斷路器失靈保護(hù)的探討

摘#8195;要 本文對斷路器失靈保護(hù)進(jìn)行了探討，并對其提出了改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞 斷路器；失靈保護(hù)；原因；分析

中圖分類號 TM 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)012-0111-01

1 失靈保護(hù)的基本構(gòu)成及作用

失靈保護(hù)由電壓閉鎖元件、保護(hù)動作與電流判別構(gòu)成的啟動回路、時間元件及跳閘出口回路組成。啟動回路是保證整套保護(hù)正確工作的關(guān)鍵之一，必須安全可靠，應(yīng)實(shí)現(xiàn)雙重判別，防止單一條件判斷斷路器失靈，以及因保護(hù)觸點(diǎn)卡澀不返回或誤碰、誤通電等造成的誤啟動。啟動回路包括啟動元件和判別元件，2個元件構(gòu)成“與”邏輯。

啟動元件通常利用斷路器自動跳閘出口回路本身，可直接用瞬時返回的出口跳閘繼電器觸點(diǎn)，也可與出口跳閘繼電器并聯(lián)的、瞬時返回的輔助中間繼電器觸點(diǎn)，觸點(diǎn)動作不復(fù)歸表示斷路器失靈。判別元件以不同的方式鑒別故障確未消除?，F(xiàn)有運(yùn)行設(shè)備采用相電流（線路）、零序電流(變壓器)的“有流”判別方式。保護(hù)動作后，回路中仍有電流，說明故障確未消除。時間元件是斷路器失靈保護(hù)的中間環(huán)節(jié)，為了防止單一時間元件故障造成失靈保護(hù)誤動，時間元件應(yīng)與啟動回路構(gòu)成“與”邏輯后，再啟動出白繼電器。失靈保護(hù)的電壓閉鎖一般由母線低電壓、負(fù)序電壓和零序電壓繼電器構(gòu)成。當(dāng)失靈保護(hù)與母差保護(hù)共用出口跳閘回路時，它們也共用電壓閉鎖元件。

2 對失靈保護(hù)的要求

1）某斷路器的保護(hù)確已啟動而不返回。2）判斷該斷路器確實(shí)未被斷開。3）增加故障判別元件，斷同時，為了提高可靠性，判別元件的接點(diǎn)應(yīng)接于出口跳閘回路中，并采取“一對一”的接線方式，即每一跳閘回路串有一對判別元件觸點(diǎn)，避免一對判別元件觸點(diǎn)控制幾個跳閘回路。4）失靈保護(hù)動作后應(yīng)閉鎖重合閘，避免再重合于故障。

3 斷路器失靈保護(hù)應(yīng)注意的問題

1）后備保護(hù)不能直接啟動失靈保護(hù)。將發(fā)電機(jī)反時限對稱過負(fù)荷保護(hù)、反時限不對稱過負(fù)荷保護(hù)、過激磁保護(hù)設(shè)計成出口啟動失靈，這是不合適的，是原理上的錯誤。“程序跳閘”的概念是，保護(hù)動作出口時先關(guān)汽輪機(jī)主汽門，待發(fā)電機(jī)發(fā)生逆功率并達(dá)到逆功率定值且主汽門關(guān)閉接點(diǎn)閉合，通過程序逆功率保護(hù)完成解列滅磁。汽輪機(jī)主汽門關(guān)閉和發(fā)電機(jī)發(fā)生逆功率是一個復(fù)雜的物理過程，一般超過1s。而失靈保護(hù)動作時間一般整定0.3 s跳母聯(lián)。0.5 s跳主斷路器。2）非電量保護(hù)作為斷路器失靈保護(hù)的啟動量不合適。主變重瓦斯、壓力釋放、發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)出口不應(yīng)啟動失靈保護(hù)。因?yàn)榉请娏勘Ｗo(hù)接點(diǎn)動作和返回時間均較慢，啟動失靈保護(hù)可靠性差；非電量保護(hù)動作時，有時電流不會快速增加很多，達(dá)不到失靈啟動電流值，此時失靈保護(hù)不會啟動。發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)出口設(shè)計為啟動失靈保護(hù)的建議取消。3）輔助保護(hù)不應(yīng)啟動失靈保護(hù)。如主變冷卻器全停保護(hù)作為主變壓器的輔助保護(hù)，該保護(hù)一旦動作解列滅磁，在短時間內(nèi)保護(hù)接點(diǎn)不會返回，必須人為恢復(fù)冷卻器工作或備用電源后，保護(hù)接點(diǎn)才能返回，易引起保護(hù)誤動。因此，此類保護(hù)不要啟動失靈。有些電廠設(shè)計為啟動失靈保護(hù)，建議改正。

4 主要問題和改進(jìn)措施

4.1 線路失靈保護(hù)的問題

常規(guī)的斷路器失靈保護(hù)都是采用能夠快速復(fù)歸的相電流元件作為斷路器未斷開的判別元件，該判別元件繼電器的觸點(diǎn)與保護(hù)觸點(diǎn)配合分別構(gòu)成單相跳閘和三相跳閘啟動失靈回路，加裝判別元件就是為了防止保護(hù)出口觸點(diǎn)卡住不返回，或者誤碰、誤通電等情況時造成開關(guān)失靈保護(hù)誤啟動，進(jìn)而使失靈保護(hù)工作更安全可靠。但在實(shí)際整定過程中，由于要考慮系統(tǒng)運(yùn)行方式以及母聯(lián)開關(guān)跳開后線路末端故障時相電流元件仍應(yīng)有足夠的靈敏度，因此，其定值很難躲過正常運(yùn)行的負(fù)荷電流，這就導(dǎo)致在線路正常運(yùn)行時，電流判別元件一直處于動作狀態(tài)，因而，并沒有起到防止誤動的把關(guān)作用。

4.2 發(fā)變組、變壓器失靈保護(hù)解決措施

1）對220 KV發(fā)變組，可用“電流判別+保護(hù)出口+合閘位置繼電器常開觸點(diǎn)”相串聯(lián)構(gòu)成與門的方式解鎖。電流判別元件可采用零序電流和相電流方式（或門）構(gòu)成；保護(hù)出口為跳高壓側(cè)開關(guān)的出口。此外，還可在解鎖回路中加人壓板，以備在某種特殊情況下發(fā)變組高壓開關(guān)檢修時，斷開該解鎖回路。2）對于變壓器失靈保護(hù)，可用“電流判別十保護(hù)出口+復(fù)合電壓閉鎖觸點(diǎn)”相串聯(lián)構(gòu)成與門的方式解鎖。電流判別元件可采用零序電流和相電流并聯(lián)的方式（或門）構(gòu)成；保護(hù)出口為跳高壓側(cè)開關(guān)的出口；復(fù)合電壓閉鎖觸點(diǎn)應(yīng)為低壓側(cè)的復(fù)合電壓觸點(diǎn)，電壓觸點(diǎn)動作后應(yīng)延時返回。電壓閉鎖觸點(diǎn)中包括低壓側(cè)電壓，主要是防止低壓側(cè)故障時高壓側(cè)復(fù)合電壓元件沒有靈敏度而不能開放失靈保護(hù)；而延時返回主要是考慮如果變壓器差動保護(hù)動作低壓開關(guān)跳開后，低壓母線的電壓可能會立即恢復(fù)正常（例如變壓器低壓側(cè)有小電源或變壓器低壓側(cè)并列運(yùn)行），從而沒有起到開放閉鎖的作用。延時的時間應(yīng)保證即使是發(fā)生低壓側(cè)區(qū)內(nèi)故障，差動保護(hù)或低壓側(cè)后備保護(hù)能有足夠的時間啟動失靈保護(hù)跳開故障變壓器所在母線上的所有元件，即延時時間應(yīng)大于低壓側(cè)保護(hù)出口后跳低壓開關(guān)與跳蘭側(cè)開關(guān)的整定時間之差（一般0.3 s～0.5 s），加上失靈保護(hù)啟動后跳開故障變壓器母線上所有元件時間（一般為0.5 s），考慮留有一定的裕度，一般取0.3 s即可。采用上述方式保證了誤傳動時有電壓把關(guān)，而區(qū)外故障電壓開放時有“電流判別”和“保護(hù)出口”把關(guān)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是在高壓開關(guān)三相失靈時也能解鎖。此外，變壓器低壓開關(guān)檢修時，低壓母線可能失去電壓，此時解鎖回路中的電壓閉鎖將開放，因此，還可在解鎖回路中串人壓板，以備斷開該解鎖回路。

4.3 電流判別元件靈敏度低的分析

斷路器失靈保護(hù)的電流判別元件應(yīng)滿足在系統(tǒng)正常運(yùn)行及故障線路開關(guān)斷開后不動作，同時在線路末端發(fā)生各種故障時有足夠的靈敏度，這樣才能使電流判別元件起到出口把關(guān)的作用?？梢圆扇∫韵聝煞N方法：1）用電流突變量啟動元件對3個相電流元件從邏輯上進(jìn)行閉鎖。2）用電流突變量啟動元件控制失靈啟動電流繼電器動作的正電源。

當(dāng)斷路器失靈時，用于判別該斷路器失靈的電流判別元件必須可靠動作才能保證失靈保護(hù)動作出口。對于發(fā)電機(jī)、變壓器，當(dāng)發(fā)生內(nèi)部匝間短路故障時，盡管差動保護(hù)可以動作出口，但高壓側(cè)斷路器處的電流測量元件感受到的故障電流不太大，達(dá)不到斷路器失靈的“有流”電流判別元件動作值。這樣，就無法保證高壓側(cè)斷路器失靈時失靈保護(hù)正確動作。由于發(fā)電機(jī)、變壓器內(nèi)部匝間短路故障時，高壓側(cè)斷路器處的電流測量元件感受到的放障電流大小很不確定，與短路匝數(shù)的關(guān)系很大。因此，不太可能使“有流”判別方式的電流判別元件能靈敏地反應(yīng)這種故障并區(qū)別有故障與無故障。

5 結(jié)束語

斷路器拒動是電網(wǎng)故障情況下又疊加斷路器操作失靈的雙重故障，允許適當(dāng)降低其保護(hù)要求，但必須以最終能切除故障為原則。在現(xiàn)代高壓和超高壓電網(wǎng)中，斷路器失靈保護(hù)作為一種近后備保護(hù)方式得到了普遍采用。

參考文獻(xiàn)

[1]姚細(xì)芬.關(guān)于斷路器失靈保護(hù)的探討[J].廣東水利水電，2008，03.

[2]是晨光，陳曉強(qiáng)，胡建音.主變壓器220 kV斷路器失靈保護(hù)的探[J].電網(wǎng)技術(shù)，2006，S2.