浅谈线路时限速断保护

【摘 要】随着社会的发展与煤矿生产系统的需要，对供电系统可靠、安全、质量和经济的要求更高，越级跳闸已经成为煤矿供电的老大难问题，供电系统中的保护也越来越重要，线路保护的瞬时速断保护和过流保护尤为重要，时限速断保护也不可或缺。

【关键词】供电可靠性；技术先进；经济合理；时限速断保护

0 引言

众所周之，继电保护装置越来越多，无论是电磁式继电器、感应式继电器和晶体管继电器，还是微机保护装置。它们都是让继电保护的选择性、速动性、灵敏性和可靠性更加完善。线路保护也是供电保护的一个重要组成部分。线路保护中通常使用了过流保护和瞬时速断保护，然而，时限速断保护也是线路保护的一个重要组成部分。时限速断保护的整定值比过流值大，比瞬时速断值小，正好处于过流保护值和瞬时速断值之间，如果有了时限速断保护，线路保护过程会变的平滑；瞬时速断保护存在死区，时限速断保护能通过其保护和延时弥补瞬时速断保护的死区；在瞬时保护无法校验时，时限速断保护也可以进行保护，并符合校验要求。

1 时限速断保护配合过流保护和瞬时速断保护，可以使线路保护变得更加平滑

线路保护中，瞬时速断保护值比较大，而过流保护值比较小或者保护延时时间比较长，添加时限速断保护后，整个保护就有了一个连续保护的动作过程，让整个保护过程变得平滑。当电流值达到过流值的大小时，造成过流动作保护；当电流值增大至时限速断值时，造成时限速断动作保护；当电流值瞬间增大到瞬时速断值时，造成瞬时速断动作保护。这样，这个保护过程有了一个阶段过程性，让整个动作保护过程能平滑实现，强化了整个继电保护过程的选择性、可靠性、速动性和灵敏性。进一步保证了线路和整个电网的正常供电。

2 时限速断保护，可以弥补瞬时速断保护的 “死区”

由于电流速断保护的动作电流是按躲过线路末端的最大三相短路电流整定的，所以电流速断保护只能保护线路的一部分，不能保护线路的全长。其中没有受到保护的一段线路，称为电流速断保护的“死区”如图1所示，纵轴Is表示短路电流，横轴L表示距离。线路WL1、WL2上分别装有电流瞬时速断保护装置1和2。图中给出了在线路不同地点短路时，短路电流IS与距离L的关系曲线。图中曲线1是系统最大运行方式下，最大三相短路电流的曲线；曲线2是系统最小运行方式下，最小两相短路电流的曲线；直线3是速断装置1的动作电流Iop1的直线。

图1

直线3与曲线1的交点A到线路始端的距离Lmax，是瞬时速断保护装置1对最大三相短路电流的保护范围。直线3与曲线2的交点B到线路始端的距离Lmin，是瞬时电流速断装置1对最小两相短路电流的保护范围。由此可看出，电流瞬时速断装置对最大运行方式下的三相短路电流有一定的保护范围，而电流瞬时速断装置对最小运行方式下的两相短路电流的保护范围有限，特别是系统电网波动比较大时，电流瞬时速断装置对最小运行方式下的最小两相短路电流的保护范围就几乎为零。而时限速短保护装置，通过把保护范围延伸至下一级线路和限时时间，达到保护本级线路全长的目的。

3 当瞬时速断保护的灵敏度无法校验时，可以用时限速断保护进行保护

线路保护中，用最大运行方式下线路末端的最大三相短路电流计算出瞬时速断保护的整定值，用最小运行方式下线路末端的最小二相短路电流进行灵敏度校验时，无法校验。这时就应该用时限速断保护进行整定保护。时限电流速断保护是按躲过相邻元件末端短路时的最大三相短路电流进行整定，用本级线路末端最小两相短路电流来校验。下面用实例进行说明：

降压变电所引出10kV电缆线路，线路接线图图2如下所示：

最大运行方式下：

降压变电所母线三相短路电流I■■为5500A，配电所母线末端三相短路电流I■■ 为5130A，配电变压器低压侧三相短路时流过高压侧的电流I■■为820A。

最小运行方式下：降压变电所母线两相短路电流I■■为3966A，配电所母线两相短路电流I■■为3741A，

配电变压器低压侧两相短路时流过高压侧的电流I■■为689A。

DL1的A、C相电流互感器变比为ni=300/5。

图2

整定计算（计算断路器DL1的保护定值）

①瞬时电流速断保护

瞬时电流速断保护按躲过最大运行方式下线路末端的最大三相短路电流进行整定，保护装置的动作电流计算如下：

I■=K■K■■=1.3×1×■≈111，取110A

I■：计算的整定值

K■：可靠系数，取1.3

K■：接线系数，取1

保护装置一次动作电流I■I■=I■=■=110×■=6600A

灵敏系数按最小运行方式下线路末端最小两相短路电流来校验：

Klm =■=■=0.57

由此可见瞬时电流速断保护不能满足灵敏系数要求，因此需装设时限电流速断保护。

②时限电流速断保护

时限电流速断保护按躲过相邻元件末端短路时的最大三相短路时的电流整定，则保护装置动作电流

I■=K■K■■=1.3×1×■≈17.8，取20A

Kjx：接线系数，取1

K■：可靠系数，取1.3

保护装置一次动作电流

I■=I■=■=20×■=1200A

灵敏系数按最小运行方式下线路末端最小两相短路电流来校验：

Klm =■=■=3.3>2

限时电流速断保护动作时间：

此保护中不存在就瞬时速断保护即t1=0，

由于速断保护的延时极差为Δt=0.5S

因此：由于速断保护的延时间t2=t1+Δt=0.5S

因此，瞬时速断保护的灵敏度无法校验时，

就应该用时限速断进行保护整定和校验。

4 结束语

线路保护中，时限速断保护整定值计算简单，整定时间也容易确定，在电磁式继电器、感应式继电器、晶体管继电器和微机保护装置也好设置，时限速断保护让线路整个保护装置的选择性、可靠性、速断性和灵敏性更好，因此，时限速断保护让线路保护更加完善。

【参考文献】

[1]张学成.工矿企业供电[M].北京：煤碳工业出版社，2005.

[2]李成虎.矿山供电技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2008.

[3]葛耀中，赵梦华，彭鹏，等.微机式自适应馈线保护的研究和开发[J].电力系统自动化，1999（03）.

[4]黄震，陈平.配电线路自适应电流速断保护的实用化研究[J].四川电力技术，2008（S2）.

[5]吴娟娟，杨晓敏.基于两相电流差和线电压的中低压线路自适应保护[J].电力系统保护与控制，2008（24）.

[6]曹道勇.配电线路自适应电流保护方案[J].西南民族大学学报：自然科学版，2011（02）.

[7]姚李孝，赵化时.分布式发电系统保护方法研究[J].电网与清洁能源，2010（05）.

[8]陈金星.瞬时电流速断保护及瞬时电流闭锁电压速断保护性能分析[J].水利科技，1999（01）.

[9]何伟忠.解决速断保护无选择性问题的办法[J].农村电气化，2002（03）.

[10]葛耀中.对自适应电流速断保护的评价[J].电力自动化设备，2000（06）.

[11]邹剑，朱子坤.自适应电流保护方案研究[J].江西电力职业技术学院学报，2009（02）.

[12]袁兆强，刘辉.中性点直接接地电网的自适应零序电流速断保护[J].高电压技术，2007（09）.