全厂直流系统改造及直流开关配置
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【摘 要】国电豫源发电有限责任公司于2003年建设，当时有些直流系统考虑不周，出现直流环网，直流接地频繁发生，直流开关配置不当，经常开关越级跳闸。经过改造后，直流系统为辐射式，开关重新配置，没有发生接地及越级跳闸的情况。
【关键词】直流系统；环网；接地；直流开关；配置
国电豫源发电有限责任公司于2003年建设，当时由于设计方面原因，直流系统误报警、接地频繁、直流开关越级闸经常发生，严重威胁着两台机组的安全运行。通过对不安全现象的分析论证、查看现场实际图及设计图，发现有很多不合理的地方，经过公司批准，开展了以下工作：
1、直流系统由环形网络更改为辐射式网络。直流系统原来经常报警，报警时检查直流电源基本正常。为此，进行了220KV直流回路改造，将原来的直流环网更换为辐射式直流系统，每个保护控制柜分别从不同直流分屏取两路电源，既增加了直流电源的可靠，又消除了误报警情况发生。
2、对直流监测装置进行了更换。更换为广州阡顺电子有限公司装置，该装置检测母线电压、正负极绝缘电阻及告警信号可靠，且电流互感器采用开口检测小信号法，便于更换。装置现在运行正常，接地判断可靠。
3、从下列方面，对现场运行设备及回路检查更换，消除了频繁直流接地现象：
（1）进行了户内设备防尘罩安装，对户外设备进行了防雨、防潮、防异物措施，包括电子间直流小母线防尘罩、刀闸、开关机构进水防潮，主变本体接线盒受防潮，飞虫进入等。
（2）对到升压站的直流电缆及电缆沟检查，对不合格的电缆更换，电缆沟进行了清理。建设时施工质量不佳，包括电缆损伤、电缆头制作不良、异物未及时清理等。此类问题造成的直流接地特点是：遇天氣不良就会出现，处理过程复杂且费力，经彻底处理后基本上不会再次发生。如本厂多处断路器端子箱内电缆施工时剥电缆外皮时将芯线绝缘割伤，电缆屏蔽层铜丝伸进损伤芯线绝缘层，正极通过屏蔽层接地。
（3）蓄电池漏液现象严重，室内通风不良。经过申请更换为武汉银泰科技有限公司的阀控密封式铅酸蓄电池组，加装了室内通风设施。
（4）消除回路中存在的寄生回路。当#2发电机励磁调节装置内#1电源插件运行时，则有接地现象出现，多次检查试验测量，确认有交流电源窜入直流系统，更换插件后正常。
（5）更换了部分元件（包括直流监测装置、空气开关、CT等）。当直流系统长时间运行后，元件老化，相对接地电阻偏移而造成接地。
4、将6KV开关控制母线和合闸母线电源分开，消除了直流电源消失的隐患。6KV高压开关的控制操作电源和开关合闸电源原来为同一回路电源，当高压开关合闸时，经常引起上级直流电源总开关跳闸（电磁式开关合闸时回路电流最高达到60A，控制电源开关额定电流30A）建议#1、2机6KV开关控制母线和合闸母线分开，控制母线电源不变。后来停机期间将#1机合闸母线电源分别取至直流室动力电源6KV IB、6KV IA，在6141备用开关柜加装合闸电源联络开关；#2机6KV开关控制母线和合闸母线分开，控制母线电源不变，合闸母线电源分别取至直流室动力电源6KV ⅡB、6KV ⅡA，在#2机的#1开关柜加装合闸电源联络开关。
6KV开关运行时可靠性增强，没有误跳合闸情况发生。
5、对上、下级熔断器、负荷小开关进行了计算，重新进行了配置。
熔断器与负荷小开关的配合。（1）负荷小开关（上级）与熔断器（下级）互相串联（要求作选择性配合），承受同一短路电流，为了确定是否具有选择性，可将开关的脱扣性能曲线和熔断器的时间――电流曲线进行比较。只要熔断器的时间――电流曲线位于开关的脱扣性能曲线的下方，并有正确的配合系数，这两个元件就能有选择性动作。（2）在单分支回路中，如果采用熔断器或负荷小开关两种保护元件串联方式来同时保护此单一回路（不要求上、下级作选择性配合）在选择组合时，首先应考虑负荷小开关的脱扣性能和熔断器的时间――电流特性的配合。如果熔断器仅用来分断短路电流，则熔断器的额定电流等级应高于负荷小开关的额定电流等级。（3）采用下级为负荷小开关，上级为熔断器做选择性配合是一种经济有效的配置。由负荷小开关的时间――电流特性可知，当电流达到8倍以上负荷小开关额定电流时，其跳闸动作时间已接近于最小值。此特性与上级保护元件作选择性配合十分有利。（4）在蓄电池总出口若使用电源开关，应退出速断元件防止越级动作。（5）上、下级保护元件额定值的最小配合系数如下：
K= 上级保护元件的额定值/下级保护元件的额定值，若下级存在许多分支时，各分支中所使用的保护元件参数值不同，则按照上表逐一选择上级保护元件与下级元件的配合系数，最终的结果是上级保护元件要满足与全部下级分支保护元件额定值的配合系数要求。
直流出现屏和蓄电池出口不许采用快速熔断器和负荷小开关，防止失压；对于AM、gM型熔断器不要用在保护二次回路，只用在电动机一次回路中。
所能选择的熔断器额定参数的标称值如下：1）直流额定电压：48V、110V、220V、400V、800V、1000V、1500V 2）熔断器的直流额定电流应在下列数值中选取：1A、2A、4A、6A、10A、20A、25A、32A、40A、50A、63A、80A、100A、250A、315A、400A、500A、630A、800A、1000A、1250A如确定的额定电流位于两额定数值之间时，按大数值选取熔断器额定电流。
通过直流系统改造后，这些年一直没有出现过直流异常的情况。
参考文献：
[1]<<电力规程直流系统设计技术规程（DL/T5044-2007）
[2]《火力发电厂厂用电设计技术规程》（DL/T5153-2007）
[3]《国电集团二十五项反事故措施》
（作者单位：国电豫源发电有限公司高级工程师）
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