線路斷路器失靈保護幾個問題的探討

【摘 要】對于高壓電網(wǎng)中的斷路器失靈問題相關(guān)研究，是與電網(wǎng)建設相終始的。在本文中，我對這一問題進行簡要的探討性敘述，指出其中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，對這些問題逐個分析，然后再給出相應的改進方案，但愿會對電網(wǎng)工作以一定的啟迪。

【關(guān)鍵詞】失靈啟動；失靈保護；線路保護；重合閘

電力系統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在今后的工作中有越來越緊密的聯(lián)系，其繼電保護的拒動與誤動一旦發(fā)生，也便會對電力系統(tǒng)造成更大的危害，計算機技術(shù)的廣泛應用讓原有的某些技術(shù)難題得到化解，但是，為了安全起見，為了讓系統(tǒng)在更為穩(wěn)定的環(huán)境下運行，我們同樣不能對工作掉以輕心，尤其是不能忽略變壓器和發(fā)變電組的啟動失靈、繼電保護拒動等問題的關(guān)注與研究。

一、關(guān)于線路斷路器的失靈保護中存在的不足

線路斷路器的失靈保護裝置是由啟動回路、跳閘出口回路、時間元件、電壓閉鎖元件、電流判別元件等組成。裝設電流判別元件的目的是為了防止保護出口的觸點誤碰、誤通，亦或是卡住不返回。而相應的規(guī)程中曾要求各判別元件動作時間與返回時間都應當小于20米每秒。其目的正是為了預防故障切除后，失靈保護沒有時間返回，而加大停電的范圍。啟用常規(guī)意義上的失靈保護裝置，斷路器未斷開判別元件一般都是由可以快速復歸的電流元件構(gòu)成?？墒窃趯嶋H操作過程里，因為要綜合考慮到整個系統(tǒng)的母聯(lián)開關(guān)跳開以后，其末端有故障發(fā)生時，相電流元件還有很強的靈敏度——整定規(guī)程上面的要求靈敏度系數(shù)是不小于1.3。此處系統(tǒng)的整體運行方式也必須在考慮范圍之內(nèi)。故而，它的定值就很難超過正常狀態(tài)下運行的負荷電流，此定值所造成的后果就是線路在運行正常環(huán)境下，判別電流元件會不間斷地處在動作狀態(tài)，不能根據(jù)誤動、誤觸等發(fā)生相應的控制作用。實際來講，失靈保護裝置在未曾安設復合電壓的閉鎖功能之前，系統(tǒng)內(nèi)會有失靈保護錯誤動作發(fā)生，動作發(fā)生原因是由于傳動保護過程中，忘記斷開失靈保護連線。如若是運行正常環(huán)境中，失靈保護程序的相電流元件判別動作不起動，那么，避免錯誤動作是完全可能的。

具有直接接地功能的中性點電網(wǎng)，發(fā)生的故障中，一大部分都是接地故障在中性點直接接地的電網(wǎng)中，接地故障占故障，故障率在九成以上，這中間，瞬時故障又占有很大比例，因此之故，多數(shù)的220kV以上線路中，會裝有各類型的重合閘，當線路有短路故障發(fā)生時，線路保護裝置會把故障切除，可是在實際操作過程中，因斷路器的重合閘有一定時限性，分閘過程里，在失靈保護裝置的瞬間跟跳作用下，會導致單重、多重重合閘的閉鎖。這種瞬時性故障，會因分閘時間太長，擴在斷電范圍同斷電時間。

還有一個問題就是，根據(jù)查閱到的說明書，可以看到，不同的失靈保護，所采用的電壓定值是統(tǒng)一的。可是我們應當了解到，由于單元不同、接線方式有區(qū)別、電壓啟動值設置有區(qū)別、單元電壓靈敏度的高低也相差懸殊，那么，統(tǒng)一的電壓定值并不能適應不同的失靈保護，是不盡合理的。

二、關(guān)于線路斷路器的失靈保護不足之處的分析

（一）分析整定相電流的定值問題

通過細致的研究分析，我們可以知道，整定相電流定值有三個制約因素，依次為：系統(tǒng)運行的方式、運行時的負荷電流、相電流元件在母聯(lián)開關(guān)跳開之后的末端故障發(fā)生時的靈敏程度。雖然沒有特定信息對失靈保護運行方式改變進行專門的信息通知，可是通過負荷電流變化，我們?nèi)匀豢梢缘贸鱿鄳Y(jié)論。在沒有啟動失靈保護前，可使用失靈保護CT進行負荷電流的跟蹤工作，以期達到及時調(diào)整相電流定值的目的。如果是根據(jù)負荷電流，及時正常地對相電流定值進行調(diào)整，且母聯(lián)未斷開的情況下，整定相電流的定值仍無法滿足線路末端發(fā)生故障時靈敏度的要求，那么，可以應用突變電流啟動元件，從邏輯上給三個相電流元件以閉鎖。這樣，當系統(tǒng)可以正常運行時，突變電流啟動元件無動作、開關(guān)失靈的電流判別元件也不會發(fā)生動作，而當系統(tǒng)有故障發(fā)生時，突變電流啟動元件發(fā)生動作后的一段時間（這段時間應比后備保護時間要長）開放判別回路。突變電流啟動元件要能保障所在線路的末端發(fā)生故障時，靈敏度足夠高，有可靠的啟動性能。開關(guān)斷開之后，相電流元件能保障動作不會繼續(xù)發(fā)生，從而使系統(tǒng)正常工作的能力得到強化。

（二）分析線路斷路器的失靈保護中閉鎖重合閘問題

失靈保護的辦法一般來講是瞬跳該斷路器，斷開母聯(lián)，再斷開母線上的源支路。瞬跳該斷路器可以起到防止因保護誤動而造成的延時出口啟動問題。起到保護母聯(lián)與母線、控制回路故障、縮小故障范圍的目的。而與此同時，重合閘對于切除瞬時故障、迅速恢復供電是極為有利的。失靈保護延時功能所發(fā)出來的跳閘命令，是在對系統(tǒng)受到短路電流沖擊之后發(fā)出的信息，則不應再一次對斷路器進行重合。有鑒于此，我們可以把各失靈保護中間的跟跳瞬時出口同延時跳閘的出口壓板相分離開來。

（三）分析母聯(lián)斷開之際閉鎖元件靈敏度問題

220kV之上的線路，一般配備有雙重主保護與三段相間的距離保護、三段零序的電流保護。接地保護、相間保護、零序電流保護等方法，并不能保證保護范圍的全覆蓋性，一般只有百分之七十的覆蓋范圍。所以，在后備的一段保護范圍里，較易發(fā)生故障，發(fā)生故障的比率同在線路末端、對端故障發(fā)生時母線電壓互感器感受到的線電壓、相電壓相比要低，但是負序電壓同零序電壓則要比后者為高。

三、關(guān)于線路斷路器的失靈保護不足之處改進方案

根據(jù)上面對于線路斷路器的失靈保護裝置所提出來的問題、對問題的具體分析，在此提出下現(xiàn)的改進方案。

如果整定要求標準是按照線路末端、對端有故障發(fā)生時母線上的相電壓、零序電壓、負序電壓可以滿足靈敏度為要求來制定，與此同時，對母聯(lián)斷開之后，零序電壓以及負序電壓能不能滿足靈敏度要求來進行校核。如果閉鎖元件中的零序、負序電壓滿足不了要求，就需要在母聯(lián)開關(guān)跳開之后，把零序電壓同負序電壓值降至線路斷開時母線上的電壓值標準。而如果是母聯(lián)、母線上的相電壓達不到標準的靈敏度，那么，應該在線路后備保護發(fā)生一段時間延時、跳閘信息發(fā)出以后，閉鎖電壓按保護范圍的末端故障發(fā)生時的電壓進行整定，末端點一般在線路的80%處。在故障發(fā)生時的整定，對于非全相啟動失靈保護或者是遠方跳閘，可以不必加設閉鎖遠件。而對于線路的主保護還有除一段之外的其余部分后備保護，可根據(jù)突變電流啟動的延時時間，把閉鎖回路適時開放，開放時間應大于后備保護時間，一般為七秒。若原來線路的對端和末端故障母線閉鎖靈敏度低，則所需時間要長一些。

四、結(jié)束語

線路斷路器的失靈保護發(fā)生誤動與拒動，都會帶來極為嚴重的問題。筆者在文章中提到的線路斷路器失靈保護中遇到的問題及相關(guān)解決方案，經(jīng)過事實驗證，是可以在線路有故障發(fā)生時，有效提升失靈保護的可靠性的。但是一切的問題總是在實際操作中發(fā)現(xiàn)，一切的改進方案亦是在實踐操作中摸索出來。在面對新的問題與不足時，仍需要相關(guān)的工作人員予以及時關(guān)注。

參考文獻

[1]張永伍，謝頌果，任毅，于樹剛，高海霞.舊變電站斷路器失靈保護改造探討[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2011(1)

[2]蔡月紅.220kV雙母線斷路器失靈保護的幾點改進[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)（學術(shù)版），2010(7)

[3]王晶晶.發(fā)電機-變壓器-線路組保護的配置特點及實例分析[J].華北電力技術(shù)，2007(8)

[4]高旭，胥桂仙，孫集偉，牛四清，王寧.一起典型的500kV失靈保護誤動分析[J].電力系統(tǒng)自動化，2007(8)

[5]丁書文.斷路器失靈保護若干問題分析[J].電力系統(tǒng)自動化，2006(3)