基于断路器和分界开关的两级电流保护方案

1.保护原理

变电站出线断路器主要有四大功能：瞬时速断保护、限时速断保护、过电流保护、自动重合闸功能。

分界开关主要有四大功能：自动断开相间短路故障、自动切除单相接地故障、过负荷保护、监控与远方通信功能。

1）当主干网发生故障时，变电站出线断路器检测到信号，分界断路器检测不到信号，因此由变电站断路器动作。

①主干网近电源侧大电流短路故障由瞬时速断保护切除。

②主干网远端小电流短路故障由限时速断保护切除。

③馈线长时间过载运行由过负荷保护切除。

④主干网瞬时性故障由自动重合闸排除。

⑤接地故障与系统的接地方式有关，中性点经小电阻接地系统通常配置零序保护切除接地故障；中性点不接地或经消弧线圈接地系统变电站出线保护不跳闸，只发出接地信号，允许短时间接地运行。

2）当分支或用户侧发生故障时，变电站出线断路器和分界断路器均检测到信号，但由于分界断路器的过电流定值和延时定值均小于小变电站出线断路器，因此分界断路器先动作。

①由于短路电流相对较小，会起动分界开关的瞬时速断保护和变电站出线断路器的限时速断保护，分界断路器将先于变电站出线断路器动作。

②接地故障与系统的接地方式有关，中性点经小电阻接地系统，分界断路器的单相接地保护动作定值和延时定值应比变电站出线单相接地保护动作定值小一级，若负荷侧发生单相接地故障，分界断路器将先于变电站保护动作跳闸。中性点不接地或经消弧线圈接地系统，若负荷侧发生单相接地故障，变电站出线保护发出接地信号，分界断路器在变电站发出接地信号之后，并考虑躲过瞬间接地时限，再动作跳闸隔离单相接地故障。

③单分支线或用户过负荷一般不会引起整条馈线的过负荷，因此一般只会起动分界断路器的过负荷保护功能，其定值与用户容量相关。

④分支线或用户侧的瞬时性故障由于短路电流相对较小，会起动分界开关的瞬时速断保护和变电站出线断路器的限时速断保护，分界断路器将先动作，并尝试重合闸。

2.保护配置

（1）变电站出线断路器保护配置

1）瞬时速断保护。

变电站出线断路器瞬时速断保护的过电流定值需根据运行方式、主变容量、拓扑结构及负荷大小详细计算整定，其延时定值取0.3s。由于开关合闸涌流往往比速断保护定值电流还大，此值常造成开关送电时速断保护动作，分析合闸涌流快速衰退特性，速断保护增加0.3s以躲开合闸涌流干扰。

2）限时速断保护。

变电站出线断路器限时速断保护的过电流定值需根据运行方式、主变容量、拓扑结构及负荷大小详细计算整定，其延时定值取0.6s。

3）过电流保护。

变电站出线断路器过电流保护的过电流定值需根据运行方式、主变容量、拓扑结构及负荷大小详细计算整定，其延时定值取5s。

4）自动重合闸功能。

变电站出线断路器重合闸次数为1次，重合闸延迟为1s。

5）接地保护。(www.xing528.com)

变电站出线断路器的过电流定值取0.1I_e（I_e为额定电流），其延时定值取6s。

（2）分界断路器保护配置

1）短路故障保护。

分界断路器保护动作定值应小于变电站出线开关保护动作定值，由于配置在末端，其相间短路保护延时定值一般配置为0s。分界断路器过电流定值的设定与用户侧负荷总容量密切相关，一般配置见表9-1。

表9-1 相间短路保护动作定值表

2）接地故障保护。

分界断路器单相接地保护动作定值的设定与系统的接地类型以及负荷侧线路的状况有关。中性点不接地或经消弧线圈接地系统，分界断路器单相接地保护动作定值应考虑躲过线路对地电容电流，一般配置见表9-2。

表9-2 小电流接地系统单相接地保护动作定值

中性点经小电阻接地系统，分界断路器的单相接地保护动作定值应比变电站出线单相接地保护动作定值小一级，一般选择10A或20A。

中性点不接地或经消弧线圈接地系统，分界断路器的动作时限应考虑躲过瞬间接地时限，并在变电站发出接地信号之后再动作跳闸，一般选择2～5s。中性点经小电阻接地系统，若负荷侧发生单相接地故障，分界开关将先于变电站保护动作跳闸，因此一般选择0s。

3）过负荷保护。

过负荷保护动作时限应与过负荷的大小相关，过负荷越严重，延时应越短。一般分界开关过负荷保护配置都比较简单，延时定值可设定为60s。分界断路器过负荷保护定值与用户配变容量密切相关，一般配置见表9-3。

表9-3 过负荷保护定值表

4）自动重合闸功能。

分界断路器重合闸时间延迟设定为1s。若变电站出线只配置速断保护而未配置二段延时过电流保护，建议关闭分界断路器重合闸功能。

（3）分界负荷开关保护配置

1）短路故障保护。

分界负荷开关保护动作定值应小于变电站出线开关保护动作定值。该定值的设定与用户侧负荷总容量密切相关，与分界断路器相同。分界负荷开关保护动作时限应大于变电站出线开关保护动作时限，同时小于变电站出线开关重合闸时间，确保在变电站出线开关跳闸后且重合闸前，分界负荷开关切除负荷侧短路故障。

2）接地故障保护和过负荷保护。

分界负荷开关接地故障保护过电流定值和延时定值均与分界断路器相同，其过负荷保护过电流定值和延时定值也均与分界断路器相同。