定时限反时限
浅谈反时限保护的适用范围及整定方案
浅谈反时限保护的适用范围及整定方案张克平摘要：白银电网负荷大部分是工业和电力提灌负荷，因此网内存在着大量的大型高压电动机。
相当一部分配网线路的定时限过流保护定值须躲电机启动电流，导致过电流定值很大，甚至有超限时速断电流定值的情况，而此时低电压及负序电压对线末没有灵敏度。
电网的快速发展，使保护配合的级数增加，部分配网及用户变电所时间级差已非常紧张。
因此，寻找能很好躲电机启动电流及缓解时间级差的保护类型显得尤为迫切，而反时限保护能很好的躲电机启动电流——只要选择适当的曲线类型和时间常数；同时其动作时限与故障电流的大小成反比，上下级保护之间只需一个时间级差配合，缓解时间级差效果明显。
一、定时限过流保护陷入窘境的几个案例 ㈠ 王岘水泥厂117水泥磨线过电流保护YJV-2×(3×120)/0.7117 水泥磨线K10.05560.64441.373王岘水泥厂5.751#4.6%0.8MVA 5.752#4.6%0.8MVA K2K3R:2800kW +560kW 0.4kV:1377kW保护型号：PMC-651F 装置版本号：V1.60.001、 参数计算1）电缆YJV-3×120/10，r=0.158Ω/㎞ x=0.0755Ω/㎞ Z=0.1751Ω/㎞ Z*=0.1588 2）短路电流：A I7857)3(K1=)(1538)3(K2并列A I =A I3334)2(K1=A I663)2(K2=A I 3469))2((=小首 A I7391)2()(=大首2、保护主要功能：1）瞬时电流速断；2）复压（方向）限时电流速断；3）复压（方向）定限时限过流；4）相电流加速；5）反时限过流；6）过负荷保护；7）零序过流；8）重合闸；9）低周、低压减载；10）绝缘监视；11）TV 断线、控制回路断线监视；12）检同期功能。
3、过电流保护整定 CT ：300/5 PT ：1001）YJV22-3×120电缆最大允许载流量：323A ；ＣＴ一次值：300A ；2）负荷电流：配电变压器，2×46.2=92.4A ；2800kW 电机，190A ；560kW 电机， 2×38=76A ；最大绕线式电机启动电流（软启动）Iqd=2Ie=2×190=380A ；Ifh ·max=92.4+76+380=548.4A 。
过流继电器
继电器的过渡转换主触点控制电路由变流器供电，且其阻抗值在电流为3.5A时不大于4.5Ω，当电流增至 150A时，继电器主触点能够将这个电路分流接通与分流断开。
当环境温度为40℃时，继电器线圈长期承受110%额定电流，其最高允许温升不超过65℃。
绝缘电阻不小于300MΩ，继电器所有电路对外壳和非带电的金属部分，以及在电气上无的各电路之间的应能 承受2kV（有效值）50Hz交流试验电压，历时1min，无绝缘击穿或闪络现象。
1.动合型（H型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。
2.动断型（D型）线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。
3.转换型（Z型）这是触点组型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不 通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来 闭合的成断开状态，达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。
设备介绍
0 1
原理
0 2
技术参数
0 4
直流电阻
0 6
释放电流
0 3
额定工作电 压
0 5
吸合电流
1
电压电流
2
触点性能
3
热性能要求
4
介质强度
5
寿命
电磁式过流继电器的工作原理是复合式的，由公用一个线圈的感应式和电磁式的两个元件组成。当继电器的 线圈通以交流电流时，则在铁芯的遮蔽与未遮蔽部分产生两个具有一定相位差的磁通。此磁通与其在圆盘中感应 的涡流相互作用，在圆盘上产生一转矩。在20%～40%的动作电流整定值下，圆盘开始旋转。此时由于扇齿与蜗杆 没有咬合，故继电器不动作。
发电机励磁绕组过负荷保护原理与整定方法
发电机励磁绕组过负荷保护原理与整定方法作者：周玉彩一些书籍对此保护讲解不太详细，现工程中，励磁绕组过负荷保护广泛用于大型发电机组作为转子励磁回路过流和过负荷保护，兼作交流励磁机的后备保护，该保护接成三相式，由定时限过负荷和反时限过负荷两部分组成，是比较重要的保护。
一、保护原理定时限过负荷保护的电流元件按正常运行额定励磁电流下能可靠返回的条件整定；反时限过负荷按转子绕组允许的过热条件决定，其关系式为：)1(I Kt 2*α+-=式中：K —励磁绕组过负荷常数，整定范围1~100；*I —发电机励磁回路整流器交流侧电流的标么值；α—与转子绕组温升特性和温度裕度有关，一般为0.01~0.02。
1、励磁绕组过负荷保护特性曲线 保护特性曲线见图1：t2、励磁绕组过负荷保护逻辑框图见图2：励磁绕组过负荷保护逻辑框图23、励磁绕组过负荷启动条件：当励磁回路相电流大于反时限启动整定值时，启动元件动作。
二、励磁绕组过负荷（过流）保护整定方法1、定时限过负荷保护的电流元件按正常运行额定励磁电流下能可靠返回的条件整定。
保护配置在交流侧，对于大型发电机组，转子绕组过负荷保护的电流通常取自TA 的二次电流，此时，应要考虑交流电流变换直流电流的整流比系数com K 。
三相桥式整流的com K 可取0.816I I fd ~=(fd I 为励磁电流，~I 为交流电流)；三相可控硅整流的com K 可取0.83～0.87。
1、 励磁额定二次电流 TAT grncom op n n I K =I式中： com K 为整流比系数，取0.83～0.87；grn I 为发电机一次额定励磁电流\TA n 为电流互感器变比；n t 为励磁电压互感器变比。
2、定时限保护。
2.1动作电流整定： I AI..2r OPrel K I K =式中：rel K 为可靠系数，取1.05；r K 为返回系数，取0.85～0.95； 2.2延时报警 t op =15s 。
电工基础知识100问
电工基础知识100问1、对10kV变（配）电所的接地有哪些要求？变压器、开关设备和互感器(PT、CP)的金属外壳，配电柜、控制保护盘、金属构架、防雷设备、电缆头及金属遮栏等。
对接地装置有下列要求：①室内角钢基础及支架要用截面不小于25×4mm2的扁钢相连接做接地干线，然后引出户外，与户外接地装置连接；②接地体应距离变（配）电所墙壁三米以外，接地体长度为2.5米，两根接地体间距离以5米为宜；③接地网形式以闭合环路式为好，如接地电阻不能满足要求时，可以附加外引式接地体；④整个接地网的接地电阻不应大于4欧。
2、怎样连接不同截面，不同金属的电缆芯线？连接不同金属，不同截面的电缆时，应使连接点的电阻小而稳定。
相同金属截面的电缆相接，应选用与缆芯导体相同的金属材料，按照相接的两极芯线截面加工专用连接管，然后采用压接方法连接。
当不同金属的电缆需要连接时，如铜和铝相连接，由于两种金属标准电极位相差较大（铜为＋0.345伏，铝为-1.67伏）会产生接触电势差。
当有电解质存在时，将形成以铝为负极，铜为正极的原电池，使铝产生电化腐蚀，从而增大接触电阻，所以连接两种不同金属电缆时，除应满足接触电阻要求外，还应采取一定的防腐措施。
一般方法是在铜质压接管内壁上刷一层锡后再进行压接。
3、防爆电气设备竣工验收时，应详细验收什么项目？防爆电气设备竣工验收时，必须注重以下几点：①验明“防爆合格证号”；②防爆电气设备应在类型、组别，符合设计；③防爆电气设备在外壳应无裂纹、损伤、接线盒应紧固，且固定螺栓和防松装置应齐全；④防爆充油电气设备，油箱等不应渗漏油，油面高度符合要求；⑤电气设备多余的进线口，应按规定作好密封；⑥电气线路的密封装置的安装应符合规定；⑦安全火花型电气设备的配线工程，其线路走向标高应符合设计，线路应有天蓝色标志；⑧电气装置的接地或接零，应符合规定，防静电接地，应符合设计要求。
4、成套手车柜的安装应符合什么规定？成套手车柜的安装应该符合以下规定：①手车推拉灵活轻便，无卡阻碰撞现象；②动静触头中心一致，接触紧密，手在推入工作位置，符合产品要求；③二次回路辅助开关的切换接点应动作准确，接触可靠；④机械闭锁装置应动作准确可靠；⑤柜内照明齐全；⑥安全隔板开关灵活，随手车柜的进出而相应动作；⑦柜内控制电缆的位置不应妨碍手车进出，并牢牢固定；⑧手车与柜体间的接地触头，应接触紧密，手车推入柜内时，其接地触头应比主触头早接通拉出时相反。
反时限特性
2-6 画出三相五柱电压互感器的Y0／Y0／Δ接线图，并说明其特点。
答：三相五柱式电压互感器有五个铁芯柱，给零序磁通提供了闭合磁路。
增加了一个二次辅助绕组，接成开口三角形，获得零序电压。
接线图如图2-3所示。
电网正常运行时，三相电压对称，开口三角绕组引出端子电压mnU为三相二次绕组电压相量和，其值为零。
但实际上由于漏磁等因素影响，mnU一般不为零而有几伏数值的不平衡电压unbU b。
当电网发生单相接地故障时，TV一次侧零序电压要感应到二次侧，因三相零序电压大小相等，相位相同，故三角形绕组输出电压U mn＝3U0／K TV(K TV为电压互感器额定电压变比)。
(1)这种接线用于中性点不直接接地电网中，在电网发生单相接地时，开口三角形绕组两端为3倍零序电压，U mn= ＝3U0，为使U mn＝100V，开口三角形绕组每相电压为100／3V，因此，TV100/3V(U N为一次绕组的额定线电压，kV)。
(2)这种接线用于中性点直接接地电网中，在电网发生单相接地故障时，故障相电压为零，非故障相电压大小、相位与故障前相同不改变，开口三角绕组两端的3倍零序电压U mn为相电压，为使此时U mn＝100V，TV/100V。
图2-3 三相五柱式TV的磁路及接线(a) 磁路；(b)接线原理接线如图3-1所示。
反时限过电流保护原理接线如图3-2所示。
图3-1 定时限过电流保护原理接线图3-2 反时限过电流保护原理接线图(一)定时限过电流保护的工作原理及动作过程用图3-3说明定时限过流保护装置的工作原理。
当线路WL3上k1点发生短路时，短路电流由电源S经过WLl，WL2，WL3流经k1点，过电流保护1、2、3同时启动，根据选择性要求，保护3动作，3QF跳闸切除故障线路WL3。
而保护2、3在故障切除后立即返回，所以要求各保护装置的整定时限不同。
越靠近电源侧则时限越长。
图3-3 定时限过流保护装置的工作原理说明用图3-1说明保护装置的动作过程，当线路短路后，短路电流经电流互感器TA 转变为二次电流进入电流继电器1KA 、2KA 。
发电机保护简介
1.发电机失磁保护失磁保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障保护。
由整定值自动随有功功率变化的励磁低电压Ufd(P)、系统低电压、静稳阻抗、TV断线等判据构成，分别动作于发信号和解列灭磁。
励磁低电压Ufd(P)判据和静稳阻抗判据均与静稳边界有关，可检测发电机是否因失磁而失去静态稳定。
静稳阻抗判据在失磁后静稳边界时动作。
TV断线判据在满足以下两个条件中任一条件：│Ua+Ub+Uc－3U0│≥Uset(电压门坎)或三相电压均低于8V，且0.1A<Ia<Iset(电流门坎)时判为TV二次回路断线，将失磁保护闭锁。
│Ua+Ub+Uc-3U0│≥Uset用于判别TV单相或两相断线，低压判据判断三相失压。
在电力系统短路或短路切除等非失磁因素引起系统振荡时，保护采取措施闭锁Ufd(P)，可防止保护误出口。
励磁低电压Ufd(P)判据动作后经t1（2s）发出失磁信号。
励磁低电压Ufd(P)判据、静稳阻抗判据均满足且无TV二次回路断线时经t2（6s）发出跳闸指令。
励磁低电压Ufd(P)判据、静稳阻抗、系统低电压判据均满足且无TV二次回路断线时经t3（1s）发出跳闸指令。
2.发电机过激磁保护过激磁保护是反应发电机因频率降低或者电压过高引起铁芯工作磁密过高的保护。
过激磁保护分高、低两段定值，低定值经固定延时5s发出信号和降低励磁电压（降低励磁电压、励磁电流的功能暂未用），高定值经反时限动作于解列灭磁。
反时限延时上限为5秒，下限为200秒。
3.发电机定子接地保护发电机定子接地保护作为发电机定子单相接地故障保护，由基波零序电压部分和三次谐波电压两部分组成，基波零序电压保护机端至机尾95%区域的定子绕组单相接地故障，由反映发电机机端零序电压原理构成，经时限t1（3s）动作于解列灭磁；三次谐波电压保护机尾至机端30%区域的定子绕组单相接地故障，由发电机中性点和机端三次谐波原理构成，经时限t2（5s）动作于信号。
定时限 反时限 解释及正序 负序 零序
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供电系统中常用的保护有哪些？
供电系统中常用地保护有哪些？（）电网地电流电压保护：包括：单侧电源网络地相间短路地电流电压保护、电网相间短路地方向性电流保护、大接地电流系统地零序电流保护、中性点不接地单相接地地保护；电网地距离保护输电线路地纵联保护包括：纵联差动保护、高频保护、高频闭锁方向保护、高频闭锁负序方向保护、高频闭锁距离保护和零序保护、高频相差动保护、光纤差动保护；输电线路地自动重合闸包括：三相自动重合闸、综合自动重合闸电力变压器地保护包括：主变压器内部故障地差动保护、主变压器零序保护、主变压器瓦斯保护、高压厂用变压器保护；发电机保护包括：相间短路地纵联差动保护、发电机定子绕组匝间短路保护、发电机定子绕组地单相接地保护、发电机低励失磁保护、励磁回路一点接地保护、励磁回路两点接地保护、转子表层过热（负序电流）保护、发电机地逆功率保护、发电机失步异常运行保护、定子绕组对称过负荷保护、发电机变压器组公用继电保护；母线地继电保护包括：母线差动保护、电流相位比较式母线保护；异步电动机和电容器地保护（）供电系统地单端电网地保护：供电线路常见地故障对架空线来说，有断线、碰线、绝缘子被击穿、相间飞弧、短路以及杆塔倒塌等；对电缆来说，应其直接埋地或敷设在混凝土管、隧道等，受外界因素影响较少，除本身绝缘老化地原因外，只有某些特殊情况下，如地基下沉、土壤含有杂质、建筑施工破坏、热力网影响等，才会使相间或相地之间绝缘击穿或断裂，但是电缆接头连接不良或由于污垢而产生地故障，占其全部故障地以上.工业企业供电线路基本上是开式单端供电网络，厂区内距离较短，所以线路保护并不复杂，常用地保护装置有：定时限或反时限地过电流保护；低电压保护；电流速断保护；中性点不接地系统地单相接地保护等.一、过电流保护当流过被保护元件中地电流超过预先整定地某个数值时就使断路器跳闸或给出报警信号地装置称为过电流保护装置，它有定时限和反时限两种.⒈定时限过电流保护装置定时限过电流是电流继电器本身地动作时限是固定地，与通过它地电流大小无关.这种保护装置地接线图如图所示.⒉反时限过电流保护装置图是一个交流操作地反时限过电流保护装置图，、为型感应式带有瞬时动作元件地反时限过电流继电器，继电器本身动作带有时限，并有动作指示掉牌信号，所以回路不需接时间继电器和信号继电器.二、电流速断保护定时限过电流保护装置地时限一经整定便不能变动，如图所示，当处发生三相短路故障时，断路器地继电保护动作时间必须经过△才能动作，达不到速断地目地.为了减小本段线路故障下地事故影响范围，当过电流保护地动作时限大于时，便需设置电流速断保护，以保证本段线路地短路故障能迅速地被切除.具有电流速断和定时限过电流保护地线路如图所示.三、低电压保护低电压保护主要用于以下几个方面.. 低电压闭锁地过电流保护定时限过电流保护地动作电流是按躲过最大地负荷电流来整定地，在某些情况下可能满足不了灵敏度地要求.为此可采用低电压继电器地过电流保护装置来提高其灵敏度.其闭锁接线如图所示.. 用于电动机地低电压保护电动机采用低电压保护地目地是当电网电压降低到某一数值时，低电压保护装置动作，将不重要地或不允许自起动地电动机从电网切除，以保证重要电动机在电网电压恢复时，顺利自起动.四、中性点不接地系统地单相接地保护中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压值不变，故障相对地电压为零，非故障相对地电压升高了√倍，流经故障点地电容电流是正常时每相对地电容电流地倍.因此在供电系统中采用中性点不接地系统地目地是，当系统发生几率最多地单相接地故障时，一般并不要求立即将电源切断，这是因为这种故障并不影响接于线电压上电气设备地正常工作，仍可继续运行.但如果流过故障点地接地电流数值较大时，就会在接地点间产生间歇性电弧以致引起过电压、损坏绝缘，发展成为相间或两相对地短路，扩大故障.因此，对中性点不接地系统应当装设绝缘监测装置，必要时还可装设零序电流保护.五、变压器地保护电力变压器是供电系统中地重要设备，它地故障对供电地可靠性和用户地生产、生活将产生严重地影响.因此，必须根据变压器地容量和重要程度装设适当地保护装置.变压器地故障一般分为内部故障和外部故障两种.变压器地内部故障主要有绕组地相间短路、绕组匝间短路和单相接地短路，内部故障是很危险地，因为短路电流产生地电弧不仅会破坏绕组绝缘，烧坏铁心，还可能使绝缘材料和变压器油受热而产生大量气体，引起变压器油箱爆炸.变压器常见地外部故障是引出线上绝缘套管地故障从而可能导致引出线地相间短路或接地短路.变压器地不正常工作状态有：由于外部短路和过负荷而引起地过电流，油面地过度降低和温度升高等.对于变压器地故障种类及不正常运行状态，变压器一般应装备下列保护.（）瓦斯保护它能反应（油浸式）变压器油箱内部故障油面降低，瞬时动作于信号或跳闸.（）差动保护或电流速断保护它能反应变压器内部故障和引出线地相间短路、接地短路，瞬时动作于跳闸.（）过电流保护它能反应变压器外部短路而引起地过电流，带时限动作于跳闸，可作为上述保护地后备保护.（）过负荷保护它能反应过载而引起地过电流，一般作用于信号.（）温度信号它能反应变压器温度升高和油冷却系统地故障.。
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定时限和反时限过电流保护
流过保护装置的短路电流与动作时间之间的关系曲线称为保护装置的延时特性。
延时特性又分为定时限延时特性和反时限延时特性。
定时限延时动作时间是固定的，与短路电流的大小无关。
反时限延时动作时间与短路电流的大小有关，短路电流大，动作时间短，短路电流小，动作时间长。
短路电流与动作时限成一定曲线关系。
过电流保护一般是按避开最大负荷电流这一原则整定的。
为了使上、下级的过电流保护具有选择性，在时限上也应有一个级差。
这就使靠近电源端的保护动作时限将很长，这在许多情况下是不允许的。
为克服这一缺点，通常采用提高整定值以限制动作范围的方法，不加时限，可以瞬时动作，这种保护叫做电流速断。