关键词：供电 定时限 反时限 过电流 继电保护 配合
1 概述
我国电力系统中多采用定时限保护作为配电网的主保护和输电网后备保护。但是,定时限保护范围直接受电网接线和系统运行方式影响,在某些极端运行方式下,很难同时满足灵敏性和选择性要求。长期以来,包括反时限过流保护在内的继电保护整定计算采用逐级配合的整定方法,即保护仅与相邻保护逐个进行配合,确定多个整定结果,从中选取最严重的数值作为最终整定值。这种整定方法没有综合考虑保护定值间的相互影响,不能获得整体保护性能最优的保护定值。为了获得一套满足用户期望的、保证整体保护性能最优的保护定值,国内外继电保护工作者展开了大量的研究工作。1988年文献首次提出反时限过流保护优化整定概念,从根本上改变了逐级配合的整定方法,综合考虑所有保护间配合关系,能找出整体保护效果最优的保护定值。
2 输电系统反时限过流保护动作特性的协调优化
电力系统过电流保护分为：定时限和反时限两种。两种保护的设计思路不同,“定时限”就是电流达到动作值都要按照设定的时间动作。“反时限”就是电流达到动作值以上,电流越大,动作时间越短。定时限过流一般用于输电线路,采用三段式配合。反时限过流一般用于负载。
继电保护的动作时间固定不变,与短路电流的数值无关,称为定时限保护。定时限保护的时限是由时间继电器获得的,时间继电器在一定的范围内连续可调,使用时,可根据给定时间进行调整。而反时限继电保护的动作时间和短路电流的大小成反比,即短路电流越大,保护动作时间越短,负荷电流越小,则保护动作时间越长。
反时限保护是在电力行业多用于发电厂的电动机保护,其意思是：被保护设备故障时,故障电流越大,该继电保护的动作延时越小,即：上述电流和与动作时间成反比；与反时限保护相对应的是定时限保护,定时限保护的动作时间与故障电流无关,是一定的。过电流保护一般是按避开最大负荷电流这一原则整定的。为了使上、下级的过电流保护具有选择性,在时限上也应有一个级差。这就使靠近电源端的保护动作时限将很长,这在许多情况下是不允许的。为克服这一缺点,通常采用提高整定值以限制动作范围的办法,不加时限,可以瞬时动作,这种保护叫做电流速断保护。无时限电流速断不能保护线路全长,它只能保护线路的一部分。所以,为了保证动作的选择性,其起动电流必须按最大运行方式来整定,这就存在着保护的死区。为了弥补瞬时速断保护不能保护线路全长的缺点,常采用略带时限的速断保护,即延时速断保护。这种保护一般与瞬时速断保护配合使用,其特点与定时限过电流保护装置基本相同,所不同的是其动作时间比定时限过电流保护的整定时间短。为了使保护具有一定的选择性,其动作时间应比下一级线路的瞬时速断大一时限级差一般取0.5秒。
3 反时限优化模型研究
反时限过流保护优化整定的基本数学模型,当系统规模较大时,模型中含有大量的约束条件,维数很高,求解困难,需要很长的计算时间。除了寻找合适的优化算法,学者们还从保护的数学模型出发,研究各种减少约束条件的方法,以简化问题。同时,实际系统复杂多变,反时限过流保护又受其他保护的影响,如何更好地在优化模型中完全反映实际系统的情况,这需要对模型进行改进。
反时限保护不单只用在发电厂的发电机上,还广泛应用在用户侧的电动机保护、电抗器保护以及用户开关站的配电线路保护。不过变电站出线的配电线路保护比较少用。
为了实现过电流保护的动作选择性,各保护的动作时间一般按阶梯原则进行整定。即相邻保护的动作时间,自负荷向电源方向逐级增大,且每套保护的动作时间是恒定不变的,与短路电流的大小无关。具有这种动作时限特性的过电流保护称为定时限过电流保护。
反时限过电流保护是指动作时间随短路电流的增大而自动减小的保护。使用在输电线路上的反时限过电流保护,能更快的切除被保护线路首端的故障。
什么是反时限特性：流过熔断器的电流越大,熔断时间越短。反时限就是保护装置的动作时间与通过继电器的电流大小成反比关系。优点：所用继电器数量大为减少,一种GL型电流继电器就基本上能取代定时限过流保护的电流继电器,时间继电器,中间继电器和信号继电器等一系列继电器,因此投资少,接线简单,而且可同时实现电流速断保护。由于GL型继电器的触点容量大,所以可直接接通跳闸线圈,且适合交流操作。缺点：动作时间整定比较复杂,继电器动作误差较大,当短路电流较小时,其动作时间可能相当长,延长了故障持续时间。
4 反时限电流保护与定时限电流保护的配合
为了保证反时限电流保护与它的下级开关速断保护相配合,尚应提出当通过继电器的电流数值达到变压器低压侧发生的最大三相故障电流值时,GL型反时限电器的动作时间应较下级开关的零秒速断大一个时间级差⊿t,一般整定为0.6～0.7秒合适。本例变压器低压侧最大三相故障电流为279安,相当于本保护动作电流的4.65倍,故应要求当通过继电器的短路电流达到继电器动作电流的4.65倍时,最小动作时间为0.6秒,否则与其出线开关的速断保护不配合。用户变电站低压分路或者电动机,电缆等电气设备故障机率较变压器多,按这一原则进行整定继电器,就不致因上述局部故障造成变压器开关跳闸,甚至全厂停电。
综上所述,该GL型反时限电流保护装置的整定值和动作时间如下：继电器的过流部份,启动电流是2安培,动作时间由继电器的动作特性而定；但当流经继电器的电流达到动作电流的2.17倍时要求小于或等于1.9秒动作,达到动作电流的4.65倍时大于或等于0.6秒动作；达到电流的7倍时0秒动作。校验人员可根据以上整定位校验继电器的动作特性,并绘制实际动作特性曲线。整定出来的继电保护定值,它的动作特性永远超前于上级开关所装设的定时限保护的动作区,并具有足够的可靠系数和灵敏性,保证可以相互配合,同时又放宽了GL型继电器的整定范围。
整定计算不是一项独立的任务,应和其他技术方法相结合,最大限度地发挥继电保护装置的作用。优化整定方法在自适应保护系统的应用,还处于概念和构想阶段,如何应用于工程实践还有待进一步研究。工程经验对于整定计算是非常实用和有效的,开发专家经验系统,与优化整定方法相结合也是一个重要的发展方向。
5 结束语
综上所述,计算定时限过电流保护与反时限电流保护的整定计算比较简单,而定时限过电流保护与反时限电流保护之间的配合,相对说来复杂一些,此类问题在配电网络中常常碰到。由变电站直配向企业供电时,企业中常采用反时限电流保护,而变电站出线开关多配置定时限保护,很多专业人员根据多年的整定计算实践,探究出一种既能保证选择性,又比较简单的一种配合关系。
参考文献：
邓健,宋玮,张明霞.基于组件技术的继电保护整定计算软件的设计.电力科学与工程,2003.
王珍珍,凌煦,李小娟,宋连芳.电力系统智能型接地距离保护整定计算程序.电力系统自动化,2000.
胡春潮.基于数字化变电站的集中保护可靠性提升策略研究.华南理工大学,2011年.
曹险峰.微机发变组保护整定计算中的几点体会.电力自动化设备,1999.
葛耀中.对自适应电流速断保护的评价.电力自动化设备,2000.
魏燕,张保会,高华.启动/备用变压器保护配置剖析.电力自动化设备,2001.
吴海涛,吕志宁,张浩,顾向阳,王颖.并联电抗器运行异常分析及处理.电力自动化设备,2001.
严琪,肖万芳.反时限电流保护整定计算相关问题研究.电力系统自动化设备,2008.
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