在電力系統(tǒng)中，直流電源系統(tǒng)是繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和斷路器正確動(dòng)作的基本保證。 目前變電站的直流饋電網(wǎng)絡(luò)大多采用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，從蓄電池組到站內(nèi)用電設(shè)備，一般經(jīng)過(guò)三級(jí)配電，每級(jí)配電大多采用直流斷路器作為保護(hù)電器。 直流系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，如果上下級(jí)直流斷路器保護(hù)動(dòng)作特性不匹配時(shí)，下級(jí)用電設(shè)備出現(xiàn)短路故障就會(huì)引起上一級(jí)直流斷路器的越級(jí)跳閘，從而引起其他饋電線(xiàn)路的斷電事故。
為防止因上下級(jí)直流斷路器保護(hù)動(dòng)作特性不匹配帶來(lái)的隱患，國(guó)家電網(wǎng)公司規(guī)定，對(duì)于新裝和運(yùn)行中的直流保護(hù)電器，必須保證其直流回路級(jí)差配合的正確性。 為此，武漢豪邁電力MDJ-800 直流系統(tǒng)極差配合特性測(cè)試儀，旨在測(cè)試變電站直流回路各級(jí)直流斷路器保護(hù)動(dòng)作級(jí)差配合的正確性，根據(jù)測(cè)試結(jié)果報(bào)表選型各級(jí)直流斷路器。
▲ MDJ-800 直流系統(tǒng)極差配合特性測(cè)試儀
MDJ-800 直流系統(tǒng)極差配合特性測(cè)試儀 分為上位管理機(jī)、下位機(jī)測(cè)控裝置兩部分，采用集中控制分體作業(yè)方式，操作簡(jiǎn)單、使用靈活、處理高效。
分別用“小電流預(yù)估法”和“短路模擬校驗(yàn)試驗(yàn)”兩種不同的方法來(lái)檢測(cè)級(jí)差配合情況，小電流預(yù)估法用于在線(xiàn)測(cè)試，短路模擬校驗(yàn)試驗(yàn)用于投運(yùn)前測(cè)試。
▲ 技術(shù)原理示意圖
1） 測(cè)試儀接在多級(jí)斷路器末端，調(diào)節(jié)R（R1），閉合開(kāi)關(guān)K，產(chǎn)生一個(gè)較小電流I1，根據(jù)（R+r）=U/I，計(jì)算出線(xiàn)路內(nèi)阻r（含電池內(nèi)阻）；
2） 根據(jù)V和r，可以預(yù)估末端直接短路（R=0）時(shí)的短路電流Imaxg。
當(dāng)直流電源系統(tǒng)實(shí)際短路時(shí)，設(shè)Imaxg為短路電流，r 為直流回路等效電阻，E為蓄電池開(kāi)路電動(dòng)勢(shì)，QF1 和QF2為上級(jí)和本級(jí)直流斷路器。 此時(shí)Imaxg= E /r ...(1)
▲ 小電流短路預(yù)估原理模型圖
當(dāng)直流電源末端直流斷路器負(fù)荷側(cè)外接電阻負(fù)載R，設(shè)此時(shí)測(cè)得的小電流短路值為I，直流開(kāi)關(guān)負(fù)荷側(cè)電壓為U，則有r = ( E－U) /I ... (2)
將式(2)代入式(1)，推算出Imaxg，改變調(diào)節(jié)負(fù)載，產(chǎn)生一系列電壓、電流點(diǎn)(Ui，Ii)，運(yùn)用最小二乘曲線(xiàn)擬合法。
1） 設(shè)置直接短路（R=0），閉合K，回路將產(chǎn)生大電流Imax，觀察各級(jí)空開(kāi)是否能正確配合跳閘，此時(shí)測(cè)得的Imax應(yīng)與Imaxg值基本相同。
2） 設(shè)定某一測(cè)試電流Iset，裝置根據(jù)（R+r）=U/Iset計(jì)算得出所需的Rset值，調(diào)節(jié)R為Rset，閉合K，回路即可產(chǎn)生接近Iset的電流，觀察各級(jí)空開(kāi)是否能正確配合跳閘。
測(cè)試基本示意圖
▲ 測(cè)試示意圖
1）按照測(cè)試示意圖接好所有電纜，接通測(cè)試儀工作電源；
2）打開(kāi)測(cè)試軟件界面，填寫(xiě)預(yù)估測(cè)試相關(guān)參數(shù)信息，點(diǎn)擊“開(kāi)始”進(jìn)行預(yù)估測(cè)試。
注意： 此處直流斷路器空開(kāi)信息需如實(shí)正確填寫(xiě)廠(chǎng)家、型號(hào)、規(guī)格等信息，確保直流斷路器質(zhì)量合 格。 測(cè)試儀控制系統(tǒng)將嚴(yán)格按照填寫(xiě)的信息查詢(xún)斷路器脫扣曲線(xiàn)表，并計(jì)算出級(jí)差配合概率預(yù)估值， 這是判斷當(dāng)前直流斷路器級(jí)差選擇是否合格的重要數(shù)據(jù)。
3 ）預(yù)估測(cè)試完成后，系統(tǒng)自動(dòng)生成預(yù)估測(cè)試報(bào)告。
級(jí)差配合概率預(yù)估是變電站直流電源系統(tǒng)保護(hù)電器直流斷路器能否正確配合的理論保障，武漢豪邁電力通過(guò)分析直流斷路器脫扣曲線(xiàn)、參考《DLT 5044-2014 電力工程直流電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》、《GB14048.2-2008低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第2部分： 斷路器》等相關(guān)規(guī)程總結(jié)歸納出一種級(jí)差配合概率預(yù)估算法。 系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置不同的測(cè)試電流值，接通所需負(fù)載電阻，多次測(cè)試后取平均值提高數(shù)據(jù)穩(wěn)定性，并計(jì)算出當(dāng)前直流斷路器末端短路預(yù)估值，預(yù)估級(jí)差配合概率。
4 ）校驗(yàn)測(cè)試即短路測(cè)試，直接在當(dāng)前直流斷路器末級(jí)進(jìn)行短路測(cè)試，快速采集短路電流繪制成曲線(xiàn)， 計(jì)算出斷路器動(dòng)作電流、弧前時(shí)間、滅弧時(shí)間，并人工觀察確定級(jí)差配合實(shí)際跳閘情況。
1）直接進(jìn)行短路測(cè)試校驗(yàn)級(jí)差配合的選擇性；
2）通過(guò)帶載小電流計(jì)算支路內(nèi)阻、預(yù)估支路的短路電流；
3）顯示短路電流、分?jǐn)鄷r(shí)間及斷路器分?jǐn)嗵匦郧€(xiàn)；
4）具有自動(dòng)“短通”延時(shí)和人工急停兩種保護(hù)模式，安全可靠，廣泛適用于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行額定電壓為220V 的直流電源系統(tǒng)。
