保护定值整定分析

第一章 保护定值整定分析

1.1. 定值项目解释

CMZB-1智能高开综合保护器配置了如下保护：

1) 三段式过流保护；

2) 反时限过流保护；

3) 过电压保护；

4) 低电压保护；

5) 零序过压保护；

6) 零序过流保护；

7) 电缆绝缘监视保护；

8) 风电（瓦斯）闭锁保护；

9) 保护信号未复（位）归闭锁合闸。 定值表示以如下：

序号 定值内容

定值范围 单位 说明 1.

短路电流(短路倍数) 0.0-50.0 A 步进：0.1A ；均为电流互感器（CT ）二次侧电流。 2.

过流电流 0.0-50.0 A 3. 过载电流 0.0-20.0

A 4. 反时（限）电流（过载倍数*5A ） 0.0-20.0

A 5. 漏（电）保（护）电流 0.0-20.0

A 步进：0.1A ； 6. 漏（电）告（警）电流 0.0-20.0

A 7. 漏（电）告（警）电压 0-150

V 步进：1V ；开口三角电压 8. 欠压电压 0-200

V 步进：1V ；电压互感器（PT ）二次侧线电压。 9. 过压电压 0-200

V 10. 过流延时 0.1-20.0

S 步进：0.1S ； 11. 过载延时 0.1-20.0

S 12. 漏（电）保（护）延时（漏电延时） 0.1-20.0

S 13. 反时（限）常数（ ） 1.0-5.0

步进：1.0 14. 漏（电）告（警）延时 0.1-20.0

S 步进：0.1S ； 15. 欠压延时 0.1-20.0

S 16. 过压延时 0.1-20.0

S 17. 风（电）瓦（斯）延时 0.1-20.0

S 18. PT （电压互感器）变比 0－100

实际变比值，6kV 设为6000/100=60，10kV 则设为100 19. CT （电流互感器）变比

0－150 实际变比值，300/5则设为60。

控制字（决定保护的投入和退出）：

序号控制字内容可选择项

1.短路保护投入/退出

2.过流保护投入/退出

3.过载保护投入/退出

4.漏电保护投入/退出

5.漏电告警投入/退出

6.漏电方向投入/退出

7.短路（小）延时投入/退出

8.绝缘监视保护投入/退出

9.合后加速保护投入/退出

10.欠压保护投入/退出

11.过压保护投入/退出

12.反时（限）保护投入/退出

13.反时（限方式）选择一般/非常/极强

14.风（电）瓦（斯）保护投入/退出

15.风（电）瓦（斯）接点常开/常闭

1.1.1. 三段式过流保护

三段式过流保护包括电流速断保护、限时速断保护、过载保护。电流速断也称作过流I 段、短路保护，限时速断也称作过流II段、过流保护，过载保护也称作过流III段。一般来说，过流I段用作短路保护，过流II段用作后备保护，过流III段用作过载保护。一般终端线路只投入短路保护（过流I段）和过载保护（过流III段），而电源进出线，需要上下级配合，以防止越级跳闸，需要投短路保护（过流I段）和后备保护（过流II段），而一般不投过载保护（过流III段）。

在定值中，保护投入意思是该保护动作后不但要发保护动作信号，还要出口跳闸，保护不投入，则该保护不动作、不出口跳闸。

在保护器上，控制字为保护投入/退出的设置，“投入”表示使用该功能，“退出”表示不使用该功能。

控制字中，短路（小）延时选项，主要是防止空载投入大型变压器时产生的励磁涌流冲击，使速断保护误动，导致投不上变压器的情况发生。小延时固定为50MS。一般来说，变压器容量在600KV A以上时，控制字中就要投入短路（小）延时。

1.1.

2. 反时限过流保护

有些负载允许过电流通过的时间与其电流大小成反比，即过电流值越大，允许通过的时

间越短，而过电流值越小，允许通过的时间越长，这就是反时限特性。对于这些负载采用反时限过流保护将优于定时限的过流保护。一般来说，电动机的过载保护宜采用反时限过流保护。

CMZB-1保护器的反时限过流保护符合IEC 标准，可通过整定选择IEC A （一般反时限）、IEC B （非常反时限）、IEC C

（极强反时限）三种反时限特性任一种，曲线特性见下图：

一般反时限： 非常反时限： ，极强反时限： T p ---是“反时（限）常数”，一般设为1秒，或根据具体电动机的特性曲线选择； I p ---是“反时（限）电流”，一般设为电动机的额定电流；

I ---曲线上某点的电流值；t ---曲线上某点对应的时间值。

一般反时限与t p 无关。I 为输入电流。

一般反时限特性曲线：

1)(14.002.0-=Ip I Tp t 1)(5.13-=Ip I Tp t 1)(802-=Ip I Tp

t

非常反时限特性曲线：

极强反时限特性曲线：

根据施加电流，动作时间为下表：（t p ＝1.0）

一般反时限

非常反时限 极强反时限 1.05 ∞

∞ ∞ 1.20 60－120

67 181 1.5 30－60

27 64 2.0 14－20

13.5 26.7 3.0 10－14

6.75 10.0 4.0 9－11

4.50

5.33 5.0 8－10

3.38 3.33 6.0

>8 2.70 2.29 当I/I p ≥2.0时，时间误差<±5％。

定值中，须整定启动电流Ip ，时间常数Tp ，和选择三种曲线的一种投入使用。通常默认使用第一条即一般反时限曲线。

在保护器上，三种曲线的的使用在控制字中选择：一般/非常/极强 中的一种设置。

1.1.3. 电压保护

电压保护包括母线过电压和失压保护。

1) 过电压保护

过电压保护采用线电压判别方式。设置过电压保护的目的主要是为了防止用电设备长期处于严重过电压的状态下运行，以免损坏用电设备。过电压保护投入后电压超过设定值且超过延时时间保护跳闸。过电压保护一定要设定延时，以免电压瞬间波动引起不必要的跳闸。如果过电压保护要投跳闸，不是所有设备的保护都投跳闸，而是仅仅对允许过电压要求苛刻的设备才投跳闸。

在保护器上，过电压保护在定值修改下控制字中选择：过压保护 投入或退出。

2) 欠压保护

欠压保护也称低电压保护，它应在母线真正失\欠压时可靠动作。CMZB-1的欠电压保护采用线电压判别方式。按煤矿供电运行规程要求，带有负荷的回路的失压保护应该投跳闸，而电源线路的失\欠压保护可以不投跳闸。欠压保护一定要整定延时时间。

欠压保护的电压定值一般按躲过门口短路时的母线电压值整定，一般取额定值的0.5~0.6倍。失压保护的延时时间一般按躲开正常运行时的电压波动持续时间整定。一般取0.5秒。

动作时间

(S) I/I p 过载电流

一般进线不设失\欠压保护。

在保护器上，欠压保护投入在定值修改下控制字中选择：欠压保护投入或退出。

需要注意的是，高保开关上都配了失压脱扣，在电压波动时容易造成误动。如果井下电网电压时常发生波动且造成失压误动的话，在开关改造时，可考虑将失压脱扣线圈去掉，而采用CMZB-1保护器中的失压保护。

1.1.4. 零序保护

零序保护包括零序过压保护和零序电流保护。零序保护也称漏电保护。

1)零序过压保护

零序过压保护主要用于在单线接地时或叫漏电发生时，发出告警。零序过压保护一定要设定1~10秒的延时，以保证零序过压告警的可靠性。零序过压一般不投跳闸只告警，以免在发生单相接地时，所有开关全部跳闸，造成不必要的大面积停电。

在保护器上，零序过压保护在定值修改下控制字中选择：漏电保护投入或退出。

2)零序过流保护

CMZB-1保护器中配置了零序过流保护，并且可以带方向。

其两段保护主要是为了实现先告警后跳闸。漏（电）告（警）电流可以用很小的定值用于告警，漏（电）保（护）电流可以设以较大的定值，并且设置投跳闸。漏（电）保（护）电流按躲过最大不平衡电流整定，一般整定为最大不平衡电流的1.2倍。如果三相对称性很好，几乎不存在不平衡电流，则按躲过本线路本身的容性电流整定，一般整定为0.5~1.0A之间。另外，零序过流保护可以投方向。接地线路的零序电流由线路流向母线，而非接地线路的零序电流则由母线流向线路，故用零序方向可以有效区分接地线路和非接地线路。

零序过流保护一定要投延时，以避免瞬时接地或瞬时三相不平衡时，造成零序保护误动。

零序过流保护投功率方向时，按漏电试验按钮将不会动作。

一般进线不设零序过流保护。

该保护信号未复归将闭锁合闸。

1.1.5. 电缆绝缘监视

在双屏蔽电缆屏蔽芯线与屏蔽地线之间装一个1K的电阻R， CMZB-1测量该电阻值Rd，当Rd>2.5K时，为绝缘开路，当Rd<0.8K时，为绝缘短路。当绝缘出问题时，可以投跳闸。

在保护器上，绝缘监视跳闸在定值修改下控制字中选择：绝缘监视投入或退出。

1.1.6. 风电闭锁、瓦斯闭锁

风电闭锁、瓦斯闭锁是外部接入保护器的常开/常闭空接点，CMZB-1保护器可以设定信号类型，并可以经延时去抖控制跳闸。延时时间范围为0.1~20秒。保护器X13/X14引线至

外部接点对本开关机壳可对保护进行分闸闭锁控制。

在保护器上，风（电）瓦闭锁信号投入在定值修改下控制字中选择：风瓦保护投入或退出。

1.2. 保护定值整定分析

该定值设定分析主要针对煤矿井下电网的实际运行情况进行。

1.2.1. 联络线过流保护

联络线保护，定值配置要满足上下级配合的要求，以避免越级跳闸。对过流保护而言，定值配合有两方面的内容，一个是电流定值的配合，另一个是上下级的时间级差的配合，既保证了保护的灵敏性又保证了保护的选择性。

电流定值配合关系图如下图所示：

从上图可以看出，由于煤矿高压线路较短，线路末端短路与出口短路产生的短路电流几乎相同，故靠电流定值配合保证不了保护的选择性而发生越级跳闸。

井下电网保护上下级配合，只能靠时间级差进行配合来保证保护的选择性。

末端线路短路保护采用0”速断，而其上级则增加一个时间级差△t：

△t = K *（保护判断时间+ 保护出口时间+ 开关固有分闸时间）；

K为可靠系数，一般取1.2；

对于zbt-11高开综合保护器来说，保护判断时间与保护出口时间总共不大于35ms，现有的高保开关，固有分闸时间典型值为80ms，最大不超过120ms，则：

△t = 1.2 * (35 + 120) = 186ms；

故取△t = 180ms。这样就有了如下时间配合关系：

7#开关定值配置：速断保护和过载保护即过流I段和过流III段。速断保护定值按躲开最大冲击电流整定，如果是电动机负荷，则按电动机启动电流的1.5整定，

或一般整定为20~30A。过流III段作为过负荷保护，一般按所带设备允

许的最大负荷的1.2倍整定，其延时时间，按所带设备允许过负荷时间

整定。

5#、6#开关定值配置：不设置速断保护，只设置过流II段保护。过流定值按躲开母线上的最大冲击电流整定，一般整定为20~30A。延时时间整定为180ms。

3#、4#开关定值配置：不设置速断保护，只设置过流II段保护。过流定值按躲开母线上的最大冲击电流整定，一般整定为20~30A。延时时间整定为360ms。

1#、2#开关定值配置：不设置速断保护，只设置过流II段保护。过流定值按躲开母线上的最大冲击电流整定，一般整定为20~30A。延时时间整定为540ms。

1#、2#、3#、4#、5#、6#开关的电流定值可以相同。

要保证保护配合的选择性，地面要能给出0.4~0.6秒的时间。

1.2.2. 大型电机过流保护

大型电动机过流保护配置短路保护和过载保护。

短路保护采用速断保护即过流I段保护，其定值按电动机启动电流的1.5整定，或一般整定为20~30A。

过载保护有两种方案：采用反时限过流保护或采用过流II段和过流III段来模拟反时限

特性实现过载保护。

反时限过流保护：按电动机出厂提供的反时限特性曲线整定，找出三类曲线中与出厂特性曲线相近的曲线，得到相应的时间常数Tp。一般采用时间常数为1的特性曲线。定值中的启动电流值取容量最大的那台电动机的额定电流。

采用过流II段和过流III段来模拟反时限特性实现过载保护，也应知道电动机的反时限特性，过流II电流定值大，时间小；过流III电流定值小，时间长，但都应在特性曲线附近的动作区。

1.2.3. 馈线过流保护

馈线的过流保护配置短路保护和过负荷保护。

短路保护采用速断保护即过流I段，过负荷保护采用过流III段。

过流I段定值按躲开最大冲击电流整定，如果是电动机负荷，则按电动机启动电流的1.5整定，或一般整定为20~30A。

过流III段定值按所带设备允许的最大负荷的1.2倍整定，其延时时间，按所带设备允许过负荷时间整定。

1.3. 保护整定时的注意事项

1)过电压和零序过压一般不投跳闸，只发告警信号。因为一旦出现过电压或零序过电压，

整个系统都将感受到过压，如果保护投跳闸，将造成大面积停电。

2)失压保护的失压延时，一般以躲过电压波动持续时间为宜，所以，一般设为0.5秒。

CMZB-1井下保护可以判定母线真正失压和电压波动，CMZB-1只有在真正母线没电时，失压保护才动作跳闸，一般0.5秒足够判定出是否是母线失压。

用定时限来实现电动机的保护时，一定要考虑电动机的启动特性，以免在启动过程中发生误

动。