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过负荷保护功能怎么设置定值
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专注微机保护

时间 : 2025-06-20 09:37 浏览量 : 1

过负荷保护是电力系统继电保护的重要组成部分,主要用于防止设备(如发电机、变压器、电动机、线路等)因长期过载运行导致绝缘老化、温度过高甚至损坏。其定值设置需综合考虑设备额定容量、热稳定特性、运行方式及系统安全要求。以下是过负荷保护定值设置的详细方法和步骤:

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一、过负荷保护定值设置的基本原则

  1. 躲过最大负荷电流

    • 定值应大于设备正常运行时的最大负荷电流(包括自启动电流、冲击负荷等),避免误动作。

    • 例如,电动机启动电流可能达到额定电流的5~7倍,但持续时间短,需通过返回系数和延时躲过。

  2. 保证设备安全

    • 定值应低于设备允许的长期过载能力,确保在过载时及时动作。

    • 例如,变压器允许短时过载1.3倍额定电流,但长时间过载需限制在1.1倍以内。

  3. 与相邻保护配合

    • 定值需与上级或下级保护(如过流保护、热继电器等)配合,避免越级跳闸。


二、过负荷保护定值设置的具体方法

1. 确定基准电流(Ibase

  • 基准电流通常为设备的额定电流(IN),例如:

    • 电动机额定电流:IN=3UcosϕP

    • 变压器额定电流:IN=3US

    • 线路额定电流:根据导线截面积和允许载流量确定。

2. 计算动作电流定值(Iset

  • 公式

Iset=KreKrelKssImax
其中:- $K_{text{rel}}$:可靠系数(1.05~1.2,通常取1.1)。- $K_{text{ss}}$:自启动系数(1.5~3,根据负荷特性确定)。- $I_{text{max}}$:最大负荷电流(考虑自启动、冲击负荷等)。- $K_{text{re}}$:返回系数(0.85~0.95,通常取0.9)。
  • 示例

    • 某电动机额定电流 IN=100A,自启动电流为5倍额定电流,最大负荷电流为 500A,返回系数 Kre=0.9

    • 动作电流定值:

Iset=0.91.1×500A611A

3. 确定动作时间(tset

  • 反时限特性

    • 过负荷保护通常采用反时限特性,动作时间与过载倍数成反比。

    • 典型反时限公式:

t=(I/Iset)21Top
其中:- $T_{text{op}}$:时间常数(根据设备热容量确定)。- $I$:实际电流。- **示例**:- 某变压器时间常数 $T_{text{op}} = 1000s$,动作电流定值 $I_{text{set}} = 1.1I_N$。- 当电流为 $1.2I_N$ 时,动作时间:
t=(1.2/1.1)2110006150s
  • 定时限特性

    • 对于简单系统,也可采用定时限保护,动作时间根据设备允许过载时间确定。

    • 例如,变压器允许1.3倍额定电流运行2小时,则动作时间可整定为2小时。

4. 灵敏度校验

  • 过负荷保护通常不校验灵敏度,但需确保在最小运行方式下仍能反映过载。

  • 对于特殊情况(如长线路末端),可校验最小负荷电流下的动作特性。


三、不同设备的过负荷保护定值设置

1. 电动机过负荷保护

  • 定值设置

    • 动作电流:躲过启动电流,通常为 1.21.5IN

    • 动作时间:反时限特性,长延时跳闸(如10~60s)。

  • 示例

    • 电动机额定电流 IN=100A,启动电流 500A,动作电流定值 1.2×100A=120A,动作时间根据反时限曲线确定。

2. 变压器过负荷保护

  • 定值设置

    • 动作电流:通常为 1.11.3IN

    • 动作时间:反时限特性,模拟变压器热积累过程。

  • 示例

    • 变压器额定电流 IN=500A,动作电流定值 1.1×500A=550A,时间常数 Top=1000s

3. 线路过负荷保护

  • 定值设置

    • 动作电流:躲过最大负荷电流,通常为 1.11.2IN

    • 动作时间:定时限或反时限,定时限通常为5~10分钟。

  • 示例

    • 线路额定电流 IN=200A,最大负荷电流 250A,动作电流定值 1.1×250A=275A,动作时间10分钟。


四、过负荷保护定值设置的注意事项

  1. 考虑设备热特性

    • 不同设备的热时间常数不同,需根据设备制造商提供的热曲线设置定值。

    • 例如,电动机的热时间常数较短,变压器的热时间常数较长。

  2. 与温度保护配合

    • 过负荷保护可与温度保护(如绕组温度、油温)配合,提高可靠性。

    • 例如,当温度达到报警值时,过负荷保护可提前动作。

  3. 考虑系统运行方式

    • 最大/最小运行方式下负荷电流变化可能影响定值设置,需定期校验。

    • 例如,夏季负荷高峰时需重新评估过负荷保护定值。

  4. 与自动装置配合

    • 过负荷保护可与减载装置、自动投切装置配合,避免跳闸。

    • 例如,当过负荷时,自动切除部分非重要负荷。


五、总结

过负荷保护定值设置需综合考虑设备额定容量、热稳定特性、运行方式及系统安全要求。具体步骤如下:

  1. 确定基准电流(Ibase)。

  2. 计算动作电流定值(Iset),躲过最大负荷电流。

  3. 确定动作时间(tset),采用反时限或定时限特性。

  4. 校验灵敏度(如需)。

  5. 考虑设备热特性、温度保护、系统运行方式及自动装置配合。

通过合理设置过负荷保护定值,可有效防止设备因长期过载运行而损坏,确保电力系统的安全稳定运行。


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