目錄： 一、概述 1、現有的反時限特性曲線的數學模型 2、標準反時限SIT 3、非常反時限VIT或LTI 4、超反時限UIT 5、極端反時限EIT 6、熱過載（無存儲）反時限 7、熱過載（有存儲）反時限 二、各種反時限介紹 三、反時限的實現 1、基于硬件電路實現 1）反時限過流保護定時電路的原理講解? ?2）反時限過流保護定時電路的工作過程 2、基于固件的實現 1）直接數據存儲法? ?2）曲線擬合法 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一、概述 反時限過電流保護在原理上和很多負載的故障特性相接近，因此保護特性更為優越。反時限電流保護在國外應用較為廣泛，尤其在英、美國家應用更為廣泛。實際上，許多工業用戶要求保護為反時限特性，而且對于不同的用戶（負荷），所需的反時限特性并不相同。反時限在控制器里一般做在三段電流保護的第段，如下圖。

---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 二、各種反時限介紹 1、現有的反時限特性曲線的數學模型 目前，國內外常用的反時限保護的通用數學模型的基本形式為：?

動作時間t是輸入電流I的函數 式中，I——故障電流(值越大，時間越短)； ? ? ? ? ?Ip——保護啟動電流(設定值)； ? ? ? ? ? r——常數，取值通常在0-2之間（也有大于2的情況）； ? ? ? ? ? k——常數，其量綱為時間。

微機綜保電流設定值2A，實際瞬間電流值達到6A，對應I/Ib=6A/2A=3，標準反時限時間6.3S。 ---------------------------------------------------- 2、標準反時限SIT 按照IEC標準：當r<1時，稱為一般反時限特性。?

其中，上式稱為標準反時限特性。tp為反時限過流保護時間常數整定值。? ---------------------------------------------------- 3、非常反時限VIT或LTI 當r=1時，稱為大反時限（甚反時限）特性

其中，上式稱為非常反時限特性。? ---------------------------------------------------- 4、超反時限UIT 當1時，稱為超反時限特性

其中，上式稱為超反時限特性。? 一般反時限特性、非常反時限特性、超反時限特性是目前國際上廣泛應用的三種反時限特性。 ---------------------------------------------------- 5、極端反時限EIT 當r>2時，稱為極端反時限特性

---------------------------------------------------- 對于不同的r值，代表不同的應用場合，與不同的被保護設備特性相對應。 例如： r＝1，常用于被保護線路首末端短路故障電流變化較大的場合。 r＝2，常用于反映過熱狀況的保護。（電動機、發電機轉子、變壓器、電纜、架空線等）（因為發熱與電流的平方成正比） 這兩種是國內最常用的兩種反時限特性曲線。 r>2，雖然較少，但有時也被采用。 如熔絲便是一個具有極端反時限特性的保護（r＝3.5）。對于保護汞整流器的保護其反時限特性要用到r=8。 考慮到實際上被保護設備的故障電流隨時都有可能變化，直接應用上述的反時限公式可能得不到正確的結果，可采用如下的電流的積分形式：

IEEE推薦五條反時限特性曲線作為動作特性曲線，除了上述標準反時限SIT、非常反時限VIT或LTI、超反時限UIT三條外，還有兩條： ---------------------------------------------------- 6、熱過載（無存儲）反時限

忽略了被保護對象故障前的發熱。 ---------------------------------------------------- 7、熱過載（有存儲）反時限

上式更加合理。 前三式主要用于線路保護，后二式主要用于諸如電動機等元件的熱過載保護。? ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 三、反時限的實現 1、基于硬件電路實現 1）反時限過流保護定時電路的原理講解 當用一恒流電流I對一電容C充電時，電容充電電壓可用下式表示：

--------------- 當電容的大小和充電的目標電壓Vco給定時，C*Vco為一常數，則Δt與I成反比。

電容恒流充電時電流大小與充電到目標電壓所需時間的關系 ---------------

反時限過流保護電原理圖 ---------------

公式推算 --------------------------- 2）反時限過流保護定時電路的工作過程 電器工作電流Ii與額定電流I0進行比較，當Ii>I0時，比較器輸出高電平；當i小于Ic時，比較器輸出低電平。見下圖。 比較器輸出的高電平，斷開電容器C的旁路開關K，開始對電容充電，Vc線性升高；當比較器為低電平時，開關閉合，電容C放電。 電容電壓Vc與充電目標電壓Vc0進行比較，當Vc≥Vc0時，啟動過流保護裝置。

電流電壓比較輸出波形圖 可用于生產的反時限電路見我的百度云盤“基于模擬電路反時限過流保護裝置”，此電路有Proteus仿真，見同一文件夾。 ---------------------------------------------------- 2、基于固件的實現 微機反時限過電流保護的算法實現，對于基本的反時限數學模型：

當r＝1時，微處理器實現相當容易。（只用1個除法運算、1個減法、1個除法） 當r＝2時，微處理器實現也容易。（只用1個除法運算、1個乘法運算、1個減法、1個除法） 當r為任意實數時，比如標準反時限對應的r=0.02時，如何實現？ 進一步，有些情況下，要允許用戶根據實際情況配置反時限特性時（即r、k可調），應該如何實現？ 國內外研究人員做了大量的工作，提出了很多種方法，綜合這些方法，處理反時限特性曲線的算法可以歸納為兩類： 1）直接數據存儲法 指預先在微機存儲器中存儲一張反映時間—電流特性曲線的數據表，然后根據計算出的電流值來查表獲得對應的時間。

曲線的斜率如果比較小，存儲器內相鄰數據間的間隔可以取得比較大；相反，如果斜率比較大，間隔就必須取得較小。間隔的大小和所采用的內差法應該根據不同的擬合對象來決定。 如果要時限對多條曲線的擬合，就需要存儲大量的反映不同特性的數據。 特點： 獲取動作時間簡單且精度高，尤其適合于固有特性曲線和整定值比較少（這樣存儲的數據量就少）的裝置。不適于處理多條曲線，或者為用戶提供任意特性曲線的場合。 --------------------------- 2）曲線擬合法 通過一個選配公式來近似擬合特性曲線，典型的是根據最小二乘法原理，利用二次多項式分段擬合特性曲線。

特點：擬合精度與分段多少、每一段的點數、怎么分段，還和選擇的觀測點的位置有關。 因此，要獲得比較滿意的精度，需要做的工作不少。特別是它需要事先知道需擬合的曲線，即知道r值合k值，實現任意r、k對應的曲線有一定的困難。 分段泰勒展開法（屬于曲線擬合），實現反時限特性，最主要的工作就是實現對下式的計算。

實現對于任意r值時對上式的計算。 我們知道，對電氣信號的采樣分為交流采樣和直流采樣，交流采樣優于直流采樣。目前，微機保護裝置一般采樣交流采樣來采樣電流信號，得到的是一組等間隔時間的電流信號。?

微機中實現開平方運算雖然有C函數庫，但是代碼長，速度慢，為了避免求取電流有效值時候的開平方運算，兩邊都取平方：

把上述冪指函數進行改寫：

對于任意的正實數R，可以寫成R＝M＋N，M為正實數，N為正小數，??

因此：

這個誤差在工程使用上也是偏大的。 從上式也可以看出，如果把a限制在一個小的范圍，就可以進一步減小相對誤差，提高計算精度。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的继电保护原理1.2-反时限过流保护的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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