摘 要：針對局部電力線路做出局部保護(hù)，是保證整個(gè)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。因?yàn)檎麠l線路或供電系統(tǒng)局部發(fā)生故障都可能引起整個(gè)電力系統(tǒng)停電，造成經(jīng)濟(jì)損失。所以我們首先做好局部線路的繼電保護(hù)。這里我運(yùn)用的繼電保護(hù)裝置是根據(jù)故障電流大小而動(dòng)作的電流繼電器和其他電器元件構(gòu)成過電流速斷保護(hù)。當(dāng)故障電流超過我們的整定值時(shí)，保護(hù)裝置就動(dòng)作，使斷路器（開關(guān)）跳閘，將故障從系統(tǒng)中切除。今天我們以10KV線路，安裝容量為2000KVA的線路變壓器進(jìn)行研究定時(shí)限過電流保護(hù)。

關(guān)鍵詞：故障電流；定時(shí)限過電流保護(hù)；時(shí)限級差；整定值

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.174

1 線路設(shè)計(jì)達(dá)到的目的和要求

（1）運(yùn)用定時(shí)限過電流保護(hù)原理進(jìn)行線路整定；（2）熟悉定時(shí)限保護(hù)裝置中信號、時(shí)間和中間繼電器的應(yīng)用與作用及接線要求；（3）理解供配電系統(tǒng)中時(shí)限級差和運(yùn)用；（4） 掌握2000KVA線路運(yùn)行需配備的一般設(shè)備和依據(jù)。

2 線路現(xiàn)狀說明

河池學(xué)院學(xué)院東校區(qū)擴(kuò)建工程需安裝2000KVA的用電容量，2×1000KVA變壓器并列運(yùn)行，從宜山變10KV941線T接10KV電源，安裝隔離刀閘一套，T接后架10KV設(shè)架空線路160米，導(dǎo)線型號為JKYJ-150。 新立12米電桿1基，在桿上裝有智能開關(guān)，高壓計(jì)量和其他高壓設(shè)備。電桿下來就是敷設(shè)YJV22-8.7/15KV 3×120電纜共600米至變壓器前分接箱。我們要給電纜線路后的設(shè)備作定時(shí)限電流保護(hù)安裝和整定，以保障整條線路的安全供電。

3 定時(shí)限過電流保護(hù)簡要說明

首先我們運(yùn)用兩級時(shí)限保護(hù)來完成電纜線路的保護(hù)。工作原理是指繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間（時(shí)限）固定不變，與故障電流的大小無關(guān)。定時(shí)限保護(hù)的時(shí)限由時(shí)間繼電器整定，時(shí)間整定 的依據(jù)是根據(jù)電纜短路的發(fā)熱條件來整定。我們使用的保護(hù)元件通常由電磁型電流繼電器、時(shí)間繼電器、中間繼電器和信號繼電器構(gòu)成。常見電力運(yùn)行中的線路定時(shí)限過電流保護(hù)的原理接線如圖1所示。

在圖1中，由兩段時(shí)限構(gòu)成，一段是由電流繼電器l、2、中間繼電器3、信號繼電器7構(gòu)成無時(shí)限過電流瞬動(dòng)保護(hù)，二段由電流繼電器4、5、時(shí)間繼電器6、信號繼電器8構(gòu)成定時(shí)限保護(hù)，這由我們根據(jù)實(shí)際情況給定值。電磁電流繼電器作為反映電流變化的起動(dòng)元件，是接受線路互感器的二次電流。當(dāng)過載時(shí)，電流互感器二次電流I2大于繼電器動(dòng)作電流時(shí)，首先繼電器4或5接通，其次6接通，在給定的時(shí)限后8接通，發(fā)出信號的同時(shí)，最后動(dòng)作于斷路器的跳閘線圈YR、斷路器QF跳閘，切除故障，等待檢查故障原因。當(dāng)發(fā)生高壓線路或設(shè)備短路時(shí)，電流互感器二次電流I2大于繼電器動(dòng)作電流時(shí)，繼電器1或2接通，接著3 接通；然后7接通發(fā)出信號同時(shí)接通于斷路器跳閘線圈TQ、斷路器QF跳閘、停止供電，等待檢修。

本線路保護(hù)為兩級定時(shí)限過電流保護(hù)，其簡化原理示意圖（只示意繼電器動(dòng)作順序）如圖2所示。從圖2可以看出其保護(hù)原理和保護(hù)組成的環(huán)節(jié)所用的繼電器基本上是相同的。

4 整定計(jì)算、步驟

用標(biāo)么值計(jì)算短路電流：（1）選基準(zhǔn)容量為100VA，基準(zhǔn)電壓10KV，計(jì)算基準(zhǔn)電流為5.774A。（2）經(jīng)與宜州供電公司征詢，系統(tǒng)電源電抗最大運(yùn)行方式下為XS.Min為0.10， 系統(tǒng)電源電抗最小運(yùn)行方式下為XS.Max為0.20，線路電纜的電抗XL=0.6×0.08×100÷（10×10）=0.048，2臺(tái)并列變電器電抗XT=4.5/100×100÷1÷2=2.25。（3）計(jì)算最大運(yùn)行方式下的三相短路電流。線路電抗X10.m=0.10+0.048=0.148。線路的三相短路標(biāo)么電流I10.m=1/0.148=6.757。線路三相短路電流周期分量有效值=5.774×6.757=39.015A。線路三相短路沖擊電流峰值=2.55×39.015=99.488A。線路三相短路沖擊電流有效值=1.52×39.015=59.303A。（4）計(jì)算最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流。線路電抗X10.m=0.20+0.048=0.248。線路的三相短路標(biāo)么電流I10.m=1/0.248=4.032。線路三相短路電流周期分量有效值=4.032×6.757=27.244A。線路兩相短路沖擊電流有效值=0.866×27.244=23.593A。經(jīng)過以上短路電流的計(jì)算分析，我校的2000KVA容量10KV線路允許的最大故障電流為99.488A，其他計(jì)算值作為輔助參考。（5）有了電流的計(jì)算，我們首先選擇10KV側(cè)的電流互感器的變比為100/5，當(dāng)電流互感器二次側(cè)電流為5A時(shí)，此電流是通過電流繼電器KA1和KA2的最大負(fù)荷電流 I‘Lmax，會(huì)觸發(fā)電流繼電器KA1和KA2工作，從而使系統(tǒng)保護(hù)工作，達(dá)到保護(hù)線路的作用。這里我們使用電流互感器的接線方式為相電流接線系數(shù)，即Kw =l。這里補(bǔ)充一下電流互感器的接線系數(shù)。

Kw----------為電流繼電器KA1和KA2的結(jié)線系數(shù)。接線系數(shù)有三種情況：

①兩相兩繼電器式接線屬相電流接線。在一次電路發(fā)生任何相間短路時(shí)，Kw =l，即保護(hù)靈敏度一樣。②兩相一繼電器式接線，即兩相電流差結(jié)線或兩相交叉接線，當(dāng)一次電路發(fā)生三相短路時(shí)，。③當(dāng)裝有電流互感器的A、C兩相短路時(shí)，。而當(dāng)A、B兩相或B、C兩相短路時(shí)，，這里B相未裝電流互感器。

（7）整定動(dòng)作時(shí)間。我們整定KT1和KT2的動(dòng)作時(shí)間，可以按下面線路（圖3）定時(shí)限整定時(shí)間來整定。先整定KT2為0.5S，為了保證前后兩級保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性，按“階梯原則”進(jìn)行整定，前一級保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間t1，應(yīng)比后一級保護(hù)中整定的時(shí)間t2 要大一個(gè)時(shí)間級差△t。一般△t取0.5～0.7S）。故當(dāng)t1取0.5S，△t取0.5S時(shí)，則KTl整定取t1= t2+△t=0.5+0.5=1.0S。整定時(shí)間好以后，就要進(jìn)行調(diào)試，可以用電秒表進(jìn)行校驗(yàn)，這里不在詳談。

5 注意事項(xiàng)

（1）在安裝設(shè)備時(shí)，特別注意各個(gè)繼電器的線圈接線端子及其觸點(diǎn)的接線端子，千萬不要弄錯(cuò)。（2）注意繼電器的觸點(diǎn)端子是串接在哪一個(gè)繼電器的動(dòng)作線圈。（3）接線時(shí)要分步完成，并且先接串聯(lián)、后并聯(lián)。

6 安裝運(yùn)行結(jié)果及分析

（1）定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)限的整定原則是：①作為無時(shí)限的后備保護(hù)整定，整條線路可靠系數(shù)應(yīng)為1.1～1.2；②作為輸電線路相間故障的主保護(hù)整定，靈敏系數(shù)不應(yīng)低于1.25～1.5。（2）在實(shí)際運(yùn)行線路中，在后一級保護(hù)動(dòng)作使斷路器跳閘后，前一級保護(hù)動(dòng)作不會(huì)使其斷路器緊接著跳閘，因?yàn)榫€路電流恢復(fù)正常，且前一級保護(hù)動(dòng)作有時(shí)限級差。（3）在短路電流達(dá)到前一級動(dòng)作整定值且存續(xù)一個(gè)時(shí)級差時(shí)，后一級保護(hù)啟動(dòng)，前一級保護(hù)動(dòng)作也會(huì)使其斷路器跳閘。（4）2015年5月3日，新建四棟學(xué)生公寓開挖，因開挖掘機(jī)的同志粗心大意，無意挖傷電纜，引起短路，導(dǎo)致開關(guān)跳閘，這是保護(hù)系統(tǒng)起到了保護(hù)作用。在搶修現(xiàn)場，因跳閘時(shí)間相當(dāng)短，創(chuàng)傷點(diǎn)沒有擴(kuò)散，經(jīng)過做中間接頭就可以了。

7 結(jié)語

在定時(shí)限過電流保護(hù)應(yīng)用中，我們是作為主保護(hù)還是后備保護(hù)是有區(qū)別的，整定值、可靠系數(shù)和靈敏系數(shù)都要選擇合理，才能達(dá)到我們保護(hù)線路的目的。

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作者簡介：楊永清（1972-），男，壯族，廣西河池學(xué)院水電中心主任，工程師，研究方向：供配電技術(shù)。