[科普中国]-反时限保护

简介

关于反时限过流保护应用问题的探讨尚不多见。国内220kV及以上电压等级的电网并没有大量采用反时限过流保护的配置。欧洲电网，由于其电源密集且接地故障电阻通常较小，通常采用定时限过流保护，而在北美应用反时限过流保护则较多。南方电网500kV主变压器的高压侧和公共绕组侧及主变压器的高压侧出线均配置了一段带方向的零序定时限和一段不带方向针对高阻接地故障的零序反时限过流保护。主变压器高压侧及其出线的零序反时限保护采用IEC标准反时限曲线，时间常数分别为1.2s和1.0s。贵州电网500kV主变压器零序定时限保护方向是指向母线的1。

用途反时限保护不单只用在发电厂的厂用电动机,还广泛应用在用户侧的电动机保护、电抗器保护以及用户开关站的配电线路保护。不过变电站出线的配电线路保护比较少用。

反时限反时限是指保护装置的动作时间与短路电流的大小成反比。当流过继电器的电流越大时，其动作时间就越短；反之动作时间就长。这种动作时限方式称为反时限，具有这一特性的继电器称为反时限过流继电器。

反时限过流保护同一线路不同地点短路时，由于短路电流不同，保护具有不同的动作时限，在线路靠近电源端短路电流越大，动作时间越短，这种保护称为反时限过流保护。
反时限过流保护的优点是在线路靠近电源处短路时保护动作时限较短；缺点是时限配合较复杂，虽然每条线路靠近电源端短路时动作时限比末端短路时动作时限短，但当线路级数较多时，总的动作时限仍然很长2。

零序反时限过流保护的配合若主变压器中压侧和其出线都配置零序反时限保护，且均选择同样的动作特性曲线，则由保护配置确定的限制条件和反时限保护曲线的几何特性，由最大电流求得特性方程中的时间和电流常数即可。反时限保护与定时限保护之间的配合，则应根据动作特性的几何特点。

值得一提的是，在满足静态配合的前提下，对于零序电流动态变化的情况，定时限和反时限保护间还是有可能不配合。为简化分析，此处不考虑零序分支的影响。如线路零序反时限曲线基准电流取240A，时间常数为1.1s。与之相邻的下级线路的零序定时限灵敏段整定为622A，时限为2.6s；零序末段整定为240A，时限为4.3s。在几何特性上两者满足配合关系。当相邻线路故障，若故障开始时零序电流3I0为600A，此时应由零序末段经4.3s后跳开断路器，但持续1.5s后3I0变为3066A，此时零序灵敏段还需2.6s动作，零序末端还需2.8s动作。虽然此时零序反时限曲线上对应此电流的动作时间为3.0s，但由反时限保护的积分算法计算得到零序反时限保护还需要的动作时间t=2.4s。

在这种情况下，零序反时限过流保护就会先于相邻线路的零序定时限保护动作，造成保护的无选择性动作。在分析反时限保护和相邻元件的配合时采用基于保护范围和保护动作时间的分析方法；而讨论反时限保护特性时则采用基于电流和保护动作时间的分析方法3。