斷路器失靈保護(hù)及其相關(guān)問(wèn)題分析

吳淮

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重要組成部分。在電網(wǎng)投入使用的過(guò)程中還應(yīng)該要加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)的維護(hù)管理，確保電網(wǎng)的運(yùn)行效率。斷路器失靈保護(hù)作為變壓器、斷路器重要的繼電保護(hù)，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行意義重大。文章對(duì)斷路器失靈保護(hù)的相關(guān)問(wèn)題和斷路器失靈保護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和探討。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)管理；斷路器失靈保護(hù)；策略

中圖分類(lèi)號(hào)：TM561 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）33-0127-02

當(dāng)前我國(guó)的電網(wǎng)建設(shè)水平不斷提升，輸電線路的覆蓋網(wǎng)絡(luò)也越來(lái)越廣泛，電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的一個(gè)重要基礎(chǔ)就是安全、穩(wěn)定，在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，必須要積極加強(qiáng)對(duì)各種電路的檢測(cè)，加強(qiáng)自動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)，從而使得電網(wǎng)在遇到各種突發(fā)狀況時(shí)能夠?qū)ο嚓P(guān)問(wèn)題進(jìn)行解決，防止對(duì)輸電線路帶來(lái)嚴(yán)重影響。斷路器失靈保護(hù)作為變壓器、斷路器重要的繼電保護(hù)，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行意義重大，這也是電網(wǎng)管理人員應(yīng)該要了解和掌握的一種繼電保護(hù)措施，電網(wǎng)運(yùn)行管理維護(hù)人員應(yīng)該要了解失靈保護(hù)的動(dòng)作原理、動(dòng)作過(guò)程，從而在出現(xiàn)電路故障時(shí)及時(shí)采取相應(yīng)措施對(duì)故障進(jìn)行控制，防止故障擴(kuò)大。

1 斷路器失靈保護(hù)定義

1.1 斷路器失靈保護(hù)定義

斷路器失靈保護(hù)是一種故障及時(shí)處理手段，當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，電氣設(shè)備的繼電保護(hù)裝置被啟動(dòng)，會(huì)發(fā)出相應(yīng)的跳閘命令，但是此時(shí)斷路器出現(xiàn)拒動(dòng)，針對(duì)這種情況，可以利用故障電氣設(shè)備的保護(hù)動(dòng)作信息與拒動(dòng)斷路器的電流信息對(duì)斷路器的失靈情況進(jìn)行分析，并且能夠在較短的時(shí)間范圍內(nèi)對(duì)其他相關(guān)的斷路器進(jìn)行切除，從而使得電路故障范圍不斷縮小，保證整個(gè)電路網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行，并且對(duì)變壓器、發(fā)電機(jī)等裝置進(jìn)行保護(hù)，防止出現(xiàn)嚴(yán)重的燒毀和電網(wǎng)崩潰事故。

1.2 斷路器失靈保護(hù)原理

斷路器失靈拒動(dòng)是在電網(wǎng)本身已經(jīng)出現(xiàn)故障的情況下由于斷路器失靈引起的雙重故障，為了防止斷路器失靈對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性帶來(lái)的影響，則必須要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行斷路器失靈保護(hù)。

失靈保護(hù)的組成包括幾個(gè)重要部分，第一是電壓閉鎖元件，第二是保護(hù)動(dòng)作與電流判別構(gòu)成的啟動(dòng)回路，第三是時(shí)間元件及跳閘出口回路。其中啟動(dòng)回路是整個(gè)保護(hù)電路正確運(yùn)行的關(guān)鍵之一，必須要安全可靠，應(yīng)該要實(shí)現(xiàn)雙重判別，防止單一地對(duì)某種情況進(jìn)行分析來(lái)判斷斷路器的失靈情況，也可以防止由于保護(hù)觸點(diǎn)卡澀不返回或誤碰、誤通電等造成的誤啟動(dòng)。啟動(dòng)回路中包括啟動(dòng)元件和判別元件，啟動(dòng)元件一般都會(huì)利用斷路器的自動(dòng)跳閘出口出口回路本身，可以直接利用瞬時(shí)返回的出口跳閘繼電器觸點(diǎn)，當(dāng)觸點(diǎn)動(dòng)作不復(fù)歸時(shí)，則可以說(shuō)明斷路器失靈。判別元件則主要是對(duì)故障是否消除進(jìn)行鑒別和檢測(cè)，當(dāng)前很多電氣設(shè)備都采用對(duì)線路和變壓器進(jìn)行檢測(cè)的方式進(jìn)行故障判別，當(dāng)電氣設(shè)備啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作之后，在電路回路中依舊還有一些電流，則說(shuō)明故障還沒(méi)有完全消除，如果經(jīng)過(guò)檢測(cè)徹底沒(méi)有點(diǎn)流存在，則可以說(shuō)明電路故障已經(jīng)完全消除。其中啟動(dòng)元件和判別元件構(gòu)成“與”的邏輯關(guān)系。

2 斷路器失靈保護(hù)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

斷路器失靈保護(hù)是對(duì)電氣元件的斷路器失靈故障進(jìn)行及時(shí)處理的重要環(huán)節(jié)，在失靈保護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中還存在一些問(wèn)題，這些問(wèn)題對(duì)失靈保護(hù)效率和速度會(huì)帶來(lái)較大影響。

2.1 失靈啟動(dòng)回路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤

在電氣設(shè)備中一般都有用于啟動(dòng)失靈保護(hù)的三相電流檢測(cè)繼電器，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，三相電流檢測(cè)繼電器與保護(hù)跳閘信號(hào)串聯(lián)啟動(dòng)失靈保護(hù)的時(shí)間繼電器，然后再啟動(dòng)失靈跳閘出口繼電器，就可以構(gòu)成完善的失靈保護(hù)系統(tǒng)，但是有的電路失靈啟動(dòng)回路設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)了相應(yīng)問(wèn)題，比如有的斷路器失靈保護(hù)系統(tǒng)中設(shè)置了獨(dú)立的失靈電流檢測(cè)繼電器50BF，但是將三相電流檢測(cè)繼電器和零序電流繼電器當(dāng)成是三相過(guò)電流保護(hù)和零序保護(hù)，導(dǎo)致失靈保護(hù)啟動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)延時(shí)、保護(hù)不當(dāng)?shù)葐?wèn)題。

2.2 失靈重跳使線路重合閘功能失效

在電路保護(hù)過(guò)程中，為了防止二次回路不正常造成斷路器不跳閘而誤啟動(dòng)失靈保護(hù)，在很多電器元件的失靈保護(hù)中都設(shè)有重跳繼電器50BF-RT。當(dāng)失靈電流檢測(cè)繼電器收到觸動(dòng)發(fā)生動(dòng)作之后，就會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)的重跳繼電器，進(jìn)而啟動(dòng)線路斷路器另一組跳閘回路，使得斷路器重新動(dòng)作一次，如果斷路器跳開(kāi)但是回路中沒(méi)有電流，則可以讓失靈電流檢測(cè)繼電器復(fù)歸，失靈時(shí)間繼電器62BF也返回不計(jì)時(shí)，最終導(dǎo)致失靈保護(hù)無(wú)相應(yīng)動(dòng)作。

另外一種情況是，當(dāng)線路發(fā)生單相瞬時(shí)故障時(shí)，故障相保護(hù)動(dòng)作跳單相，重合閘裝置動(dòng)作導(dǎo)致斷路器重合，也會(huì)導(dǎo)致線路重合閘裝置不起作用。

2.3 斷路器手動(dòng)跳閘回路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤

線路斷路器失靈保護(hù)控制回路圖，如圖1所示。

如圖1所示，加入對(duì)斷路器失靈保護(hù)進(jìn)行改造，去掉電路保護(hù)中的三相電流檢測(cè)繼電器和零序電流繼電器接點(diǎn)，將其改變成為永跳繼電器和三跳繼電器接點(diǎn)。則可以得到斷路器手動(dòng)跳閘回路，如圖2所示。

手動(dòng)跳閘接點(diǎn)52CS一方面可以啟動(dòng)啟動(dòng)跳閘線圈TC跳斷路器，另外還可以啟動(dòng)TJR和TJQ。當(dāng)TJR和TJQ動(dòng)作后，就可以重啟失靈重跳繼電器和失靈時(shí)間繼電器。但是需要注意的是，當(dāng)線路斷路器停止操作的時(shí)候，如果手動(dòng)斷開(kāi)了斷路器，則電流檢測(cè)器就不會(huì)啟動(dòng)，也不會(huì)啟動(dòng)失靈跳閘出口繼電器，但是相應(yīng)的失靈重跳繼電器和失靈時(shí)間繼電器會(huì)啟動(dòng)，并且進(jìn)行報(bào)警，很容易導(dǎo)致電路維護(hù)人員對(duì)各種故障進(jìn)行誤判斷，還有可能會(huì)降低失靈保護(hù)的可靠性。

3 斷路器對(duì)失靈保護(hù)的改造

3.1 對(duì)失靈啟動(dòng)回路的修改

很多公司在設(shè)計(jì)斷路器失靈保護(hù)裝置時(shí)，一般都會(huì)將三相電流檢測(cè)繼電器分別當(dāng)成是線路過(guò)電流保護(hù)，但其實(shí)三相電流檢測(cè)繼電器與失靈保護(hù)回路中的電流檢測(cè)繼電器發(fā)揮的作用是相同的，都是為了檢測(cè)線路中是否還存在電流，是電流判斷元件，通過(guò)對(duì)電流的判斷來(lái)對(duì)線路中的故障進(jìn)行檢測(cè)和解決。因此可以對(duì)三相電流檢測(cè)繼電器的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，比如上圖一種的失靈保護(hù)設(shè)計(jì)，就去掉了三相電流檢測(cè)繼電器的接點(diǎn)，并且還增加了線路保護(hù)的永跳繼電器TJR和三跳繼電器TJQ接點(diǎn)。而檢測(cè)電路中電流情況的功能則由電流檢測(cè)繼電器來(lái)完成。

3.2 對(duì)失靈重跳回路的修改

當(dāng)電路出現(xiàn)故障時(shí)，線路保護(hù)動(dòng)作分別啟動(dòng)失靈保護(hù)的電流檢測(cè)器，如果是單相故障，則線路保護(hù)中只啟動(dòng)故障相失靈保護(hù)的電流檢測(cè)器，沒(méi)有出現(xiàn)故障的電流檢測(cè)器不會(huì)被啟動(dòng)。對(duì)失靈重跳回路進(jìn)行修改之后可以得到的線路，如圖3所示。

在這個(gè)回路中，可以將失靈重跳繼電器接點(diǎn)與失靈保護(hù)的每一個(gè)電流檢測(cè)器接點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，從而對(duì)失靈斷路器進(jìn)行啟動(dòng)，使其發(fā)生重跳。同理，如果線路中只有單相故障，則只重跳故障相斷路器，對(duì)于沒(méi)有出現(xiàn)故障的斷路器而言，不會(huì)出現(xiàn)跳閘情況，因此可以保證電網(wǎng)線路中斷路器的重合閘功能正常。

3.3 斷路器手動(dòng)跳閘回路修改

對(duì)于斷路器手動(dòng)跳閘回路的修改，只需要確保電路的斷路器手動(dòng)跳閘接點(diǎn)啟動(dòng)跳閘線圈TC跳開(kāi)斷路器就可以實(shí)現(xiàn)失靈保護(hù)，而不必啟動(dòng)線路保護(hù)的永跳繼電器TJR和三跳繼電器TJQ。因此，在修改的時(shí)候，可以將手動(dòng)跳閘回路中的接點(diǎn)52CS啟動(dòng)TJR和TJQ的接線去掉，然后手動(dòng)操作的時(shí)候不啟動(dòng)TJR和TJQ，就可以有效地避免出現(xiàn)斷路器的失靈保護(hù)誤啟動(dòng)。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，斷路器失靈是線路出現(xiàn)故障時(shí)的另一個(gè)故障，加重了電路的故障程度，在電氣元件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該要對(duì)斷路器失靈問(wèn)題進(jìn)行解決，加強(qiáng)斷路器失靈設(shè)計(jì)，尤其是要對(duì)于斷路器失靈的常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析和解決，比如電流檢測(cè)元件重復(fù)設(shè)計(jì)、誤將電流檢測(cè)信號(hào)當(dāng)作過(guò)流保護(hù)等問(wèn)題，都可以通過(guò)斷路器失靈保護(hù)線路的改進(jìn)來(lái)解決。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊玉坤.斷路器失靈保護(hù)及其相關(guān)問(wèn)題的分析[J].電工電氣，2010（06）.

[2] 阮德俊，李俊峰，鄧衛(wèi)民.斷路器失靈保護(hù)及其存在的有關(guān)問(wèn)題的分析 [J].中國(guó)科技財(cái)富，2012（10）

[3] 宋友文.線路斷路器失靈保護(hù)幾個(gè)問(wèn)題的探討[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控 制，2008（36）.