过流保护整定值计算

　　什么是过流保护

　　和所有电力系统一样，为保护电气设备和人员安全，光伏系统也必须配备如断路器或保险丝这样的过电流保护装置。它们种类繁多，规格完备。设计使用过流保护时必须确保直流器件的额定电流满足系统工作条件，尤其是要满足太阳能电池的最大输出电流。不同的过流器适用于不同的系统设计和额定功率，这里不再赘述，但一个总的设计原则是：布线时应使用高熔断电阻丝或适合的断路器来将电流限制在电路中任意一点的导电瓶颈以下，以避免过载或短路。蓄电池的过流保护装置应安装在尽可能近的地方，以避免电路打火引燃从蓄电池中泄出的氢气。每个串联太阳能电池电路都应配备独立的过流保护设备。

　　所有的电气设备和供电线路都必须有可靠的过流保护。过流保护包括短路保护、过负荷保护（过载保护）和断相保护等。

　　要使过电流保护装置起到应有的保护作用，应合理选择熔丝的额定电流，选择并调整继电器的动作值。

　　过流保护原则

　　过流保护可作为本线路保护拒动时的近后备保护，同时作为下一级线路保护拒动时的远后备保护，也作为过负荷时的保护。它不仅能保护本线路全长，而且能保护相邻线路全长。

　　整定原则

　　为保证正常情况下过流保护不启动，过流保护启动值必须大于该线路的最大负荷电流ILmax；同时还必须考虑在外部故障切除后系统电压恢复期间，负荷（电动机）的自启动电流（该电流一般大于正常电流）作用下，过流保护能够正确返回，其返回电流应大于负荷自启动电流。一般考虑后一‘种情况，所以有

　　式中 K——可靠系数，一般取1.15～1.25；Kast——自启动系数，一般大于1；Kr——电流继电器的返回系数，一般取0.85～0.95。Kr越小，过流保护的启动值就越大，其灵敏性就越差，这就是为什么要求过电流继电器具有较高的返回系数的原因。过流保护动作时问则比下级线路的电流速断保护的时间延长一个时间阶梯△t，即t1=t2+△t。

　　灵敏度校验

　　当过流保护作为本线路的主保护时，应采用最小方式下本线路末端两相短路时的电流IBmin进行校验，要求Ksen≥1.3～1.5，即

　　反时限过流保护反时限过流保护的出口动作时间与过电流的倍数有关，短路电流越大，动作时间越快。在整定反时限过电流保护的动作时限时应指出某一动作电流倍数（通常为10倍）时的动作时限。为保证动作的选择性，反时限过电流保护时限整定也应按照“阶梯原则”来确定，即上下级线路的反时限过电流保护在保护配合点k点发生短路时的时限级差为Δt=0.7，如图所示。

　　过流保护整定值计算

　　案例一：

　　如图所示，某配电网中两级10kV 架空线，线路B- C最大负荷电流为400A。母线C最大三相短路电流为5kA，最小三相短路电流为3kA。线路A-B最大负荷电流为800A。母线B最大三相短路电流为8kA。电流互感器变比均为600/1A。返回系数为0.85。请计算：

　　（1）保护2的电流速断保护、过电流保护一次定值。

　　（2）保护1的电流速断保护、过电流保护二次定值。

　　（3）母线C故障时，保护1处过电流保护的灵敏系数。

　　解答：

　　（1）保护2电流速断一次定值： 

　　保护2过电流保护一次定值：

　　（2）保护2过电流速断二次定值

　　保护2过电流保护二次定值：

　　按最大负荷计算：

　　按与保护2过流保护配合计算：

　　（3）母线C故障时最小两相短路电流：

　　案例二：

　　上题中，假如母线C最小三相短路电流为2kA。线路A一B最大负荷电流为1200A。请计算母线C故障时，保护1过电流保护的灵敏系数。

　　解答：

　　保护1过电流保护一次定值：

　　按最大负荷计算：

　　母线C故障时最小两相短路电流：

　　所以，过电流保护动作定值和灵敏系数受电网运行方式和所供负荷大小性质有关。