在電力系統(tǒng)中，直流電源系統(tǒng)是繼電保護、自動裝置和斷路器正確動作的基本保證。 目前變電站的直流饋電網絡大多采用樹狀結構，從蓄電池組到站內用電設備，一般經過三級配電，每級配電大多采用直流斷路器作為保護電器。 直流系統(tǒng)運行過程中，如果上下級直流斷路器保護動作特性不匹配時，下級用電設備出現短路故障就會引起上一級直流斷路器的越級跳閘，從而引起其他饋電線路的斷電事故。
為防止因上下級直流斷路器保護動作特性不匹配帶來的隱患，國家電網公司規(guī)定，對于新裝和運行中的直流保護電器，必須保證其直流回路級差配合的正確性。 為此，武漢豪邁電力MDJ-800 直流系統(tǒng)極差配合特性測試儀，旨在測試變電站直流回路各級直流斷路器保護動作級差配合的正確性，根據測試結果報表選型各級直流斷路器。
▲ MDJ-800 直流系統(tǒng)極差配合特性測試儀
MDJ-800 直流系統(tǒng)極差配合特性測試儀 分為上位管理機、下位機測控裝置兩部分，采用集中控制分體作業(yè)方式，操作簡單、使用靈活、處理高效。
分別用“小電流預估法”和“短路模擬校驗試驗”兩種不同的方法來檢測級差配合情況，小電流預估法用于在線測試，短路模擬校驗試驗用于投運前測試。
▲ 技術原理示意圖
1） 測試儀接在多級斷路器末端，調節(jié)R（R1），閉合開關K，產生一個較小電流I1，根據（R+r）=U/I，計算出線路內阻r（含電池內阻）；
2） 根據V和r，可以預估末端直接短路（R=0）時的短路電流Imaxg。
當直流電源系統(tǒng)實際短路時，設Imaxg為短路電流，r 為直流回路等效電阻，E為蓄電池開路電動勢，QF1 和QF2為上級和本級直流斷路器。 此時Imaxg= E /r ...(1)
▲ 小電流短路預估原理模型圖
當直流電源末端直流斷路器負荷側外接電阻負載R，設此時測得的小電流短路值為I，直流開關負荷側電壓為U，則有r = ( E－U) /I ... (2)
將式(2)代入式(1)，推算出Imaxg，改變調節(jié)負載，產生一系列電壓、電流點(Ui，Ii)，運用最小二乘曲線擬合法。
1） 設置直接短路（R=0），閉合K，回路將產生大電流Imax，觀察各級空開是否能正確配合跳閘，此時測得的Imax應與Imaxg值基本相同。
2） 設定某一測試電流Iset，裝置根據（R+r）=U/Iset計算得出所需的Rset值，調節(jié)R為Rset，閉合K，回路即可產生接近Iset的電流，觀察各級空開是否能正確配合跳閘。
測試基本示意圖
▲ 測試示意圖
1）按照測試示意圖接好所有電纜，接通測試儀工作電源；
2）打開測試軟件界面，填寫預估測試相關參數信息，點擊“開始”進行預估測試。
注意： 此處直流斷路器空開信息需如實正確填寫廠家、型號、規(guī)格等信息，確保直流斷路器質量合 格。 測試儀控制系統(tǒng)將嚴格按照填寫的信息查詢斷路器脫扣曲線表，并計算出級差配合概率預估值， 這是判斷當前直流斷路器級差選擇是否合格的重要數據。
3 ）預估測試完成后，系統(tǒng)自動生成預估測試報告。
級差配合概率預估是變電站直流電源系統(tǒng)保護電器直流斷路器能否正確配合的理論保障，武漢豪邁電力通過分析直流斷路器脫扣曲線、參考《DLT 5044-2014 電力工程直流電源系統(tǒng)設計技術規(guī)范》、《GB14048.2-2008低壓開關設備和控制設備第2部分： 斷路器》等相關規(guī)程總結歸納出一種級差配合概率預估算法。 系統(tǒng)通過設置不同的測試電流值，接通所需負載電阻，多次測試后取平均值提高數據穩(wěn)定性，并計算出當前直流斷路器末端短路預估值，預估級差配合概率。
4 ）校驗測試即短路測試，直接在當前直流斷路器末級進行短路測試，快速采集短路電流繪制成曲線， 計算出斷路器動作電流、弧前時間、滅弧時間，并人工觀察確定級差配合實際跳閘情況。
2）通過帶載小電流計算支路內阻、預估支路的短路電流；
4）具有自動“短通”延時和人工急停兩種保護模式，安全可靠，廣泛適用于現場運行額定電壓為220V 的直流電源系統(tǒng)。
