淺析斷路器失靈保護(hù)原理及出口配置

秦鶴　卜凡偉

摘要：隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對(duì)電力系統(tǒng)的可靠性要求越來越高，其繼電保護(hù)的拒動(dòng)與誤動(dòng)一旦發(fā)生，會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成重大的危害。失靈保護(hù)作為近后備保護(hù)中的最后一道防線，動(dòng)作后將跳開母線上的各斷路器，動(dòng)作面積相對(duì)較大，因此要求失靈保護(hù)具有極高的可靠性，減小其拒動(dòng)或誤動(dòng)的可能性。

關(guān)鍵詞：斷路器;失靈;原理;出口

1 失靈保護(hù)簡介

斷路器失靈保護(hù)是指當(dāng)輸電線路、變壓器、母線或其他主設(shè)備發(fā)生故障，保護(hù)裝置動(dòng)作并發(fā)出了跳閘指令，但故障設(shè)備的斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，利用故障設(shè)備的保護(hù)動(dòng)作信息與拒動(dòng)斷路器的電流信息構(gòu)成對(duì)斷路器失靈的判別，能夠以較短的時(shí)限切除同一廠站內(nèi)其他有關(guān)的斷路器，使停電范圍限制在最小，從而保證整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，避免造成發(fā)電機(jī)、變壓器等故障元件的嚴(yán)重?zé)龘p和電網(wǎng)的崩潰瓦解事故，是斷路器保護(hù)配置中重要的組成部分。

斷路器操作機(jī)構(gòu)發(fā)生故障、氣壓或液壓降低、直流電源消失、跳閘線圈斷線、操作回路故障等等都是斷路器失靈的原因，其中最多發(fā)生的是氣壓或液壓降低、直流電源消失及操作回路故障。

斷路器失靈而沒有采取措施，將會(huì)造成嚴(yán)重的后果如停電范圍的擴(kuò)大，持續(xù)的故障電流將嚴(yán)重?fù)p壞故障設(shè)備，甚至可能使電力系統(tǒng)瓦解。

2 實(shí)現(xiàn)方式

斷路器失靈保護(hù)由啟動(dòng)部分、時(shí)間元件及出口元件組成，為了保證斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作的可靠性，保護(hù)必須具備下列兩個(gè)條件才能啟動(dòng)：

故障元件的保護(hù)出口繼電器動(dòng)作后不返回;在故障元件保護(hù)的保護(hù)范圍內(nèi)依然存在著短路，失靈判別元件啟動(dòng)。

失靈判別元件可采用檢查母線電壓的低電壓繼電器，或者采用檢查故障元件的電流繼電器作為失靈判別元件。失靈判別元件的動(dòng)作值應(yīng)按照該元件末端短路時(shí)保護(hù)有足夠的靈敏系數(shù)整定。

為了保證斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作的可靠性，斷路器失靈保護(hù)的時(shí)間元件在故障元件的保護(hù)動(dòng)作后開始計(jì)時(shí)，因此，整定斷路器失靈保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間時(shí)，應(yīng)按照躲過斷路器的跳閘時(shí)間與保護(hù)的返回時(shí)間之和整定即可。

斷路器失靈保護(hù)按照如下兩種情況考慮，即單相失靈保護(hù)和三相失靈保護(hù)。失靈保護(hù)受“斷路器失靈保護(hù)控制字”投退。失靈保護(hù)邏輯圖如圖1

2.1 單相失靈邏輯

保護(hù)裝置收到單相的保護(hù)跳令后，如果對(duì)應(yīng)相電流大于0.06In，并且滿足失靈零序電流元件或負(fù)序電流元件中任一個(gè)條件，經(jīng)“失靈保護(hù)跳相鄰開關(guān)時(shí)間”定值發(fā)失靈保護(hù)動(dòng)作跳相鄰斷路器。在單相失靈條件滿足時(shí)，如果“跟跳本斷路器”控制字置1，則延時(shí)20ms跟跳相應(yīng)相;再經(jīng)“失靈三跳本斷路器時(shí)間”跳本斷路器三相。失靈三跳本斷路器不受“跟跳本斷路器”控制字影響，僅由“斷路器失靈保護(hù)”投退。

2.2 三相失靈邏輯

三相失靈動(dòng)作條件：保護(hù)裝置收到單個(gè)三跳令或者同時(shí)收到是三個(gè)單相跳令后，如果滿足低功率因素元件、負(fù)序電流元件、零序電流元件中任一個(gè)條件，當(dāng)PT三相斷線時(shí)即三相失壓，如收到保護(hù)跳令且故障電流大于“失靈保護(hù)相電流定值”也開放三相失靈保護(hù)。經(jīng)“失靈保護(hù)跳相鄰開關(guān)時(shí)間”定值發(fā)失靈保護(hù)動(dòng)作跳相鄰斷路器。在三相失靈條件滿足時(shí)，如果“跟跳本斷路器”控制字置1，則延時(shí)20ms跟跳三相。

（1）低功率因素動(dòng)作條件：|COSΦ|

（2）保護(hù)啟動(dòng)前80ms三相電壓正常，啟動(dòng)后三相電壓持續(xù)低于6V，認(rèn)為低功率因數(shù)條件滿足。

（3）在PT三相斷線時(shí)，如果故障電流大于三跳失靈高定值，則也開放三相失靈保護(hù)，因此失靈保護(hù)相電流定值應(yīng)盡量躲過最大負(fù)荷電流，且正常運(yùn)行時(shí)接入正常三相電壓。

3 失靈保護(hù)出口配置

3.1 跟跳本斷路器

失靈保護(hù)出口首先應(yīng)經(jīng)“失靈跳本斷路器延時(shí)”時(shí)間跟跳本斷路器，以快于跳相鄰斷路器時(shí)間跟跳本斷路器，若操作機(jī)構(gòu)或控制回路異常消失可以最快速度切除故障，減小停電范圍。

3.2 以失靈跳相鄰段路器延時(shí)出口，跳開以下設(shè)備

（1）失靈相鄰斷路器

（2）失靈本跳斷路器所帶設(shè)備，如變壓器或線路。

（3）啟動(dòng)相鄰斷路器失靈

（4）失靈跳本斷路器所在母線上所有斷路器

3.3 斷路器失靈保護(hù)的配置與電力系統(tǒng)的一次接線方式有關(guān)

斷路器失靈保護(hù)的配置與電力系統(tǒng)的一次接線方式有關(guān)，一次接線方式不相同，斷路器失靈保護(hù)的配置和工作原理也略有差別。

雙母線接線方式下，當(dāng)母線連接的某斷路器失靈時(shí)，由該線路或元件的失靈啟動(dòng)裝置（斷路器保護(hù)）提供一個(gè)失靈啟動(dòng)接點(diǎn)給斷路器失靈保護(hù)裝置。本裝置檢測(cè)到某一失靈啟動(dòng)接點(diǎn)閉合后，啟動(dòng)該斷路器所連的母線段失靈出口邏輯，經(jīng)失靈復(fù)合電壓閉鎖，按整定的“失靈出口短延時(shí)”跳開母聯(lián)開關(guān)，“失靈出口長延時(shí)”跳開該母線連接的所有斷路器。

與雙母線接線方式的斷路器失靈保護(hù)相比，在3/2斷路器接線中，線路斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作后，不僅跳開本側(cè)相關(guān)的斷路器，還通過該線路的遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)跳開線路對(duì)側(cè)的斷路器。

4 結(jié)論

因?yàn)槭ъ`保護(hù)二次回路涉及面廣，與其他保護(hù)回路配合密切，影響到其他設(shè)備的保護(hù)回路運(yùn)行，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。采用高可靠性的斷路器失靈保護(hù)判別元件或裝置，合理接線、整定，嚴(yán)格按規(guī)程操作，必將極大地提高斷路器失靈保護(hù)的正確動(dòng)作率，確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]尚晉.斷路器失靈保護(hù)的配置與反措的探討[J].電工技術(shù)》，2010（8）：63-64

作者簡介：

秦鶴（1990年7月），女，漢族，山東濟(jì)寧，初級(jí)工程師，本科，從事鄒縣發(fā)電廠電氣檢修工的工作。

卜凡偉（1989年4月），女，漢族，山東濟(jì)寧，中級(jí)工程師，本科，從事鄒縣發(fā)電廠電氣檢修工的工作。