電力直流電源系統(tǒng)空氣開關(guān)級差配合的研究.pdf

1、隨著智能電網(wǎng)技術(shù)要求的提高，變電站內(nèi)保護(hù)及控制負(fù)荷越來越多，對自動化及智能化設(shè)備的要求也相應(yīng)提高，因而變電站內(nèi)直流電源系統(tǒng)需要保證高度的可靠性。對直流系統(tǒng)保護(hù)電器的過載保護(hù)、短路保護(hù)要求更為嚴(yán)格，要求不能誤動和拒動，尤其不能越級動作，否則有可能導(dǎo)致電力元件的損壞，事故范圍擴(kuò)大，以至于造成大面積停電。因此，國家電網(wǎng)針對電力系統(tǒng)直流電源可靠性問題，提出了一系列研究工作要求，其中一個就是直流系統(tǒng)空氣開關(guān)短路級差配合。
　　近年來，大多采

2、用短路試驗(yàn)來研究級差配合情況，通過模擬變電站的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境了解不同型號空氣開關(guān)在不同情況下的級差配合特性。但這種研究方案耗費(fèi)人力和時間較多，可操作性很差，且多是定性分析，并不能提供一個對整個直流系統(tǒng)進(jìn)行級差配合研究的方案。為了提高直流系統(tǒng)級差配合問題的研究深度，本文設(shè)計了直流電源系統(tǒng)保護(hù)電器級差配合軟件，能夠定量地計算各階段保護(hù)電器出口的短路電流，判斷出級差配合情況，保證保護(hù)電器的選擇可靠性；并進(jìn)行靈敏度分析，保證保護(hù)電器的靈敏性。該軟

3、件的研發(fā)為變電站直流系統(tǒng)保護(hù)電器級差配合問題提供了有力的保障。
　　本文首先介紹了典型220kV變電站220V直流系統(tǒng)的特點(diǎn)，分析了高頻開關(guān)電源直流輸出紋波，推算出高頻開關(guān)電源的紋波電壓計算公式。采用高頻開關(guān)電源可以大大降低直流系統(tǒng)輸出電壓的脈動成分，其輸出電壓可認(rèn)為是幅值不變的220V電壓，這為后面短路電流的計算提供了簡化基礎(chǔ)。
　　其次，分析了直流系統(tǒng)兩母線間以及電纜兩芯線之間分布電容的影響，在直流系統(tǒng)電路中分布電容的存

4、在會有一個很快的瞬時電流，但大約1ms后電容就會放電完畢，這遠(yuǎn)小于保護(hù)電器的動作時間，因此對保護(hù)電器動作不會造成影響。在直流電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，短路電流計算中對分布電容的影響可以不予考慮。
　　再次，以DL/T5044-2004《電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》為基礎(chǔ)，利用c＃語言，在Microsoft Visual Studio2010 sql環(huán)境下研發(fā)了針對直流電源系統(tǒng)空氣開關(guān)級差配合軟件，從系統(tǒng)的高度定量地判斷出空氣開關(guān)級差配