簡析反時限電流保護(hù)

摘要：反時限電流保護(hù)選擇曲線、確定待定參數(shù)，存在一定的技巧和方法。本文選擇存在配合的線路反時限零序電流保護(hù)和繞組熱過載的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層負(fù)序過負(fù)荷為例，闡述一些技巧和方法。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；整定計(jì)算；反時限；零序電流

0 引言

電網(wǎng)后備保護(hù)的整定計(jì)算就是協(xié)調(diào)靈敏性和選擇性的矛盾，滿足逐級配合的原則。保護(hù)線路距離保護(hù)能較準(zhǔn)確地測量故障距離非常適應(yīng)擔(dān)當(dāng)線路后備保護(hù)。然而，距離保護(hù)的致命缺點(diǎn)不能切除高接地電阻故障，必須配置零序電流保護(hù)予以補(bǔ)充。電流保護(hù)受運(yùn)行方式影響沒有固定的保護(hù)范圍，是靠同原理保護(hù)定值實(shí)現(xiàn)配合。整定規(guī)程規(guī)定：零序電流保護(hù)最末段電流定值不大于300A。由于300A的強(qiáng)制性，多數(shù)情況下，階段式零序保護(hù)不能滿足逐級配合的原則，即犧牲選擇性保證靈敏性。這樣選擇一條光滑的曲線在性能上優(yōu)于臺階形折線，這就是反時限零序電流保護(hù)。

1 反時限特性

式中：t為動作延時；K是設(shè)計(jì)的常數(shù)；M是由用戶整定的時間常數(shù)，一般由上下級保護(hù)動作時間的正確配合要求決定；I為保護(hù)測量電流；IP為基準(zhǔn)電流，一般取被保護(hù)設(shè)備的額定電流；a是曲線水平移動常數(shù)，反應(yīng)了反時限保護(hù)動作能夠動作的電流相對于IP的倍數(shù)，一般取1.0；n是曲線形狀常數(shù)，通常在0～2之間取值。n越大曲線形狀越凹，即小電流時，保護(hù)動作時間隨電流增大而減小的越快。根據(jù)其取值范圍不同可以分為以下幾類：

當(dāng)n<1時，稱為普通反時限；

當(dāng)n=1時，稱為非常反時限；

當(dāng)n>1時，稱為超反時限。

上述模型同樣適應(yīng)零序電流和負(fù)序電流保護(hù)。

2 線路反時限零序電流保護(hù)整定計(jì)算

階段式零序電流保護(hù)失去選擇性分析。高電阻接地短路是線路短路的最輕故障，以300A零序電流界定有無故障，也是線路保護(hù)靈敏度的最高要求。這種短路故障點(diǎn)電流幾乎與故障位置無關(guān)，取決于高接地電阻的大小，分支系數(shù)決定支路電流。多數(shù)情況，整定線路最末段與配合線路次末段配合，計(jì)算結(jié)果大于300A，只能和配合線路最末段配合，但時間上根本無法配合。因此，完全不能同時滿足逐級配合的原則和小于300A的規(guī)定。多數(shù)電網(wǎng)零序電流最末段采取同電流、同時間的做法。顯而易見，當(dāng)線路經(jīng)某一高阻接地短路，恰好使得故障線路的接地距離和次末段零序電流不動作，與之相鄰的線路零序電流達(dá)到300A，將造成多條線路同時跳閘。

要用好反時限零序電流保護(hù)，必須合理地配置和使用線路后備接地保護(hù)。反時限零序電流保護(hù)用于補(bǔ)充接地距離耐過渡電阻能力不足的缺點(diǎn)，主要對付高電阻接地短路，兼作遠(yuǎn)后備，允許經(jīng)較長時間跳閘。這樣就給反時限零序電流保護(hù)提供了寬松的應(yīng)用條件，整定計(jì)算變得容易甚至勿需整定計(jì)算。

假設(shè)無窮大系統(tǒng)，500 kV，30Ω； 220kV，10Ω接地短路故障點(diǎn)電流約10kA。實(shí)際系統(tǒng)保護(hù)安裝處零序電流遠(yuǎn)小于10kA，接地距離保護(hù)對500kV，30Ω； 220kV，10Ω接地短路有足夠的靈敏度。接地距離tⅠ=0s，tⅡ=0.6s或1s或1.4s，tⅢ=1.5s或1.9s。限制tⅢ不超過2s。通常長線路tⅢ時間長，由于線路的零序阻抗約為正序阻抗的3倍，長線路區(qū)外短路保護(hù)安裝處零序電流不大，非常有利于接地距離與反時限零序電流保護(hù)配合。以上分析說明，當(dāng)500 kV，小于30Ω； 220kV，小于10Ω接地短路，有靈敏度的接地距離Ⅱ段可靠切除故障線路故障。對于大于上述阻值接地短路，保護(hù)安裝處零序電流遠(yuǎn)小于10kA，即使故障線路接地距離Ⅲ段拒動，反時限零序電流保護(hù)也不應(yīng)先于接地距離Ⅲ段動作?？紤]以上兩個因素，選擇線路反時限零序電流保護(hù)曲線如下：

參考文獻(xiàn)：

[1] 220～500kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程，北京：中國電力出版社， 1995.

[2] 大型發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)整定計(jì)算導(dǎo)則，北京：中國電力出版社， 2000.

[3] 朱聲石，高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)原理與技術(shù)，北京：中國電力出版社， 1995.

作者簡介：

張強(qiáng)（1981.03-）男，漢族，四川內(nèi)江，內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院，本科，講師，電氣工程及其自動化