1. 10kV线路相间过流保护整定计算
一、整定对象与已知条件
本例针对一条单侧电源10kV辐射式配电线路,保护配置为两段式相间过流保护中的过流保护段(定时限过流)。整定所需的基础数据如下(示例数据,用于演示计算过程):
| 参数 | 符号 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 线路额定电压 | UN | 10 kV | 线电压 |
| 线路最大负荷电流 | IL.max | 180 A | 考虑电动机自启动后的最大负荷电流 |
| 可靠系数 | Krel | 1.2 | 定时限过流保护一般取1.15~1.25 |
| 返回系数 | Kre | 0.85 | 电磁型继电器典型值 |
| 电流互感器变比 | nTA | 200/5 | 即40 |
| 保护接线系数 | Kw | 1 | 三相星形接线 |
| 本线路末端最小两相短路电流 | Ik.min(2) | 1250 A | 系统最小运行方式下 |
| 相邻线路末端最小两相短路电流 | Ik.next.min(2) | 620 A | 作为远后备校验用 |
二、过流保护定值计算
定时限过流保护的整定原则是:躲过线路的最大负荷电流,同时保证外部故障切除后保护能可靠返回。其动作电流按下式计算:
Iop = (Krel × Kw / Kre) × IL.max
代入示例数据:
I_op = (1.2 × 1 / 0.85) × 180
= 1.4118 × 180
≈ 254.1 A
取整定值 Iop = 255 A(一次侧动作电流)。
折算到电流互感器二次侧:
I_op.s = I_op / n_TA = 255 / 40 ≈ 6.38 A
若继电器整定范围为4~10A,则可取 6.4 A 作为二次整定值。
三、灵敏度校验
过流保护需分别校验本线路近后备和相邻线路远后备的灵敏度。
近后备灵敏度(本线路末端两相短路):
K_sen = I_k.min^(2) / I_op = 1250 / 255 ≈ 4.90
要求 Ksen ≥ 1.5,满足。
远后备灵敏度(相邻线路末端两相短路):
K_sen = I_k.next.min^(2) / I_op = 620 / 255 ≈ 2.43
要求 Ksen ≥ 1.2,满足。
整定结果汇总:一次动作电流 255 A,二次整定值 6.4 A,近后备灵敏度 4.90,远后备灵敏度 2.43,均满足规程要求。
四、整定逻辑与参数关系图解
五、整定要点与注意事项
- 最大负荷电流的确定:IL.max 应取线路可能出现的最大持续负荷电流,并考虑电动机自启动时的冲击。若无法确定自启动系数,可按1.5~2倍正常负荷电流估算。
- 可靠系数 Krel 的选取:定时限过流保护取1.15~1.25。继电器类型、接线方式不同时略有差异,电磁型取较大值,微机型可取较小值。
- 返回系数 Kre 的影响:Kre 越小,整定值越大。电磁型继电器 Kre 约0.85,微机型可达0.95以上,微机保护整定值可相应降低。
- 灵敏度校验的两种场景:近后备按本线路末端最小两相短路电流校验,要求 Ksen ≥ 1.5;远后备按相邻线路末端最小两相短路电流校验,要求 Ksen ≥ 1.2。若远后备灵敏度不足,需考虑增加保护段或调整配合。
- 二次整定值的取整:计算值6.38A,实际继电器刻度通常为0.1A或0.05A一档,取6.4A后需反算一次动作电流为256A,仍满足躲负荷要求。
常见误区:不要用最大三相短路电流来校验过流保护的近后备灵敏度,应使用最小运行方式下的两相短路电流,因为两相短路电流约为三相短路电流的0.866倍,且最小运行方式下系统阻抗最大,短路电流最小,这才是最严苛的校验条件。