淺談反時限電流保護與定時限電流保護

摘要：本文著重介紹了廠礦企業中斷路器采用反時限過電流保護與上級系統出線保護采用定時限過電流怎樣配合的問題。針對當前中小企業的高壓電動機保護與系統出線配合整定計算總結了一些經驗計算。

關鍵詞：變電站 繼電器 反時限過電流 定時限過電流 電流速斷

隨著當前國民經濟形勢的快速發展，對于廠礦企業的供電的可靠性和電能的質量要求也越來越高。城鎮與郊縣地帶的鄉鎮企業及城市中小型廠礦企業得以迅速增加，電力需求在不斷的增加，新增了大量用電設備，如何保證鄉鎮經濟發展中這些新增電力設備的安全、可靠運行，滿足城鎮經濟的發展需求成為電力行業每位工作人員的責任。這些設備的保護裝置基本都采用反時限過電流保護，而系統變電站的配電出線保護一般為定時限過電流保護裝置。定時限與反時限本身的計算都比較簡單，各自與同類型保護的配合也比較簡單，但定時限過電流與反時限過電流的整定配合就稍顯復雜。現就工作過程中的一些整定經驗，結合具體實例介紹，供同行參考。

系統向廠礦企業配電所直配供電時，廠礦企業配電所為反時限過電流保護裝置，變電站為定時限過電流保護，如下圖1：

1 廠礦企業配電所QF2斷路器反時限過電流可按下式整定計算

1.1 過電流保護 繼電器二次動作電流整定值為：

式中

Kk—可靠系數，GL型一般取1.2-1.8；

Ifmax—線路最大負荷電流；

Kf —繼電器返回系數，取0.85；

nta—電流互感器變比；

Kjx—接線系數；

Kzq—自啟動系數(指所帶負荷中最大電動機啟動時的影響，一般該系數取1.5～2.5，也可根據實際啟動情況定)。

1.2 二倍過電流動作時限

一般取1S。

1.3 速斷電流

一次動作電流為

二次動作電流整定值為：

1.4 靈敏度校驗為

式中

—最小運行方式下廠礦企業III母線兩相短路超瞬變電流；

2 變電站QF1斷路器定時限過電流保護的整定計算

2.1 按躲本線路最大負荷電流計算，動作電流為：

式中

Kk—可靠系數，DL型一般取1.15-1.25；

Ifmax—線路最大負荷電流；

Kf —繼電器返回系數，取0.85；

nta—電流互感器變比；

Kjx—接線系數；

Kzq—自啟動系數(指所帶負荷中最大電動機啟動時的影響，一般該系數取1.5～2.5，也可根據實際啟動情況定)。；

2.2 按與廠礦企業QF2斷路器速斷電流保護配合

式中

Kph—配合系數，一般取1.1-1.5；

兩者比較取較大者。

2.3 靈敏度校驗

式中

—最小運行方式下廠礦企業II母線兩相短路超瞬變電流；

在廠礦企業中（尤其是冶金和化工行業中）廣泛地采用高壓異步電動機或者同步電動機，它們在運行中可能發生這樣那樣的各種短路故障或不正常的運行狀態，電動機的主要故障是定子繞組的相間短路，其次是單相接地和匝間短路，電動機的不正常狀態主要是過負荷引起的過電流。

某軋鋼企業內有一臺320kW的高壓電動機接在變電站一條6kV直配出線上，6千伏線路導線型號為LGJ—70，全長2公里，采用DL型定時限兩段式過電流保護裝置，而軋鋼企業內電動機保護斷路器裝設的是GL型反時限電流保護裝置；電流互感器變比為100／5，試確定該用戶的電動機保護和系統出線保護的定值。

已知資料：①系統變電站6千伏出線采用兩段式電流保護整定值，使用的電流互感器變比為400/5。②企業電動機參數如下：額定電壓U＝6.3kV，額定電流為38A，水阻降壓啟動，啟動電流倍數為1.5Ie。③系統變電站6kV母線的最大運行方式下系統短路容量標幺值0.7091，最小運行方式下系統短路容量標幺值為0.7763。系統最小運行方式下電動機低壓側短路的超瞬變電流為2340A。系統最大運行方式下線末短路最大短路電流為3360A。④系統電氣接線簡圖如圖2所示：

整定計算過程如下：

①廠礦企業電動機反時限過電流動作電流整定：

整定原則與定時限過流保護相同，按躲過電動機的最大啟動電流進行整定。

電動機的實際動作電流取4.5A，一次側動作電流為90A，速斷為360A。取4倍過電流定值為速斷定值，則電動機的保護定值為：

4.5A 2×4.5 1S 4×4.5 0S

根據電動機的故障形勢和不正常的運行狀態，電動機應裝設相應的反應對應故障狀態的保護，電動機其它保護本文不再一一細說，可參考同類書籍有關電動機保護的詳細介紹。

則系統變電站出線的過電流保護整定值，按與企業斷路器的速斷定值配合進行整定即可，配合系數一般取1.1～1.2，本例取1.15。

因此：

二次定值為：

今取3倍過電流定值為該直配線路出線的速斷電流定值，即15.6A。

②校驗靈敏度

a校驗廠礦企業電動機反時限過電流保護的靈敏度：

式中Klm——靈敏系數。

b校驗系統變電站直配線路過電流保護的靈敏度：

式中Klm——靈敏系數。

高壓電動機對于中小型企業是貴重設備，電力行業的整定人員要通過計算分析給出所需的各項整定值，滿足保護有關四性(選擇性、靈敏性、快速性、可靠性)的要求，使各種繼電保護自動裝置能有機協調地發揮作用，使系統的整定值能達到上下級配合，預防配合錯誤造成大面積停電的系統事故的發生，保證電網的安全經濟可靠運行。大面積停電事故屬系統事故，對社會造成的影響也比較大，同時會給中小企業帶來很大的經濟損失。

該整定計算方案經多年運行考驗，符合選擇性、靈敏性、速動性、可靠性“四性”原則，保證了設備和線路的熱穩定，同時選擇性好，動作時間準確，未出現誤動情況，保證了供電的可靠性。

參考文獻：

[1]周文俊主編.電氣設備實用手冊（上、下冊）.中國水電出版社，2001.

[2]黃益莊主編.變電站綜合自動化技.中國電力出版社，1999.

[3]中華人民共和國水利部編.繼電保護和自動裝置設計技術規程(SDJ6-76).水利電力出版社，1976.

[4]李俊年主編.電力系統繼電保護.中國電力出版社，1998.

[5]賀家李宋從矩合編.電力系統繼電保護原理.中國電力出版社，1992.

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文