断路器保护级差配置情况是否发生越级动作的可能性，然后主界面选中“安秒动作试验”后，按确定进入设置界面；
②
根据规程，电流倍数从2～n进行试验，每个电流倍数下要求进行三次试验，获得三个动作时间，动作时间的平均值连线要落在规程中的闭络线；
③
试验前检查：检查输入直流开关的额定电流、电流倍数和试验时间；检查直流断路器是否断开与试验无关的电气连接，是否已经合闸；连接检查装置输出的是否是恒流直流电流，将每一接触点接牢扭紧；
④
安秒动作特性试验过程：系统先计时“准备时间”，准备时间计时结束后开始输出电流；电流输出为开始时刻，过程中捕捉直流断路器的跳闸状态为结束时刻，两者时间差即为动作时间；电流输出过程中按取消键，退出试验，或根据设置的试验时间，计时到退出试验，通流试验时间大于动作时间，动作时间记录中有“》”符号，说明在通流时间内未动作；在电流输出过程中，3秒内测试电流没有升起来，系统会自动提示断路器开路，确保直流断路器合闸；
⑤
试验结束后，系统自动断开输出电流，并存储试验数据，在试验结果区出现一条新的试验记录；d、通流不动作试验：通流不动作试验用来检测直流断路器在通过额定电流左右电流的稳定性能的特性试验，规定1.13倍一小时内不动作，1.45倍一小时内动作；e、脱扣测试试验：脱扣测试试验用来检测直流断路器的脱扣电流倍数和动作时间，此试验是一个逐级升流试验过程：第一次准备时间，输出电流=额定电流*起始倍数，试验时间计时结束；第二次准备时间，输出电流=额定电流*（起始倍数 步进倍数），试验时间计时结束；第三次准备时间，输出电流=额定电流*（起始倍数 2倍步进倍数），试验时间计时结束；以此类推，第n次，准备时间，输出电流=额定电流*【起始倍数 （n-1）倍步进倍数】，试验时间计时结束；直至倍数大于最大电流倍数，逐级升流试验结束；在逐级升流过程中，若直流断路器动作，逐级升流试验结束，每次试验数据自动保存；f、级差配合试验：
①
级差配合试验用来检测多级直流断路器的配合情况，试验前首先将短路接地保护值整定为1.05 倍的上下级差配合试验的短路电流值，以判断发生直流系统短路事故的直流断路器保护级差配置情况是否发生越级动作的可能性，同时保护试验设备安全性；
②
模拟短路时，选择在直流电源系统的直流电源盘每一个直流空开下口位置进行短路，试验结果是第三级直流断路器动作，回路断开后上级直流断路器不动作；
③
按照三级直流断路器接线；
④
闭合直流断路器，将试验仪器与pc机之间通过rs232数据线进行联机；
⑤
打开“试验界面”，设置额定电流和开关类型，根据直流断路器类型不同，选择b型或c型曲线包罗线；
⑥
设置好此界面中的配置数据，选择串口号，按“连接仪器测试”按钮测试pc机和
仪器是否联通；
⑦
设置试验参数数据，包括试验类型、电流倍数、试验时间、准备时间、起始电流、步进电流、最大电流；
⑧
按“开始试验”按钮，仪器进行试验并输出电流，直到试验结束，如果过程中要停止试验，按“中断试验”按钮；
⑨
试验结束后，按“上传本试验最近数据”按钮，将试验数据传上来，并在对应的试验结果界面中显示出来；g、内阻测试试验：
①
内阻测试试验用来测试直流断路器的内阻；
②
测量直流断路器的内阻时，使用电压信号线，按正负接入；
③
试验自动按最优的电流倍数来测试断路器的内阻，试验方法同安秒动作特性试验。
5.本发明提供了一种发电厂直流系统装置级差配合和安秒特性试验方法，通过测算出的短路接地电流，结合空气开关的综合短路接地特性，在原有的保护基础上增加了短路接地保护，保护值整定为1.05 倍的上下级差配合试验的短路电流值状态下发生直流系统短路事故的直流断路器保护级差配置情况，判断其是否发生越级动作的可能性。利用高性能采集芯片与pc机联机使用，产生直流大电流输出，输出电流响应迅速、准确度高并连续可调等特性，可同时满足全点测试和抽点测试的效力，并具备过热保护、过流保护、过压保护、接地保护功能，抗干扰能力强，安全有效。通过对被试直流断路器进行安秒特性试验，根据测得的直流断路器安秒特性曲线，综合判断其是否满足级差配合要求。
6.选择合适的试验点，在直流电源系统的第三级直流电源盘每一个直流空开下口位置作为短路点进行上下级级差配合试验具有很强的针对性及合理性，且选在该试验点进行短路，其短路电流较小，对仪器设备和试验过程中的安全风险的控制有较好的保证。
7.本发明的积极有益效果如下：1、本发明通过对直流设备进行安秒动作特性试验，验证了对直流断路器、熔断器、直流开关等选择的准确性，保证了直流系统的安全稳定运行，为电气设备的调试工作赢得了大量时间，提前发电厂的并网发电工作可靠进行。
8.2、本发明试验的等效性好，在原有的保护基础上增加了短路接地保护，保护值整定为1.05 倍的上下级差配合试验的短路电流值，避免了试验过程中对试验仪器设备自身的损坏和保证了试验过程中的安全。
9.3、本发明试验仪器重量轻体积小，减少了搬运笨重大功率变压器和试验电源所消耗的时间和人力，非常适合现场使用。
10.4、本发明通过直流级差配合试验，杜绝了电气设备发生故障时直流控制回路可能出现的误动、拒动情况，保证了由直流系统控制的电气设备安全可靠运行，避免了电气一次设备的损坏甚至爆炸（如变压器短路爆炸、起火燃烧等），它所带来的的效益是无法用资金来衡量的。
11.5、本发明接线简单、操作简洁方便，适用于所有发电厂直流系统装置级差配合和安秒特性试验方法。
12.附图说明：
图1为本发明步骤a中的试验接线图；图2为本发明步骤b中直流断路器的面板结构图。
13.具体实施方式：下面结合具体实施例对本发明做进一步的解释和说明：实施例：一种发电厂直流系统装置级差配合和安秒特性试验方法，具体步骤如下：a、试验接线：试验电源初始化检测，打开直流级差配合测试系统试验设备，显示试验选择主界面，系统自检测试；b、参数设置试验：
①
主界面选中“试验参数设置”后，按确定进入设置界面，按左
←
右
→
时切换光标移动位置，按上
↑
、下
↓
时更改光标位置数据的值；
②
光标位置和设置的数值全部自动循环，且在使用时有默认的标准值；若所有的参数都设置完成，按取消键退出设置回到主界面开始状态；
③
试验设备要求：直流断路器在连续试验中，须保证直流断路器冷却；其中，输出电流 = 额定电流*电流倍数，输出电流不能超过本机最大电流，输出电流小于200a时,试验时间不超过9999s；输出电流大于200a时,试验时间不超过300s；c、安秒动作特性试验：
①
首先将短路接地保护值整定为1.05 倍的上下级差配合试验的短路电流值，以判断发生直流系统短路事故的直流断路器保护级差配置情况是否发生越级动作的可能性，然后主界面选中“安秒动作试验”后，按确定进入设置界面；
②
根据规程，电流倍数从2～n进行试验，每个电流倍数下要求进行三次试验，获得三个动作时间，动作时间的平均值连线要落在规程中的闭络线；
③
试验前检查：检查输入直流开关的额定电流、电流倍数和试验时间；检查直流断路器是否断开与试验无关的电气连接，是否已经合闸；连接检查装置输出的是否是恒流直流电流，将每一接触点接牢扭紧；
④
安秒动作特性试验过程：系统先计时“准备时间”，准备时间计时结束后开始输出电流；电流输出为开始时刻，过程中捕捉直流断路器的跳闸状态为结束时刻，两者时间差即为动作时间；电流输出过程中按取消键，退出试验，或根据设置的试验时间，计时到退出试验，通流试验时间大于动作时间，动作时间记录中有“》”符号，说明在通流时间内未动作；在电流输出过程中，3秒内测试电流没有升起来，系统会自动提示断路器开路，确保直流断路器合闸；
⑤
试验结束后，系统自动断开输出电流，并存储试验数据，在试验结果区出现一条新的试验记录；d、通流不动作试验：通流不动作试验用来检测直流断路器在通过额定电流左右电流的稳定性能的特性试验，规定1.13倍一小时内不动作，1.45倍一小时内动作；e、脱扣测试试验：脱扣测试试验用来检测直流断路器的脱扣电流倍数和动作时间，此试验是一个逐级升流试验过程：第一次准备时间，输出电流=额定电流*起始倍数，试验时间计时结束；第
二次准备时间，输出电流=额定电流*（起始倍数 步进倍数），试验时间计时结束；第三次准备时间，输出电流=额定电流*（起始倍数 2倍步进倍数），试验时间计时结束；以此类推，第n次，准备时间，输出电流=额定电流*【起始倍数 （n-1）倍步进倍数】，试验时间计时结束；直至倍数大于最大电流倍数，逐级升流试验结束；在逐级升流过程中，若直流断路器动作，逐级升流试验结束，每次试验数据自动保存；f、级差配合试验：
①
级差配合试验用来检测多级直流断路器的配合情况，试验前首先将短路接地保护值整定为1.05 倍的上下级差配合试验的短路电流值，以判断发生直流系统短路事故的直流断路器保护级差配置情况是否发生越级动作的可能性，同时保护试验设备安全性；
②
模拟短路时，选择在直流电源系统的直流电源盘每一个直流空开下口位置进行短路，试验结果是第三级直流断路器动作，回路断开后上级直流断路器不动作；
③
按照三级直流断路器接线；
④
闭合直流断路器，将试验仪器与pc机之间通过rs232数据线进行联机；
⑤
打开“试验界面”，设置额定电流和开关类型，根据直流断路器类型不同，选择b型或c型曲线包罗线；
⑥
设置好此界面中的配置数据，选择串口号，按“连接仪器测试”按钮测试pc机和仪器是否联通；
⑦
设置试验参数数据，包括试验类型、电流倍数、试验时间、准备时间、起始电流、步进电流、最大电流；
⑧
按“开始试验”按钮，仪器进行试验并输出电流，直到试验结束，如果过程中要停止试验，按“中断试验”按钮；
⑨
试验结束后，按“上传本试验最近数据”按钮，将试验数据传上来，并在对应的试验结果界面中显示出来；g、内阻测试试验：
①
内阻测试试验用来测试直流断路器的内阻；
②
测量直流断路器的内阻时，使用电压信号线，按正负接入；
③
试验自动按最优的电流倍数来测试断路器的内阻，试验方法同安秒动作特性试验。
14.该发明通过测算出的短路接地电流，结合空气开关的综合短路接地特性，在原有的保护基础上增加了短路接地保护，保护值整定为1.05 倍的上下级差配合试验的短路电流值状态下发生直流系统短路事故的直流断路器保护级差配置情况，判断其是否发生越级动作的可能性。利用高性能采集芯片与pc机联机使用，产生直流大电流输出，输出电流响应迅速、准确度高并连续可调等特性，可同时满足全点测试和抽点测试的效力，并具备过热保护、过流保护、过压保护、接地保护功能，抗干扰能力强，安全有效。通过对被试直流断路器进行安秒特性试验，根据测得的直流断路器安秒特性曲线，综合判断其是否满足级差配合要求。
15.该发明选择合适的试验点，在直流电源系统的第三级直流电源盘每一个直流空开下口位置作为短路点进行上下级级差配合试验，具有很强的针对性及合理性，且选在该试验点进行短路，其短路电流较小，对仪器设备和试验过程中的安全风险的控制有较好的保
证。
16.该发明通过对直流设备进行安秒动作特性试验，验证了对直流断路器、熔断器、直流开关等选择的准确性，保证了直流系统的安全稳定运行，为电气设备的调试工作赢得了大量时间，提前发电厂的并网发电工作可靠进行。
17.该发明试验的等效性好，在原有的保护基础上增加了短路接地保护，保护值整定为1.05 倍的上下级差配合试验的短路电流值，避免了试验过程中对试验仪器设备自身的损坏和保证了试验过程中的安全。
18.该发明试验仪器重量轻体积小，减少了搬运笨重大功率变压器和试验电源所消耗的时间和人力，非常适合现场使用。
19.该发明通过直流级差配合试验，杜绝了电气设备发生故障时直流控制回路可能出现的误动、拒动情况，保证了由直流系统控制的电气设备安全可靠运行，避免了电气一次设备的损坏甚至爆炸（如变压器短路爆炸、起火燃烧等），它所带来的的效益是无法用资金来衡量的。
20.该发明接线简单、操作简洁方便，适用于所有发电厂直流系统装置级差配合和安秒特性试验方法。
21.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围内。