广东科技 2008.12. 总第 202 期

速断保护动作值。
２．２ 高压电机的过负荷保护整定原则

过负荷保护动作电流整定：
定，即：

I

dz·j

=

K

k

K

jx

K

f

I

e

n

1d

（2）

式中：K

k

为可靠 系 数 ， 取 1.05~1.2；K

f

为 返 回 系 数 ，取

0.85

；I

e

为电机额定电流。动作时限：大于电机起动电流持续时

间，一般为 12~20s。

３ 小容量电力变压器的继电保护整定

３．１ 电力变压器电流速断整定原则

变压器应设电流速断保护，它与瓦斯保护配合，可快速切

除变压器高压侧及其内部的各种故障，构成变压器主保护。对
于末级变压器应用较多的是按躲过变压器空载投入时的励磁
涌流(取 4~5 倍的变压器额定电流)，即：

I

dz

=

（4~5）I

e

n

1d

（3）

式中：为变压器保护侧的额定电流。电流速断保护的灵敏

度，按保护安装处发生两相金属性短路时流过保护装置的最小
短路电流来校验，即保证变压器电源侧套管在其保护范围内，
规程要求其灵敏系数不小于 2。
３．２ 电力变压器过流保护整定原则

为防止外部短路引起的过流和作为变压器主保护的后备

保护，变压器高压侧一般应装设过流保护。过流保护确定原则：
为躲过变压器可能出现的最大负荷电流，应考虑电机启动或自
起动时所产生的最大负荷电流。按躲过最大负荷电流整定：

I

dz·j

=

K

k

K

jx

K

f

×K

zqd

×

I

e

n

1d

（4）

式中：K

k

为可靠系数，取 1.2~1.3；K

f

为返回系数，取 0.85；

K

zqd

为负荷自起动系数，取 1.2~1.5，但对整流变压器可以取 1；

I

e

为变压器额定电流。

４ 应用变频器后高压电机的继电保护整定

４．１ 应用变频器后高压电机的电流速断整定原则

电机的电流速断保护可以保护电机的相问短路故障，并用

电机出口的故障短路电流来校验。根据直流输电模型对逆变交
流侧的故障仿真，在整流侧的交流部分对故障有相同的反应波
形，但有毫秒级的延迟。变频器的存在对电机的短路故障是有
一定影响，理论上可以参考电机的继电保护整定，按躲过电机
的最大起动电流来整定，但是由于变频控制的作用，电机的冲
击电流不会很大，实际上保护出口的冲击电流主要是高压变频
器投入时移相变压器的空载合闸时的励磁冲击电流，故电流速
断保护的整定计算可以借用整流变压器的计算方法。但是由于
通常我们只知道电机的额定电流，所以考虑到变频器本身的一
定损耗，可以把电机的额定电流乘以系数来作为移相变压器的
额定电流，根据计算，通常取 1.05I

eM

来作为移相变压器的一次

额定电流来进行整定。

高压变频器中移相变压器的低压侧直接带功率单元，当变

压器低压侧出现短路时，高压变频器必然应停止工作。由此出
发，当变压器低压侧出现短路时，可以不考虑其选择性，直接将
移相变压器从高压系统中切除。因不考虑选择性，所以高压变
频器中移相变压器的速断整定值，按躲过移相变压器空投励磁
涌流就可以了。但式(3)中励磁涌流计算取 4~5 倍变压器额定

电流，而一般变压器最大励磁涌可达 6~8 倍变压器额定电流。
虽然功率单元中含有大容量电容，移相变压器带功率单元合闸
时，励磁涌流将比空载投入时小，且移相变压器采用的特殊结
构大大抑制了励磁涌流。某供排水厂供水车间高压变频器按躲
过 5 倍变压器额定电流整定，但在合闸时发生过 2 次电流速断
跳闸的情况下，但其最大次跳闸时电流不过 6.6 倍额定电流，
最后按 8 倍变压器额定电流整定后多次合闸均未发生合闸时
电流速断跳闸情况。按 8 倍额定值整定不仅能及时保护高压侧
及变压器内部各故障，还能延伸到变压器低压侧进行保护，同
时它并不与变频器装置的保护冲突，能及时地保护设备。

综上所述，应用高压变频器后电机的速断保护值应按下式

整定：

I

dz

=

8×1.05I

eM

n

1d

，t=0s

（5）

式中：I

eM

为电机额定电流。

灵敏度按一般变压器原理校验灵敏度。

４．２ 应用变频器后高压电机的过流保护整定原则

因为变频器的移相变压器低压侧只有连接线及功率单元，

很难按电力变压器整定原则中提到的方法整定。变频器的输入
电流基本上反映了电机上电流变化的情况，反映了正常运转电
机的负载变化，故可以参考电机的过电流继电保护算法，按躲
过保护安装处的最大负载电流来整定。同时由于变频器过载能
力很差，所以不能按照电机的启动时间来整定，同时对整个回
路的整定时间也没有什么上下级配合的问题，而应该只按照整
流变压器的过电流时间来整定，一般整定为 0.5s。由于现在的
继电保护装置广泛的采用了数字式综合保护，其返回系数也不
能 再 按 照 电 磁 式 继 电 器 的 0.8~0.85 来 考 虑 ， 而 应 该 按 照
0.85~ 0.95

来考虑。

综上所述，应用高压变频器后电机的过流保护值应按下式

整定：

I

dz·j

=

K

k

K

jx

K

f

×K

zqd

×

I

eM

n

1d

，t=0.5s

（6）

式中：K

k

为可靠 系 数 ， 取 1.05~1.2；K

f

为 返 回 系 数 ，取

0.85~ 0.95。

５ 结束语

由于高压电机应用变频器后继电保护的特殊性，使它与直

接起动高压电机继电保护整定方法有些区别；由于其位于电力
系统的末端，它的整定值大小对系统有较大影响。因此它不能
按照现有的一般方法进行整定，而根据变频器的构成原理和电
机的保护特性，按照本文的电流速断和过流保护的计算方法，
可最大限度地减少故障损失，使之达到理想效果。■

参考文献

[1]

韩安荣.通用变频器及其应用(第二版).机械工业出版社.2002.

[2]

电力装置继电保护和自动装置设计规范.DL/T623- 1997.

[3]

崔家佩，孟庆炎，等.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算.中

国电力出版社，2003.
[4]

许正亚.变压器及中低压网络数字式保护.中国水利水电出版社 2004.

[5]Vijay.K.Sood

，徐政译.高压直流输电与柔性交流输电装置一静止换

流器在电力系统中的应用．机械工艺出版社.
[6]

张天国.高压变频器中移相变压器的继电保护整定.电工技术，2005

(12).

（作者单位：广州市自来水公司）

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