基于ETAP软件的反时限定值分析

王新宪，张志刚，王立新，杜文亮，张建信，万永涛

（1.中国石油工程建设有限公司华北分公司，河北 任丘062552；2.华北油田电力分公司，河北 任丘062552）

反时限保护特性与电机等负载的故障特性相似，反时限保护动作时间与故障电流的大小相关，电流越大动作时间越短，反之故障电流小，动作时间则长，区内平均动作时间减小，保护选择性上优于阶梯形折线的定时限保护。

但各种反时限曲线形状、陡度不直观，在保护定值整定计算、现场调试时容易出现一些问题。

本文结合某高压电机起动时发生过流保护跳闸案例，通过定值校核，采用发输电、供配电系统设计、模拟、运行的分析平台——ETAP软件进行定值配合检查，找到了问题根源。

1 故障概况

某6 kV 450 kW 高压电机，继电保护装置为某公司REF542plus[1]产品。

电机在电气调试工作完成后，进行电机送电启动时，高压柜断路器跳闸，保护装置显示过流保护动作。

对有关一次、二次设备检查、试验，没有发现问题，进一步对保护定值分析。

核对保护定值通知单与REF542plus 装置整定值，电机设置了速断、过流反时限、低电压等保护，其中反时限曲线类型定值通知单要求为长延时反时限，装置实际设置为一般反时限，按照DL/T 584—2017《3 kV～110 kV 电网继电保护装置运行整定规程》进行保护定值校核。

2 定值核算过程

电机电流保护为速断和反时限过流，主要考虑定时限过电流保护的动作时限是固定的，不能随着故障电流做出自适应调整，但是反时限过流保护当故障电流较小时反而延长了动作时间，所以采用速断和反时限过流保护相结合，速断为主保护，反时限过流作后备保护，比采用速断和过流均为定时限保护性能优越。

相关定值核算过程[2]：

速断电流定值：按躲过电机最大启动电流整定。

式中：Krel为可靠系数，取值为1.5；Kst为电机启动电流与额定电流倍数取值为7；Ie为电机额定电流，52.2 A；nTA为电流互感器变比，75/1。

速断时间定值为0 s。

速断灵敏度校验：按电机接线口最小两相短路条件校验。

REF542plus 保护装置内置4 种反时限曲线：一般反时限、极反时限、甚反时限、长延时反时限，综合考虑各种情况，选择长延时反时限。

根据相关资料，IEC长延时反时限公式为：

式中：t为动作时间；TMS为时间调节因子；I为故障电流；Ip2为反时限动作电流。

动作电流定值：按躲过正常运行时电机最大负荷电流整定。

式中：Krel为可靠系数，1.2；Ie为电机额定电流，52.2 A。

时间调节因子：按躲过电机的启动时间7 s 整定。

3 ETAP保护调试

将上述数据输入ETAP软件进行定值配合检查，ETAP软件在国内外电气领域应用很广泛，可以进行短路计算、电机启动分析、继电保护配合等工作，功能很强大。

ETAP检查结果如图1所示，可见定值计算和反时限曲线选择没有问题。

图1 长延时反时限曲线

再把长延时反时限改为一般反时限，用ETAP检查结果如图2 所示，可见反时限曲线和电机起动电流曲线交叉，起动时跳闸是必然的。

根源找到了，现场调试人员将REF542plus反时限类型由一般反时限改为长延时反时限，电机送电起动成功。

图2 一般反时限曲线

4 结束语

本次故障可见，同样数值的动作电流和时间调整因子，不同反时限类型保护曲线差别很大，不论是继电保护定值整定计算人员还是现场调试人员，都必须引起高度重视。