过电流保护装置整定计算优化技巧

1.过电流保护装置的动作电流

过电流保护装置的动作电流必须满足以下两个条件：

1）为保证保护装置在正常运行情况下不动作，其动作电流必须躲过线路上的最大负荷电流，即

2）保护装置在外部故障切除后应可靠返回到原始位置。例如在图6-13所示的线路中，当k点短路时，保护1和保护2的电流继电器均起动，当保护2动作将故障切除后，接在变电所B母线上的电动机自起动，这时，保护1仍有很大的自起动电流流过。为了保证选择性，要求此时已经起动的保护1能可靠返回，因此，要求保护1的返回电流必须躲过外部短路切除后流过保护装置的最大自起动电流，即

图6-13　过电流保护的计算示意图

考虑，所以式（6-15）为计算条件。引入一个可靠系数后，式（6-15）可改写为

由于，因此，保护装置的动作电流为

则继电器的动作电流为

式中，为可靠系数，电磁型继电器取1.2，感应型继电器取1.3；为电动机的自起动系数，其数值由负荷性质或网络的具体接线确定，一般取1.5～3；为继电器的返回系数，电磁型继电器取0.85，感应型继电器取0.8；为接线系数，星形和不完全星形接线取1，两相电流差接线取；为电流互感器的变比；为正常情况下流过被保护线路的最大负荷电流。

2.过电流保护装置的动作时限

为了保证选择性，过电流保护装置的动作时限应按“阶梯原则”整定，即从负荷侧到电源侧，各保护的动作时间应逐级增加Δt。例如，在图6-14所示网络中，当在线路WL2的首端k点发生短路故障时，前一级保护的动作时间应比后一级保护的动作时间大Δt，即Δt的大小应保证保护装置不误动作，它应包括断路器的跳闸时间、前一级保护的时间继电器可能提前动作的负误差、后一级保护的时间继电器可能推迟动作的正误差和一个裕度时间，对GL型继电器还要考虑一个惯性误差。一般来说，对定时限过电流保护，取Δt=0.5s；对反时限过电流保护，取Δt=0.7s。

定时限过电流保护的动作时间取决于时间继电器预先整定的时间，与短路电流的大小无关。反时限过电流保护的动作时间，由于GL型电流继电器的时限调节机构是按10倍动作电流的动作时限来标度的，因此需要根据前后两级保护的GL型电流继电器的动作特性曲线来整定。假设在图6-14a所示线路中，后一级保护KA2的10倍动作电流的动作时间已整定为，则前一级保护KA1的10倍动作电流的动作时间的整定方法步骤如下（见图6-15）：

1）计算WL2首端的三相短路电流反应到KA2中去的电流值

式中，为保护装置2的接线系数；为KA2所连的电流互感器变比。(www.xing528.com)

2）计算对KA2的动作电流的倍数，即

图6-14　过电流保护整定说明图

a）电路　b）定时限过电流保护的时限整定
c）反时限过电流保护的时限整定

3）确定KA2的实际动作时间。在图6-15所示KA2的动作特性曲线的横坐标轴上找出点，然后找到该曲线上的a点，该点所对应的纵坐标就是在通过时KA2的实际动作时间。

图6-15　反时限过电流保护的动作时间整定

4）计算KA1的实际动作时间。根据保护选择性的要求，KA1的实际动作时间为（取Δt=0.7s）。

5）计算WL2首端的三相短路电流反应到KA1中去的电流值

式中，为保护装置1的接线系数；为KA1所连的电流互感器变比。

6）计算对KA1的动作电流的倍数，即

7）确定KA2的10倍动作电流的动作时间。在图6-15所示KA1的动作特性曲线的横坐标轴上找出点，从纵坐标轴上找出，然后找到与的交点b点，则从过点b所在的曲线上找出n=10时对应的时间即为所求。

3.过电流保护装置的灵敏度校验

过电流保护装置的灵敏度应按系统最小运行方式下保护区末端的最小两相短路电流来校验，即

式中，为系统最小运行方式下本线路末端（作近后备时）或相邻线路末端（作远后备时）的两相短路电流。

规程规定，作为近后备时，要求；作为远后备时，要求。当灵敏度不满足要求时，必须采取措施提高灵敏度。方法之一就是加装低电压起动元件，即采用低电压起动的过电流保护来提高其灵敏度。