斷路器失靈保護有關問題探析

1、斷路器失靈保護有關問題探析摘要：簡要分析了發(fā)變組裝設斷路器失靈保護的必要性, 并分析了傳統(tǒng)的失靈保護以單純相電流作為斷路器失靈判 據(jù)的不足，同時，還對變壓器、發(fā)變組保護啟動失靈時解除 復合電壓閉鎖問題進行了分析，并提出了解決的辦法。關鍵詞：發(fā)變組斷路器；失靈；保護1裝設斷路器失靈保護的作用及重要性隨著電網(wǎng)的日趨復雜，電網(wǎng)的安全性變得越來越重要， 繼電保護的拒動給電網(wǎng)帶來的危害越來越大。但在高壓電網(wǎng) 中，由于短線路的增多和電源支路的助增作用，實現(xiàn)后備保 護方式往往有較大困難。因此，“繼電保護及安全自動裝置 技術規(guī)程”規(guī)定：220 kv以上變電站及某些重要的110 kv 變電站應裝設斷路器失靈保護

2、。目前，幾乎全部220 kv線路、發(fā)變組保護均已裝設了 失靈保護。但對變壓器保護啟動失靈問題，由于以前的傳統(tǒng) 保護瓦斯出口很難與電氣量出口分開等原因，“技術規(guī)程” 規(guī)定一般不考慮由變壓器保護啟動斷路器失靈保護。因此， 實際運行中變壓器保護目前大都沒有啟動失靈保護。但事實 上變壓器開關失靈并非不可能，內(nèi)蒙古就曾出現(xiàn)過母線故障 時，母差保護動作而變壓器兩相開關失靈的情況。對于220 kv 變壓器，如果發(fā)生內(nèi)部故障時高壓側開關失靈，由于目前 220kv線路遠后備的靈敏度極低(尤其是相間保護)，有些短 線路甚至沒有靈敏度，后果將是非常嚴重的。2目前斷路器失靈保護的不足和需要注意的問題2.1線路失靈保護

3、存在的問題傳統(tǒng)的斷路器失靈保護都是采用能夠快速復歸的相電 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 觸點與保護觸點配合分別構成單相跳閘和三相跳閘起動失 靈回路，加裝判別元件就是為了防止保護出口觸點卡住不返 回，或者誤碰、誤通電等情況時造成開關失靈保護誤起動， 進而使失靈保護工作更安全可靠。根據(jù)整定規(guī)程，斷路器失 靈保護相電流判別元件的整定原則為：(1) 躲線路的電容電流；(2) 對于220 kv以上系統(tǒng)，應保證在本線路末端或本 變壓器低壓側單相接地故障時有足夠的靈敏度，靈敏系數(shù)大 于 1. 3；(3) 盡可能躲過正常運行負荷電流。但在實際整定過程中，由于要考慮系統(tǒng)運行方式和母聯(lián) 開

4、關跳開后線末故障時相電流元件仍應有足夠的靈敏度，因 此，其定值很難躲過正常運行的負荷電流，這就導致在線路 正常運行時，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作用。2.2變壓器、發(fā)變組啟動失靈保護由于在變壓器低壓側發(fā)生內(nèi)部故障時（或者發(fā)變組高壓 開關出現(xiàn)缺相運行時），裝設于母差保護中只反映220 kv側 復合電壓的失靈保護電壓閉鎖元件往往不能開放，因此變壓 器、發(fā)變組啟動失靈保護除了要注意將瓦斯保護（或其它觸 點會延時返回的保護）出口和電氣量出口分開外，還應注意 復合電壓閉鎖元件的解鎖問題。3斷路器失靈保護實現(xiàn)方法3. 1線路斷路器失靈保護電流判別元件改進原則斷路器失靈保

5、護的電流判別元件應滿足在系統(tǒng)正常運 行及故障線路開關斷開后不應動作，同時在線末發(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 關的作用。實際運用中可以采取如下兩種方法：（1）用電流突變量啟動元件對三個相電流元件從邏輯 上進行閉鎖；（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。這樣，系統(tǒng)正常運行時，由于電流突變量啟動元件不動 作，開關失靈電流判別元件不會動作；當系統(tǒng)發(fā)生故障時， 電流突變量啟動元件動作后展寬一個時間（大于后備保護的 時間，如：7 s）開放電流判別回路。電流突變量啟動元件 （由正序和負序電流組成）應能保證在本線路末端發(fā)生各種 故障時有足夠的靈敏度

6、，能可靠啟動。按上述方法構成的失 靈保護電流判別回路，在正常運行時由電流突變量元件保證 其不會動作，在開關斷開后由相電流元件保證其不會動作， 從而提高了系統(tǒng)正常運行時失靈保護的安全性。3.2發(fā)變組、變壓器失靈保護的解鎖方法（1）發(fā)變組保護對220 kv發(fā)變組，可用“電流判別+保護出口 +合閘位 置繼電器常開觸點”相串聯(lián)構成“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） 構成。“保護出口”為跳高壓側開關的出口。此外，還可在 解鎖回路中加入壓板，以備在某種特殊情況下發(fā)變組高壓開 關檢修時，斷開該解鎖回路。（2）變壓器保護方法一：變壓器失靈保護可用“電流判別+保護出口

7、 +復合電壓 閉鎖觸點”相串聯(lián)構成“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）構成；保護出 口為跳高壓側開關的出口；復合電壓閉鎖觸點應為低壓側的 復合電壓觸點，電壓觸點動作后應延時返回。電壓閉鎖觸點 中包括低壓側電壓主要是防止低壓側故障時高壓側復合電 壓元件沒有靈敏度而不能開放失靈保護。而延時返回主要是 考慮如果變壓器差動保護動作低壓開關跳開后，低壓母線的 電壓可能會立即恢復正常（比如變壓側低壓側有小電源或變 壓器低壓側并列運行），從而沒有起到開放閉鎖的作用。延 時的時間應保證：即使是發(fā)生低壓側區(qū)內(nèi)故障，差動保護或 低壓側后備保護能有足夠的時間啟動失靈保護跳開故障

8、變 壓器所在母線上的所有元件，即時間應大于：低壓側保護出 口后跳低壓開關與跳三側開關的整定時之差（一般為0.3 0.5 s）加上失靈保護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）,考慮留有一定的余度，一般取3 s 即可。采用上述方式的好處是：保證了誤傳動時有電壓把關, 而區(qū)外故障電壓開放時有“電流判別”和“保護出口”把 關。該方法的優(yōu)點是在高壓開關三相失靈時也能解鎖。此外, 變壓器低壓開關檢修時，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入壓 板，以備斷開該解鎖回路。方法二：采用與發(fā)變組保護同樣的解鎖方法，即：用“電流判別 +保護出口 +合閘位置繼電器常開觸點”相串聯(lián)構成“與 門”的方式解鎖。此方法的不足是當高壓開關三相失靈時， 不能解鎖。變壓器、發(fā)變組失靈保護的解鎖，要注意只解鎖與失靈 元件在一條母線上的出口回路。4結語隨著電力系統(tǒng)網(wǎng)架結構聯(lián)系越來越緊密，繼電保護拒動 相對其誤動對電力系統(tǒng)的危害一般會更大。此外，隨著微機 保護的普遍應用，以前的一些技術難題也得到了解決。因此， 為了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，應該從保護的配置及原理上將防止繼 電保護拒動放在首位，變壓器及發(fā)變組啟動失靈問題應該從 技術規(guī)程上予以明確。參考文獻1 王梅義，蒙定中，等.高壓電網(wǎng)繼電保護運行技術m. 北京：水利電力出版社，1984.2