過流保護整定值計算

什么是過流保護

和所有電力系統(tǒng)一樣，為保護電氣設(shè)備和人員安全，光伏系統(tǒng)也必須配備如斷路器或保險絲這樣的過電流保護裝置。它們種類繁多，規(guī)格完備。設(shè)計使用過流保護時必須確保直流器件的額定電流滿足系統(tǒng)工作條件，尤其是要滿足太陽能電池的最大輸出電流。不同的過流器適用于不同的系統(tǒng)設(shè)計和額定功率，這里不再贅述，但一個總的設(shè)計原則是：布線時應(yīng)使用高熔斷電阻絲或適合的斷路器來將電流限制在電路中任意一點的導(dǎo)電瓶頸以下，以避免過載或短路。蓄電池的過流保護裝置應(yīng)安裝在盡可能近的地方，以避免電路打火引燃從蓄電池中泄出的氫氣。每個串聯(lián)太陽能電池電路都應(yīng)配備獨立的過流保護設(shè)備。

所有的電氣設(shè)備和供電線路都必須有可靠的過流保護。過流保護包括短路保護、過負(fù)荷保護（過載保護）和斷相保護等。

要使過電流保護裝置起到應(yīng)有的保護作用，應(yīng)合理選擇熔絲的額定電流，選擇并調(diào)整繼電器的動作值。

過流保護原則

過流保護可作為本線路保護拒動時的近后備保護，同時作為下一級線路保護拒動時的遠后備保護，也作為過負(fù)荷時的保護。它不僅能保護本線路全長，而且能保護相鄰線路全長。

整定原則

為保證正常情況下過流保護不啟動，過流保護啟動值必須大于該線路的最大負(fù)荷電流ILmax；同時還必須考慮在外部故障切除后系統(tǒng)電壓恢復(fù)期間，負(fù)荷（電動機）的自啟動電流（該電流一般大于正常電流）作用下，過流保護能夠正確返回，其返回電流應(yīng)大于負(fù)荷自啟動電流。一般考慮后一‘種情況，所以有

式中 K——可靠系數(shù)，一般取1.15～1.25；Kast——自啟動系數(shù)，一般大于1；Kr——電流繼電器的返回系數(shù)，一般取0.85～0.95。Kr越小，過流保護的啟動值就越大，其靈敏性就越差，這就是為什么要求過電流繼電器具有較高的返回系數(shù)的原因。過流保護動作時問則比下級線路的電流速斷保護的時間延長一個時間階梯△t，即t1=t2+△t。

靈敏度校驗

當(dāng)過流保護作為本線路的主保護時，應(yīng)采用最小方式下本線路末端兩相短路時的電流IBmin進行校驗，要求Ksen≥1.3～1.5，即

反時限過流保護反時限過流保護的出口動作時間與過電流的倍數(shù)有關(guān)，短路電流越大，動作時間越快。在整定反時限過電流保護的動作時限時應(yīng)指出某一動作電流倍數(shù)（通常為10倍）時的動作時限。為保證動作的選擇性，反時限過電流保護時限整定也應(yīng)按照“階梯原則”來確定，即上下級線路的反時限過電流保護在保護配合點k點發(fā)生短路時的時限級差為Δt=0.7，如圖所示。

過流保護整定值計算

案例一：

如圖所示，某配電網(wǎng)中兩級10kV 架空線，線路B- C最大負(fù)荷電流為400A。母線C最大三相短路電流為5kA，最小三相短路電流為3kA。線路A-B最大負(fù)荷電流為800A。母線B最大三相短路電流為8kA。電流互感器變比均為600/1A。返回系數(shù)為0.85。請計算：

（1）保護2的電流速斷保護、過電流保護一次定值。

（2）保護1的電流速斷保護、過電流保護二次定值。

（3）母線C故障時，保護1處過電流保護的靈敏系數(shù)。

解答：

（1）保護2電流速斷一次定值：

保護2過電流保護一次定值：

（2）保護2過電流速斷二次定值

保護2過電流保護二次定值：

按最大負(fù)荷計算：

按與保護2過流保護配合計算：

（3）母線C故障時最小兩相短路電流：

案例二：

上題中，假如母線C最小三相短路電流為2kA。線路A一B最大負(fù)荷電流為1200A。請計算母線C故障時，保護1過電流保護的靈敏系數(shù)。

解答：

保護1過電流保護一次定值：

按最大負(fù)荷計算：

母線C故障時最小兩相短路電流：

所以，過電流保護動作定值和靈敏系數(shù)受電網(wǎng)運行方式和所供負(fù)荷大小性質(zhì)有關(guān)。