失靈保護(hù)的若干問題簡析

武利明

【摘 要】失靈保護(hù)是電網(wǎng)的重要保護(hù)，為提高失靈保護(hù)的正確動(dòng)作率，文章結(jié)合發(fā)變組保護(hù)的實(shí)際情況，就失靈保護(hù)接線中目前存在的普遍問題，如發(fā)電機(jī)熱工保護(hù)與失靈保護(hù)、三相操作開關(guān)的失靈保護(hù)、瓦斯保護(hù)與失靈保護(hù)等進(jìn)行了分析，并提出了改進(jìn)意見。

【關(guān)鍵詞】失靈保護(hù)；熱工保護(hù)；瓦斯保護(hù)；配合

失靈保護(hù)是電網(wǎng)的重要保護(hù)，在220kV及以上電壓等級電網(wǎng)中，按照近后備的保護(hù)配置原則，根據(jù)GB14285-93《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的要求，均配置了失靈保護(hù)。

可見，失靈保護(hù)的正確動(dòng)作率一直不高，遠(yuǎn)低于其它保護(hù)的正確動(dòng)作率（一般在90%以上）。不正確動(dòng)作中基本為誤動(dòng)。誤動(dòng)原因主要是誤接線、誤操作和制造質(zhì)量問題。

從高壓電網(wǎng)的要求和電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)看，應(yīng)該特別強(qiáng)調(diào)失靈保護(hù)的安全性，在失靈保護(hù)的起動(dòng)回路和出口回路的接線上，應(yīng)力求安全，在安全的基礎(chǔ)上，提高可依賴性。

但目前各網(wǎng)各站失靈保護(hù)的接線有很大不同，其中有一些問題值得我們注意。如發(fā)電機(jī)熱工保護(hù)與失靈保護(hù)、三相操作開關(guān)的失靈保護(hù)、瓦斯保護(hù)與失靈保護(hù)等。下面就結(jié)合實(shí)際情況就這些問題進(jìn)行分析。

1.發(fā)變組高壓開關(guān)失靈保護(hù)

1.1熱工保護(hù)與失靈保護(hù)

電廠熱工保護(hù)跳閘和起動(dòng)失靈保護(hù)的情況大不一樣。一、熱工保護(hù)動(dòng)作后起動(dòng)失靈保護(hù)，瓦斯保護(hù)雖未直接起動(dòng)失靈保護(hù)，但動(dòng)作于全停的電氣主保護(hù)（差動(dòng)、瓦斯、定子接地、匝間、速斷等）會(huì)使熱工保護(hù)動(dòng)作，再起動(dòng)失靈保護(hù)。二、熱工保護(hù)動(dòng)作后，不直接跳主開關(guān)，待逆功率繼電器Ⅱ動(dòng)作后，經(jīng)延時(shí)跳主開關(guān)。逆功率起動(dòng)失靈保護(hù)。三、熱工保護(hù)動(dòng)作后，待主汽門關(guān)閉信號接點(diǎn)閉合后，跳主開關(guān)，起動(dòng)失靈保護(hù)。

根據(jù)目前發(fā)電廠熱工設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際情況，熱工保護(hù)動(dòng)作的機(jī)率還比較高，因此還應(yīng)當(dāng)起動(dòng)失靈保護(hù)。但由于熱工保護(hù)的接點(diǎn)在開關(guān)跳閘后一般不返回，如果失靈保護(hù)僅依賴電流元件把關(guān)，會(huì)降低失靈保護(hù)的安全性，因此應(yīng)解決熱工保護(hù)動(dòng)作后接點(diǎn)不返回的問題。

解決方案一：熱工保護(hù)不再起動(dòng)失靈保護(hù)。如果熱工保護(hù)動(dòng)作跳主開關(guān)，必同時(shí)關(guān)閉汽門，此時(shí)若汽門關(guān)閉而主開關(guān)失靈，逆功率保護(hù)應(yīng)當(dāng)動(dòng)作，經(jīng)延時(shí)再跳主開關(guān)并起動(dòng)失靈保護(hù)；若主開關(guān)不失靈，逆功率保護(hù)不動(dòng)作，失靈保護(hù)也不會(huì)被起動(dòng)。這樣逆功率保護(hù)就可以起到替代熱工保護(hù)的作用。此方案的問題在于：（1）發(fā)電機(jī)必須裝有可靠的逆功率保護(hù)。現(xiàn)代大型發(fā)電機(jī)一般配置此保護(hù)，在使用中應(yīng)注意保證該保護(hù)的靈敏性和可靠性。（2）由于該方案失靈保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間較長（需等待逆功率保護(hù)的動(dòng)作），如果主開關(guān)三相失靈，發(fā)電機(jī)要作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行較長時(shí)間，可能對發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)不利，當(dāng)系統(tǒng)無功缺額較大而發(fā)電機(jī)又已經(jīng)滅磁時(shí)，問題更嚴(yán)重；如果主開關(guān)單相失靈，逆功率保護(hù)的靈敏度如何，需要驗(yàn)證，當(dāng)然，此時(shí)，發(fā)電機(jī)其它電氣保護(hù)（如負(fù)序反時(shí)限保護(hù)等）也可能動(dòng)作，起動(dòng)失靈。

解決方案二：熱工保護(hù)起動(dòng)失靈保護(hù)。按照技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，采用雙重化構(gòu)成和回路的判別方式進(jìn)行閉鎖。

1.2判別回路

對分相操作開關(guān)，可按照能源部電火（1992）157號文件的要求，采用兩零序電流繼電器。根據(jù)計(jì)算，零序電流的靈敏度基本無問題，能保證失靈保護(hù)的可靠起動(dòng)。

對三相操作開關(guān)，因?yàn)橐紤]開關(guān)三相和分相失靈，其失靈判別回路必須重新考慮。

用傳統(tǒng)的相電流元件時(shí)，考慮發(fā)電機(jī)、變壓器故障的特點(diǎn)，較難選擇電流元件的定值。電流元件的定值較大，在某些故障時(shí)，如匝間短路、熱工保護(hù)動(dòng)作等，可能不能保證電流元件的動(dòng)作，也即開關(guān)三相失靈時(shí)，判別回路不能起動(dòng)，失靈保護(hù)拒動(dòng)；而降低電流元件的定值，受條件限制，仍難保證任何故障時(shí)的靈敏度，且相電流元件正常處于動(dòng)作狀態(tài)，需要在主開關(guān)跳開時(shí)可靠返回，這就對此元件及相應(yīng)接點(diǎn)提出了很高的要求。

如果用分相操作開關(guān)的零序電流方案，開關(guān)三相失靈時(shí)，若為熱工保護(hù)動(dòng)作或故障為對稱性故障，判別回路將不能起動(dòng)，失靈保護(hù)拒動(dòng)。

1.3電壓閉鎖

電力部頒“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置反事故措施要點(diǎn)”強(qiáng)調(diào)，“除發(fā)電機(jī)變壓器組的斷路器非全相開斷的保護(hù)外，均應(yīng)設(shè)有足夠靈敏度的電壓閉鎖控制多接點(diǎn)回路…”，但如同對電流元件的分析，電壓元件在某些故障情況下是沒有靈敏度的，或者說，發(fā)變組某些類型故障時(shí)，系統(tǒng)母線電壓變化不大。因此，對分相操作開關(guān)，電火（1992）157號文要求采用零序電流元件的動(dòng)作接點(diǎn)解除復(fù)合電壓閉鎖，以保證此時(shí)失靈保護(hù)的動(dòng)作。但對三相操作開關(guān)，就很難找到合適的解除電壓閉鎖的判據(jù)，如果用相電流元件，正常運(yùn)行時(shí)就可能解除了電壓閉鎖，使電壓閉鎖起不到應(yīng)有的作用；如果用保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)，則在處理保護(hù)缺陷或部分保護(hù)校驗(yàn)時(shí)，失靈保護(hù)的安全性又大為降低；如果再增加其它判據(jù)，回路又可能過于復(fù)雜。

綜合上面的分析，我們可以得出：

主開關(guān)為分相操作開關(guān)時(shí)，熱工保護(hù)可以直接起動(dòng)失靈保護(hù)，也可以不直接起動(dòng)，由逆功率保護(hù)起動(dòng)失靈。采用兩零序電流繼電器構(gòu)成判別回路并解除電壓閉鎖。零序電流按照躲過正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電流整定。

主開關(guān)為三相操作開關(guān)時(shí)，熱工保護(hù)不宜直接起動(dòng)失靈保護(hù)，宜由逆功率保護(hù)起動(dòng)失靈。判別回路由兩組相電流元件構(gòu)成。每相用兩個(gè)獨(dú)立的靜態(tài)電流繼電器，其接點(diǎn)串聯(lián)后，三相并聯(lián)作為判別元件。如采用微機(jī)型失靈起動(dòng)裝置時(shí)，可僅用一組電流元件。相電流元件的定植，可按較低定值整定，以提高靈敏度。復(fù)合電壓閉鎖元件因無合適的解鎖元件，可不考慮解除，定值則宜整定靈敏些。這種方案，可能造成在某些故障（如匝間短路、熱工保護(hù)動(dòng)作等）情況下，失靈保護(hù)不能起到作用（電流、電壓元件均可能不動(dòng)作）。

2.瓦斯保護(hù)與失靈保護(hù)

按照技術(shù)規(guī)程規(guī)定，不允許瓦斯保護(hù)起動(dòng)失靈保護(hù)。目前，某些設(shè)計(jì)的主變瓦斯保護(hù)動(dòng)作時(shí)起動(dòng)操作箱的永跳繼電器，永跳繼電器動(dòng)作后起動(dòng)失靈保護(hù)，相當(dāng)于主變瓦斯保護(hù)起動(dòng)失靈。要保證變壓器瓦斯保護(hù)不起動(dòng)失靈保護(hù)，可使瓦斯保護(hù)單獨(dú)起動(dòng)一出口中間繼電器，接至操作箱的手跳端子，而手跳不起動(dòng)失靈保護(hù)。

在瓦斯保護(hù)尚未分開出口時(shí)，若斷路器失靈保護(hù)采用集成電路型或微機(jī)型裝置，從電流判別到失靈計(jì)時(shí)均在一個(gè)裝置內(nèi)時(shí)（新設(shè)計(jì)的3/2接線的廠站一般用此類裝置），由于它們之間不采用接點(diǎn)聯(lián)系，不存在電流繼電器接點(diǎn)粘連的問題，應(yīng)該說，失靈保護(hù)的安全性還是有保證的。有嚴(yán)重問題的是使用電磁型電流繼電器作為判別元件，而瓦斯保護(hù)又未分開出口時(shí)，非常容易誤起動(dòng)失靈保護(hù)。

實(shí)際上，現(xiàn)在保護(hù)裝置、繼電器等制造技術(shù)的發(fā)展，其固有安全性已有了很大提高，應(yīng)該考慮讓變壓器保護(hù)起動(dòng)失靈。當(dāng)主變保護(hù)起動(dòng)失靈保護(hù)時(shí)，如果僅以三相電流元件作為判別元件，當(dāng)主變內(nèi)部故障時(shí)，靈敏度可能存在一定問題，若輔以開關(guān)位置接點(diǎn)，又可能不太安全。綜合考慮，宜采用微機(jī)型失靈保護(hù)裝置，用電流判別，大幅度降低定值。

3.結(jié)束語

失靈保護(hù)運(yùn)行的可靠性是大家都非常關(guān)注的問題，為最大限度地減少失靈保護(hù)的不正確動(dòng)作次數(shù)，需要我們從接線、操作和設(shè)備質(zhì)量等各環(huán)節(jié)著手努力。采用高可靠性的失靈保護(hù)判別元件或裝置，合理接線、整定，嚴(yán)格按規(guī)程操作，必將極大地提高失靈保護(hù)的正確動(dòng)作率，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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