变电所继电保护电流整定值的计算

变电所继电保护电流整定值的计算

摘要：本文以神延铁路盘龙变电所工程中出现的问题为例，对变电所运营中随负荷增大导致频繁跳闸现象发生的原因进行综合分析，以继电保护电流整定值的计算为重点展开论述。

神延铁路盘龙变电所主要包括35KV主变压器两台、高压多油断路器两台、10KV进线柜两套、电压互感器柜两套、电容柜两套、计量柜两套、母联柜一套以及馈出柜五套。在运营的中后期随着负荷的不断增大，变电所继电保护装置跳闸现象经常发生，引起重视。继电保护作为一种重要的反事故措施，反应着电力系统中的电气元件发生故障和不正常状态。

原则上讲，当事故发生时，许多参量比正常时候都发生了变化，而有些参量变化明显，有些参量变化不够明显。其中变化明显的参量就适合用来判断事故发生的原因或作为保护的判据。例如：根据短路电流较正常电流升高的特点，可构成过电流保护；留用短路时母线电压降低的特点可构成低电压保护；利用电路时电路始端测量阻抗降低可构成距离保护等。另外还可以根据非电气化的变化来构成某些特殊的保护，如反应变压器油在故障发生时分解产生的气体而构成的气体保护等。一般情况下，只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的差别，即可形成某种判据，找到事故发生的原因，从而解决问题。

本文就继电保护装置的组成开始，逐步分析导致盘龙变电所继电保护装置跳闸偶的原因。继电保护装置的组成：

被测物理量→测量元件→逻辑元件→执行元件→跳闸或信号

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整定值

测量元件是测量从被保护对象输入的有关物理量，针对盘龙变电所而言，中后期运营中随着负荷的不断增大，计量柜保护屏电流表显示数值呈递增趋势，变压器间歇发生不规律高强噪音。在继电保护装置跳闸后，技术人员对变电所设备检查及各项数据比对结果显示：设备各项指标正常，继电保护电流整定值小于跳

闸瞬间电流值。

10KV中性点不接地系统中，广泛采用的两相两继电器的定时限过电流保护的原理接线图。它是由两只电流互感器和两只电流继电器、一只时间继电器和一只信号继电器构成。当被保护线路只设有一套保护，且时间继电器的容量足大时，可用时间继电器的触点去直接接通跳闸回路，而省去出口中间继电器。当被保护线路中发生短路故障时，电流互感器的一次电流急剧增加，其二次电流随之成比例的增大。当CT的二次电流大于电流继电器的起动值时，电流继电器动作。由于两只电流继电器的触点是并联的，故当任一电流继电器的触点闭合，都能接通时间继电器的线圈回路。这时，时间继电器就按照预先整定的时间动作使其接点吸合。这样，时间继电器的触点又接通了信号继电器和出口中间继电器的线圈，使其动作。出口中间继电器的触点接通了跳闸线圈回路，从而使被保护回路的断路器跳闸切断了故障回路，保证了非故障回路的继续运行。而信号继电器的动作使信号指示牌掉下并发出警报信号。

由上不难看出，保护装置的动作时间只决定于时间继电器的预先整定的时间，而与被保护回路的短路电流大小无关，所以这种过电流保护称为定时限过电流保护。

过流保护装置中的电流继电器动作电流的整定原则，是按照躲过被保护线路中可能出现的最大负荷电流来考虑的。也就是只有在被保护线路故障时才启动，而在最大负荷电流出现时不应动作。为此必须满足以下两个条：

1）在正常情况下，出现最大负荷电流时（即电动机的启动和自启动电流，以及用户负荷的突增和线路中出现的尖峰电流等）不应动作。即：Idz>Ifh.max；

式中Idz--过电流保护继电器的一次动作电流；

Ifh.max--最大负荷电流；

2）保护装置在外部故障切除后应能可靠地返回。因为短路电流消失后，保护装置有可能出现最大负荷电流，为保证选择性，已动作的电流继电器在这时应当返回。因此保护装置的一次返回电流If应大于最大负荷电流Ifh.max，即：If>Ifh.max；

因此，定时限过电流装置电流继电器的动作电流Idz.j为：

Idz.j=(Kk.Kjx/Kf.Nlh).Ifh.max；

式中Kk--可靠系数，考虑到继电器动作电流的误差和计算误差而设。一般

取为 1.15～1.25Kjx--由于继电器接入电流互感器二次侧的方式不同而引入的一个系数。电流互感器为三相完全星形接线和不完全星形接线时Kjx=1，如：为三角形接线和两相电流差接线时Kjx=1.732；

Kf-------返回系数，一般小于1；

Nlh------电流互感器的变比。

10KV系统中的上、下级保护之间的配合条件必须考虑周全，考虑不周或选配不当，则会造成保护的非选择性动作，使断路器越级跳闸。保护的选择性配合主要包括上、下级保护之间的电流和时限的配合两个方面。应该指出，定时限过电流保护的配合问题较易解决。由于定时限过电流保护的时限级差为0.5S，选择电网保护装置的动作时限，一般是从距电源端最远的一级保护装置开始整定的。为了缩短保护装置的动作时限，特别是缩短多级电网靠近电源端的保护装置的动作时限，其中时限级差起着决定的作用，因此希望时限级差越小越好。但为了保证各级保护装置动作的选择性,时限级差又不能太小。虽然反时限过电流保护也是按照时限的阶梯原则来整定，其时限级差一般为0.7S。而且反时限过电流保护的动作时限的选择与动作电流的大小有关。也就是说，反时限过电流保护随着短路电流与继电器动作电流的比值而变，因此整定反时限过电流保护时，所指的时间都是在某一电流值下的动作时间。还有，感应型继电器惯性较大，存在一定的误差，它的特性不近相同，新旧、型的特性也不相同。所以，在实际运行整定时，就不能单凭特性曲线作为整定的依据，还应该作必要的实测与调试。比较费力、费事。因此，反时限过电流保护时限特性的整定和配合就比定时限过电流保护装置复杂得多。通过分析可以看出，在10KV配电系统中，应以配置三段式或两段式定时限过电流保护、瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护为好。