计算分析继电保护与电气设备选型的关系

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1、计算分析继电保护与电气设备选型的关系吴志忠（中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司内蒙古鄂尔多斯017209）摘要:变电所规划设计建设过程中，电气设备选型和配电系统保护方案选择，是非常重要的前期工作。在确定配电系统保护方案时，往往只考虑标准规范和技术规程的要求，容易忽视电气设备选型与继电保护的关系，而使所选保护方案不能达到预期效果，给系统稳定运行带来隐患。木文依据变电所配电系统电源电缆、变压器、断路器等电气设备参数,通过计算分析继电保护与电气设备选型的关系，优化继电保护配置方案，以期达到配电系统安全稳定运行。关键词：计算分析；继电保护；电气设备选型；关系0引言项目建设前期，在确

2、定电气线路、变压器、断路器等电气保护方案时，一般是根据用电系统的容量和标准规范要求来选择电气设备、确定保护方案。配电系统建设完成后，再根据电气设备参数与保护方案进行继电保护的计算，容易忽视保护方案确定与电气设备选型之间的关系。如果所选保护方案与电气设备参数之间出现了矛盾或不能达到预想的要求，可能会使整个系统的保护不能满足可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，使配电系统带缺陷运行，给稳定生产带来危害。下面以祌华煤制油分公司某新建变电所为例，计算分析继电保护与电气设备选型的关系，变电所一次系统图如图1所示。计算得出电流速断保护的灵敏度不能满足GB/T50062—2008的要求，在上级馈线系

3、统短路电流不能改变的情况下，只能减小被保护线路末端最大短路电流才能满足保护灵敏度。可以通过三种方式来实现①减少电缆的截面；②增加电缆的长度；③增加电缆的单位阻抗。其中第②、③二条是不可取的，但如果我们采用第①条的办法减少电缆的截面积，又会使系统的载流量降低，不能满足系统所带负载的要求。从中可以看出，在上级电源系统固定的情况下，如使电流速断保护的灵敏度满足要求，对系统的带负载能力就会冇一定的限制，在设计的初期就应当考虑好电源系统容量与保护灵敏度、负载容量三者的关系，确定好电源与保护方案，以免建设完成后系统的保护达不到设计要求，使系统不能可靠稳定运行。1.3.3带吋限电流速断保护GB/T5

4、0062—2008中第5.0.2条第4款，当过电流保护的吋限不大于0.5S-0.7S吋，可不装设瞬动的电流速断保护，用带最限电流速断保护来实现线路的短路保护。带吋限电流速断保护整定原则，应躲过相邻元件末端短路吋的最火三相短路电流或与相邻元件的电流速断保护动作电流相配合，按两个条件中较大者整定。馈出线路与下级变电所进线速断保护没有选择性，按下级变电所进线不设速断保护整定。1.3.3.1相临兀件末端最大短路电流上述计算发现，过电流保护灵敏度的两个重要参数动作电流和线路末端最小短路电流、在当线路过负荷电流较大，或者最小短路电流较小的情况下，过电流保护灵敏度不能满足要求，则保护系统的可靠性、选

5、择性和灵敏性降低。所以在变电所规划设计中，要做好电气设备选型与继电保护的关系。1.4变压器保护依据《工业与民用配电设计手册》第三版中要求，变压器容量2000kVA继电保护装设带吋限过电流保护；如过流保护动作时间大于0.5秒，应装设电流速断保护；当电流速断保护灵敏度不满足要求吋装设纵联差动保护。变压器速断保护动作值应躲过低压侧三相短路吋，流过保护装置的最大短路电流。变压器保护的灵敏度校验，按系统最小运行方式下，保护装置安装处两相短路电流来校验。1.4.1变压器速断保护1）速断保护动作一次电流：2.2变压器一、二次侧保护配合根据变压器高、低压侧保护计算结果，绘制保护的曲线图如图2所示，当变

6、压器的一次电流达到201.6A吋过负荷保护延吋12秒动作；当变压器一次电流达到288A吋，延吋0.5秒过流动作。变压器二次侧电流达到设定电流（2880A穿越到一次侧192A）吋低压侧断路器开始延吋动作，当达到1.5倍（4320A穿越到一次侧288A）吋，动作吋间为300秒，出现一次侧先动作；当二次侧电流达到设定电流（6400A穿越到一次侧426.7A）吋，瞬动动作。通过特性曲线对比可以看出，当变压器的一次侧采用微机综合保护装置，二次侧选择施耐德智能保护単元Micrologic6.0时，一次侧电流在288A到426.7范围内，变压器一次侧电流保护先于二次侧动作，出现越级跳闸，不符合保护选

7、择性的要求，保护方案不合理。3防止越级跳闸措施为保证系统保护上下级的选择性，线路、变压器、低压进线的过电流保护全部选用微机综合保护装置，并全部采用定时限或反时限过电流保护特性。3.1变压器、低压进线均采用微机综合保护1）变压器高侧的过电流保护动作值288A，时间0.5秒；过负荷保护动作值201.6A,吋间12秒。低压侧速断保护动作值6400A,穿越到高压侧426.7A,吋间0秒；短延吋保护动作值4320A，穿越到高压侧288A，吋间取0.4秒；