過(guò)流保護(hù)整定值計(jì)算

什么是過(guò)流保護(hù)

和所有電力系統(tǒng)一樣，為保護(hù)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(xiǎn)絲這樣的過(guò)電流保護(hù)裝置。它們種類繁多，規(guī)格完備。設(shè)計(jì)使用過(guò)流保護(hù)時(shí)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(yáng)能電池的最大輸出電流。不同的過(guò)流器適用于不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和額定功率，這里不再贅述，但一個(gè)總的設(shè)計(jì)原則是：布線時(shí)應(yīng)使用高熔斷電阻絲或適合的斷路器來(lái)將電流限制在電路中任意一點(diǎn)的導(dǎo)電瓶頸以下，以避免過(guò)載或短路。蓄電池的過(guò)流保護(hù)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(gè)串聯(lián)太陽(yáng)能電池電路都應(yīng)配備獨(dú)立的過(guò)流保護(hù)設(shè)備。

所有的電氣設(shè)備和供電線路都必須有可靠的過(guò)流保護(hù)。過(guò)流保護(hù)包括短路保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)（過(guò)載保護(hù)）和斷相保護(hù)等。

要使過(guò)電流保護(hù)裝置起到應(yīng)有的保護(hù)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(dòng)作值。

過(guò)流保護(hù)原則

過(guò)流保護(hù)可作為本線路保護(hù)拒動(dòng)時(shí)的近后備保護(hù)，同時(shí)作為下一級(jí)線路保護(hù)拒動(dòng)時(shí)的遠(yuǎn)后備保護(hù)，也作為過(guò)負(fù)荷時(shí)的保護(hù)。它不僅能保護(hù)本線路全長(zhǎng)，而且能保護(hù)相鄰線路全長(zhǎng)。

整定原則

為保證正常情況下過(guò)流保護(hù)不啟動(dòng)，過(guò)流保護(hù)啟動(dòng)值必須大于該線路的最大負(fù)荷電流ILmax；同時(shí)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(dòng)機(jī)）的自啟動(dòng)電流（該電流一般大于正常電流）作用下，過(guò)流保護(hù)能夠正確返回，其返回電流應(yīng)大于負(fù)荷自啟動(dòng)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(dòng)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(guò)流保護(hù)的啟動(dòng)值就越大，其靈敏性就越差，這就是為什么要求過(guò)電流繼電器具有較高的返回系數(shù)的原因。過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)問(wèn)則比下級(jí)線路的電流速斷保護(hù)的時(shí)間延長(zhǎng)一個(gè)時(shí)間階梯△t，即t1=t2+△t。

靈敏度校驗(yàn)

當(dāng)過(guò)流保護(hù)作為本線路的主保護(hù)時(shí)，應(yīng)采用最小方式下本線路末端兩相短路時(shí)的電流IBmin進(jìn)行校驗(yàn)，要求Ksen≥1.3～1.5，即

反時(shí)限過(guò)流保護(hù)反時(shí)限過(guò)流保護(hù)的出口動(dòng)作時(shí)間與過(guò)電流的倍數(shù)有關(guān)，短路電流越大，動(dòng)作時(shí)間越快。在整定反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限時(shí)應(yīng)指出某一動(dòng)作電流倍數(shù)（通常為10倍）時(shí)的動(dòng)作時(shí)限。為保證動(dòng)作的選擇性，反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)時(shí)限整定也應(yīng)按照“階梯原則”來(lái)確定，即上下級(jí)線路的反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)在保護(hù)配合點(diǎn)k點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的時(shí)限級(jí)差為Δt=0.7，如圖所示。

過(guò)流保護(hù)整定值計(jì)算

案例一：

如圖所示，某配電網(wǎng)中兩級(jí)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(qǐng)計(jì)算：

（1）保護(hù)2的電流速斷保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)一次定值。

（2）保護(hù)1的電流速斷保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)二次定值。

（3）母線C故障時(shí)，保護(hù)1處過(guò)電流保護(hù)的靈敏系數(shù)。

解答：

（1）保護(hù)2電流速斷一次定值：

保護(hù)2過(guò)電流保護(hù)一次定值：

（2）保護(hù)2過(guò)電流速斷二次定值

保護(hù)2過(guò)電流保護(hù)二次定值：

按最大負(fù)荷計(jì)算：

按與保護(hù)2過(guò)流保護(hù)配合計(jì)算：

（3）母線C故障時(shí)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(qǐng)計(jì)算母線C故障時(shí)，保護(hù)1過(guò)電流保護(hù)的靈敏系數(shù)。

解答：

保護(hù)1過(guò)電流保護(hù)一次定值：

按最大負(fù)荷計(jì)算：

母線C故障時(shí)最小兩相短路電流：

所以，過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作定值和靈敏系數(shù)受電網(wǎng)運(yùn)行方式和所供負(fù)荷大小性質(zhì)有關(guān)。