淺談斷路器失靈保護(hù)論文-孫凌飛

1、淺談斷路器失靈保護(hù)摘要：本文介紹了斷路器失靈保護(hù)的概念，論述了其工作原理及基本組成，就線路和變壓器失靈啟動(dòng)回路以及失靈保護(hù)的跳閘順序進(jìn)行了論述。關(guān)鍵詞：斷路器；失靈保護(hù)；啟動(dòng)回路0引言 斷路器拒動(dòng)是在電網(wǎng)已經(jīng)存在故障的情況下迭加斷路器故障，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的日益擴(kuò)大，電網(wǎng)的安全性變得越來越重要，斷路器拒動(dòng)將會(huì)給現(xiàn)代電網(wǎng)造成巨大沖擊。斷路器失靈保護(hù)是斷路器的近后備保護(hù)，是指故障電氣設(shè)備的繼電保護(hù)動(dòng)作發(fā)出跳閘命令而斷路器拒動(dòng)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)其他相關(guān)斷路器，使停電限制在最小范圍內(nèi)，從而保證整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，避

2、免造成發(fā)電器、變壓器等故障元件的嚴(yán)重?zé)龤Ш碗娋W(wǎng)的崩潰瓦解事故。1失靈保護(hù)的啟動(dòng)邏輯失靈保護(hù)主要包括線路（或主變）開關(guān)失靈保護(hù)、母聯(lián)（分段）失靈保護(hù)、母線差動(dòng)保護(hù)的失靈出口。這些保護(hù)的裝置種類有很多種，但是其基本原理確是大同小異。 1、線路（或主變220kV側(cè)）開關(guān)的失靈保護(hù)由線路保護(hù)（對于主變220kV側(cè)開關(guān)失靈保護(hù)則由主變電氣量保護(hù)或220kV母線差動(dòng)保護(hù)）跳閘出口啟動(dòng)，經(jīng)失靈保護(hù)相應(yīng)的電流繼電器判別（電流是否大于失靈啟動(dòng)電流定值），若相應(yīng)電流繼電器同時(shí)動(dòng)作，則判斷為開關(guān)動(dòng)作失靈，失靈保護(hù)隨即動(dòng)作，用于啟動(dòng)母線差動(dòng)保護(hù)的失靈出口(或直接出口跳主變其他側(cè)開關(guān)）。以PSL631線路保護(hù)為例，一般

3、線路開關(guān)的失靈啟動(dòng)邏輯如圖1所示：  圖1 線路開關(guān)失靈保護(hù)啟動(dòng)邏輯 2、線路（或主變）失靈啟動(dòng)母差失靈出口回路，母差失靈出口回路會(huì)根據(jù)相應(yīng)開關(guān)母線閘刀所在位置自動(dòng)判別開關(guān)所在母線，再經(jīng)相應(yīng)母線的復(fù)合電壓閉鎖，第一延時(shí)跳母聯(lián)開關(guān)，第二延時(shí)跳相應(yīng)母線上所有設(shè)備。只是對于主變220kV側(cè)開關(guān)，失靈啟動(dòng)開入的同時(shí)，往往會(huì)開放母差保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖。其邏輯（以BP2B母差保護(hù)為例）如圖2所示：圖2 母差失靈出口邏輯 3、對于主變開關(guān)（220kV側(cè)）失靈保護(hù)，除主變電氣量保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)外，還有母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)，經(jīng)主變220kV側(cè)失靈電流繼電器判別，第一延時(shí)跳本開關(guān)，以避免測試時(shí)的不慎引起誤動(dòng)

4、而導(dǎo)致相鄰開關(guān)的誤跳，第二延時(shí)則是失靈出口啟動(dòng)，此時(shí)又可分兩種情況：若為主變電氣量保護(hù)啟動(dòng)，則失靈將啟動(dòng)母差失靈出口回路（同線路開關(guān)的失靈邏輯），若為母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)的，則直接啟動(dòng)跳主變其他側(cè)開關(guān)。該邏輯關(guān)系如圖3所示：圖3 主變220kV側(cè)開關(guān)失靈保護(hù)啟動(dòng)邏輯 4、對于母聯(lián)（分段）開關(guān)的失靈保護(hù)，由母線差動(dòng)保護(hù)或充電保護(hù)啟動(dòng)，經(jīng)母聯(lián)失靈電流判別，延時(shí)封母聯(lián)TA，繼而母差保護(hù)動(dòng)作跳相應(yīng)母線上所有設(shè)備。以BP2B母線查動(dòng)保護(hù)為例，其邏輯如圖4所示：圖4 母聯(lián)（分段）開關(guān)失靈邏輯若故障點(diǎn)發(fā)生在母聯(lián)開關(guān)和母聯(lián)CT之間（死區(qū)故障），母差保護(hù)動(dòng)作跳開相應(yīng)母線不能達(dá)到切除故障的目的，故障電流會(huì)依然存在

5、，此種情況保護(hù)會(huì)根據(jù)母聯(lián)開關(guān)的分開位置，延時(shí)50ms，封母聯(lián)TA，令母差保護(hù)再次動(dòng)作跳開另外一條母線以切除故障點(diǎn)。2失靈啟動(dòng)回路1、線路開關(guān)失靈回路圖以PSL603和RCS931裝置（PSL-631）為例，220kV線路開關(guān)失靈保護(hù)回路如圖5所示：圖5 603和931保護(hù)失靈啟動(dòng)回路圖同11和901保護(hù)一樣，603和931保護(hù)的單相跳閘接點(diǎn)經(jīng)過啟動(dòng)失靈壓板到631裝置，631保護(hù)通過電流判別（改邏輯過程由微機(jī)模擬），通過失靈啟動(dòng)母差壓板（15LP13）決定是否啟動(dòng)母差失靈出口。同樣保護(hù)三跳接點(diǎn)不直接啟動(dòng)失靈，而是通過操作箱（CZX12R裝置）三跳接點(diǎn)去啟動(dòng)失靈。不同的是631保護(hù)裝置為了防止某

6、一副接點(diǎn)粘死，啟動(dòng)失靈采用兩個(gè)不同繼電器的兩副接點(diǎn)串聯(lián)輸出。 3、母差失靈出口回路以BP2B母差保護(hù)為例，母差失靈出口回路如圖6所示：圖6 BP-2B母差失靈出口回路從開關(guān)保護(hù)裝置接入的失靈啟動(dòng)接點(diǎn)通過1LP7壓板（該壓板與保護(hù)屏上失靈啟動(dòng)母差壓板為串聯(lián)關(guān)系），經(jīng)過閘刀位置判斷，第一延時(shí)跳母聯(lián)開關(guān)，第二延時(shí)跳相應(yīng)母線上所有設(shè)備。若為主變220kV側(cè)失靈保護(hù)，則除了失靈啟動(dòng)的開入外，同時(shí)還有閉鎖相應(yīng)母差復(fù)壓閉鎖開入。4、主變220kV側(cè)開關(guān)失靈回路以RCS978主變保護(hù)（RCS974A）為例，主變220kV側(cè)開關(guān)失靈啟動(dòng)回路如圖7所示： 圖7 主變220kV側(cè)開關(guān)失靈啟動(dòng)回路圖主變保護(hù)

7、的電氣量保護(hù)和母差保護(hù)動(dòng)作跳閘均會(huì)啟動(dòng)主變220kV側(cè)失靈保護(hù)。也有某些變電站的母差保護(hù)動(dòng)作跳閘通過主變220kV側(cè)開關(guān)操作箱內(nèi)的三跳接點(diǎn)啟動(dòng)。三案例分析 1、線路開關(guān)失靈圖8 線路開關(guān)失靈動(dòng)作示意圖 如圖8所示，線路A故障跳閘，乙站側(cè)線路保護(hù)動(dòng)作，跳開線路A乙站側(cè)開關(guān)；甲站側(cè)線路保護(hù)動(dòng)作跳線路A甲站側(cè)開關(guān)，若該開關(guān)失靈拒動(dòng)，以BP-2B母差保護(hù)為例（下同），母差將判斷為區(qū)外故障，不會(huì)動(dòng)作，但線路A開關(guān)失靈保護(hù)會(huì)啟動(dòng)母差的失靈出口邏輯，此時(shí)母差保護(hù)通過開關(guān)母線閘刀所在位置自動(dòng)判別開關(guān)在母線運(yùn)行，同時(shí)線路A所在母線復(fù)合電壓閉鎖開放，于是母失靈出口啟動(dòng)，第一延時(shí)跳開、段母聯(lián)開關(guān)，第二延時(shí)跳開母線上

8、其他設(shè)備，切除故障。 若處母線故障，母差保護(hù)判斷為區(qū)內(nèi)故障，保護(hù)動(dòng)作跳開母線上所有設(shè)備，而甲站線路A開關(guān)失靈拒動(dòng)，由于母差動(dòng)作的同時(shí)對母線上所有線路設(shè)備停信（或發(fā)允許跳閘信號），其對側(cè)乙站線路A保護(hù)判別線路正方向故障，同時(shí)沒有對側(cè)閉鎖信號（或有對側(cè)允許信號）的情況下動(dòng)作跳閘，跳開乙站側(cè)線路A開關(guān)，切除故障。 2、主變開關(guān)失靈圖9 主變220kV側(cè)開關(guān)失靈動(dòng)作示意圖 如圖9所示，主變處故障，主變大差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳主變?nèi)齻?cè)開關(guān)，此時(shí)220kV側(cè)開關(guān)失靈拒分，主變220kV側(cè)失靈保護(hù)動(dòng)作，啟動(dòng)220kV母差失靈出口邏輯，母差保護(hù)通過開關(guān)母線閘刀所在位置自動(dòng)判別開關(guān)在母線運(yùn)行，同時(shí)將開放母復(fù)合電壓閉鎖，

9、于是母失靈出口啟動(dòng)，第一延時(shí)跳開、段母聯(lián)開關(guān)，第二延時(shí)跳開母線上其他設(shè)備，切除故障。也有某些變電站不設(shè)置二段延時(shí)，一旦失靈出口啟動(dòng)，會(huì)同一時(shí)限跳開母線上所有設(shè)備。若處母線故障，母差保護(hù)判斷為區(qū)內(nèi)故障，保護(hù)動(dòng)作跳開母線上所有設(shè)備，同時(shí)啟動(dòng)主變220kV側(cè)開關(guān)失靈保護(hù)，此時(shí)主變220kV側(cè)開關(guān)失靈拒分，則失靈保護(hù)動(dòng)作跳開主變高低壓側(cè)所有開關(guān)。3、母聯(lián)（分段）失靈圖10 220kV母聯(lián)開關(guān)動(dòng)作示意圖如圖10所示，母線故障，母差保護(hù)的大差和母小差同時(shí)動(dòng)作跳開母線上所有設(shè)備，而、段母聯(lián)開關(guān)失靈拒分，則經(jīng)母聯(lián)失靈過流判別，延時(shí)封母聯(lián)TA。此時(shí)母差保護(hù)的大差和母小差同時(shí)動(dòng)作跳開母線上所有其他設(shè)備。4結(jié)語 隨

10、著電力系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)聯(lián)系越來越緊密，作為斷路器后備保護(hù)的失靈保護(hù)將更加有利于電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。通過采用高可靠性的失靈保護(hù)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)行做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)1劉胤彬淺談高壓電網(wǎng)斷路器失靈保護(hù)J科技資訊，2008(28)：1242 莊博，黃梅失靈保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方案J繼電器，2005，33(13)：82873 張保會(huì)，尹項(xiàng)根電力系統(tǒng)繼電保護(hù)M北京： 中國電力出版社，20054 續(xù)建國斷路器失靈保護(hù)有關(guān)問題的探討J繼電器，2003，31(11)：61625徐波，嚴(yán)平斷路器失靈保護(hù)研究J中國電力，2004，37(6)：26286羅承沐， 張貴新，王鵬電子式互感器及其技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀J電力設(shè)備，2007，8(1)：20247 孫中尉，鄒杰，郭恩磊高壓電網(wǎng)斷路器失靈保護(hù)若