摘要：发电厂直流系统设备是发电厂重要的控制、信号、动力电源，在电力系统的安全运行中起着重要的作用。直流系统断路器和熔断器的额定电流上下级配合关系是不合理，直流短路器和交流断路器的不正确使用，易于发生直流空开的误动、拒动甚至是越级动作，导致事故进一步扩大。因此，加强熔断器、断路器选择及配置的准确性，对提高电力系统运行的安全可靠性具有重要意义。
关键词：直流系统；断路器；电流计算；级差配合
直流系统设备是发电厂重要的控制、信号、动力电源，在电力系统的安全运行中起着重要的作用。各种用电设备（包括继电保护及自动装置、断路器分合闸、载波通信、事故照明等）的工作都离不开可靠的直流电源。长期以来，中能300MW直流系统空气开关和熔断器的均使用最初设计或厂家提供的额定电流值，而未经校验其上下级配合关系是否合理。直流系统一旦发生故障，易于发生直流空开的误动、拒动甚至是越级动作。
在C级修过程中，出现了10kV开关柜直流系统空开越级跳闸事件，幸好在机组处于停运期间，10kV母线负荷已经停运，未造成事故进一步扩大，但这暴露出直流系统可靠性不高的问题，在对直流系统进行检查中发现，此开关间隔存在直流断路器与交流断路器错用现象，通过对直流系统的全面检查和级差配合检验，提高了直流系统稳定性。
一、直流系统的配合方式：
（1）充电装置、蓄电池输出回路的直流空开或熔断器为第一级保护。
（2）各直流屏馈出、试验电源和动力负荷回路的直流空开为第二级保护。
（3）各直流母线馈出到保护、控制回路的分支开关为第三级保护。
二、直流系统开关、熔断器额定电流计算：
（1）蓄电池输出回路的熔断器额定电流：
①按大于蓄电池1小时放电电流选配，即：
；
：熔断器额定电流；
：蓄电池1小时放电电流；
：铅酸蓄电池取5.5倍10小时放电电流即：
。
②按过载反时限保护动作选择性条件蓄电池输出回路的熔断器额定电流应大于直流馈线最大容量中开关的额定电流，
即：
。
充电装置、蓄电池输出回路的熔断器额定电流即取
和
计算最大值。
（2）充电装置输出熔断器额定电流：
；
（3）空开额定电流的计算：
①直流电动机回路中空开额定电流
；
以额定电流为80A的直流润滑油泵电动机为例，其启动电流约为200A，则由上式计算得：
，即可配置额定电流为80A的直流小空开。
②直流屏馈出给多个保护控制回路的空开的额定电流按该回路短路时最大工作电流计算，即：
；
③各直流母线馈出到保护、控制回路的分支开关额定定电流也按该回路最大工作电流计算
以一台10kV
储能开关为例，其储能电流为0.8A，跳闸电流为1.5A，保护装置消耗电流为0.07A，则一台
开关所需直流电流为
则该设备配置额定电流为6A的直流小空开。若该10KV母线有18台
开关，并带18台电机负荷则本段最大工作电流为：
则直流屏馈出给本段母线设备配置额定电流为32A的直流小空开。
1、直流系统断路器的配合存在的主要问题：
在一个直流网络中往往有许多支路需要配置断路器或熔断器进行保护，并往往分成三级或四级串联，这就存在着正确选择保护方案和保护上下级之间的安秒特性配合问题。
（1）交直流断路器混用问题
由于交、直流的燃弧及熄弧过程不同，额定值相同的交直流断路器开断直流电源的能力并不完全一样，用交流断路器代替直流断路器或交、直流断路器混用是保护越级误动的主要原因之一。在相同定值下，在直流回路中交流断路器实际额定值高于直流断路器。另外，因交流断路器与直流断路器灭弧原理不同，交流断路器用于直流回路不能有效、可靠地熄灭直流电弧，容易造成上级越级动作。
（2）熔断器的厂家型号、材料问题
各熔断器厂家及设计手册提供的级差配合是按同一型号、同熔体材料确定上、下级差，一般满足2至4级级差，从而保证满足选择性的，当回路中有不同类型的熔断器时，有可能不能满足级差配合要求。
（3）上下级间额定值级差配合问题
熔断器采用热效应原理，而断路器是磁效应与热效应相结合，安秒特性曲线不同，配合级差也不同。熔断器与空气开关配合时需比较空开保护特性曲线和熔断器安秒特性曲线。
空气开关之间按时限进行级差配合，支线保护瞬动，干线选择短延时0.2秒，屏馈线选择0.4秒长延时。
结束语：
在直流回路中，熔断器、断路器是直流系统各出线过流和短路故障主要的保护元件，可作为馈线回路供电网络断开和隔离之用，其选型和动作值整定是否适当以及上下级之间是否具有保护的选择性配合，直接关系到能否把系统的故障限制在最小范围内，这对防止系统破坏、事故扩大和主设备严重损坏至关重要。因此，加强熔断器、断路器选择及配置的准确性，对提高电力系统运行的安全可靠性具有重要意义。
在对直流小空开、熔断器进行了全面检查和容量校核，以保证不出现直流断路器和交流短路器混用，合理的调整上下级级差配合，进一步提高了直流系统的可靠性。
参考文献：
中华人民共和国电力工业部《DLT5044-2004 电力工程直流系统设计技术规程》
姚春球《发电厂电气部分》中国电力出版社（2007-11出版）
白忠敏、刘百震、於崇干 《电力工程直流系统设计手册（第2版）》中国电力出版社（2009-09出版）
王江萍、王英豪 发电厂直流空气开关和熔断器额定电流校核分析[J].内蒙古电力技术 2010（28）：47-48
论文作者:徐猛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/5
标签：断路器论文; 熔断器论文; 回路论文; 级差论文; 系统论文; 额定电流论文; 电流论文; 《电力设备》2018年第31期论文;