失靈保護的若干問題簡析

【摘要】失靈保護是電網的重要保護，為提高失靈保護的正確動作率，文章結合發變組保護的實際情況，就失靈保護接線中目前存在的普遍問題，如發電機熱工保護與失靈保護、三相操作開關的失靈保護、瓦斯保護與失靈保護等進行了分析，并提出了改進意見。

【關鍵詞】失靈保護；熱工保護；瓦斯保護；配合

失靈保護是電網的重要保護，在220kV及以上電壓等級電網中，按照近后備的保護配置原則，根據GB14285-93《繼電保護和安全自動裝置技術規程》的要求，均配置了失靈保護。

據統計，1990年以來全國失靈保護的動作情況如下：

從上表可見，失靈保護的正確動作率一直不高，遠低于其它保護的正確動作率（一般在90%以上）。不正確動作中基本為誤動。誤動原因主要是誤接線、誤操作和制造質量問題。

從高壓電網的要求和電網的實際運行經驗看，應該特別強調失靈保護的安全性，在失靈保護的起動回路和出口回路的接線上，應力求安全，在安全的基礎上，提高可依賴性。

但目前各網各站失靈保護的接線有很大不同，其中有一些問題值得我們注意。如發電機熱工保護與失靈保護、三相操作開關的失靈保護、瓦斯保護與失靈保護等。下面就結合實際情況就這些問題進行分析。

1.發變組高壓開關失靈保護

1.1熱工保護與失靈保護

電廠熱工保護跳閘和起動失靈保護的情況大不一樣。一、熱工保護動作后起動失靈保護，瓦斯保護雖未直接起動失靈保護，但動作于全停的電氣主保護（差動、瓦斯、定子接地、匝間、速斷等）會使熱工保護動作，再起動失靈保護。二、熱工保護動作后，不直接跳主開關，待逆功率繼電器Ⅱ動作后，經延時跳主開關。逆功率起動失靈保護。三、熱工保護動作后，待主汽門關閉信號接點閉合后，跳主開關，起動失靈保護。

根據目前發電廠熱工設備運行的實際情況，熱工保護動作的機率還比較高，因此還應當起動失靈保護。但由于熱工保護的接點在開關跳閘后一般不返回，如果失靈保護僅依賴電流元件把關，會降低失靈保護的安全性，因此應解決熱工保護動作后接點不返回的問題。

解決方案一：熱工保護不再起動失靈保護。如果熱工保護動作跳主開關，必同時關閉汽門，此時若汽門關閉而主開關失靈，逆功率保護應當動作，經延時再跳主開關并起動失靈保護；若主開關不失靈，逆功率保護不動作，失靈保護也不會被起動。這樣逆功率保護就可以起到替代熱工保護的作用。此方案的問題在于：（1）發電機必須裝有可靠的逆功率保護。現代大型發電機一般配置此保護，在使用中應注意保證該保護的靈敏性和可靠性。（2）由于該方案失靈保護的動作時間較長（需等待逆功率保護的動作），如果主開關三相失靈，發電機要作為電動機運行較長時間，可能對發電機和系統不利，當系統無功缺額較大而發電機又已經滅磁時，問題更嚴重；如果主開關單相失靈，逆功率保護的靈敏度如何，需要驗證，當然，此時，發電機其它電氣保護（如負序反時限保護等）也可能動作，起動失靈。

解決方案二：熱工保護起動失靈保護。按照技術規程的規定，采用雙重化構成和回路的判別方式進行閉鎖。

1.2判別回路

對分相操作開關，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。根據計算，零序電流的靈敏度基本無問題，能保證失靈保護的可靠起動。

對三相操作開關，因為要考慮開關三相和分相失靈，其失靈判別回路必須重新考慮。

用傳統的相電流元件時，考慮發電機、變壓器故障的特點，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，如匝間短路、熱工保護動作等，可能不能保證電流元件的動作，也即開關三相失靈時，判別回路不能起動，失靈保護拒動；而降低電流元件的定值，受條件限制，仍難保證任何故障時的靈敏度，且相電流元件正常處于動作狀態，需要在主開關跳開時可靠返回，這就對此元件及相應接點提出了很高的要求。

如果用分相操作開關的零序電流方案，開關三相失靈時，若為熱工保護動作或故障為對稱性故障，判別回路將不能起動，失靈保護拒動。

1.3電壓閉鎖

電力部頒“電力系統繼電保護及安全自動裝置反事故措施要點”強調，“除發電機變壓器組的斷路器非全相開斷的保護外，均應設有足夠靈敏度的電壓閉鎖控制多接點回路…”，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，發變組某些類型故障時，系統母線電壓變化不大。因此，對分相操作開關，電火（1992）157號文要求采用零序電流元件的動作接點解除復合電壓閉鎖，以保證此時失靈保護的動作。但對三相操作開關，就很難找到合適的解除電壓閉鎖的判據，如果用相電流元件，正常運行時就可能解除了電壓閉鎖，使電壓閉鎖起不到應有的作用；如果用保護動作接點，則在處理保護缺陷或部分保護校驗時，失靈保護的安全性又大為降低；如果再增加其它判據，回路又可能過于復雜。

綜合上面的分析，我們可以得出：主開關為分相操作開關時，熱工保護可以直接起動失靈保護，也可以不直接起動，由逆功率保護起動失靈。采用兩零序電流繼電器構成判別回路并解除電壓閉鎖。零序電流按照躲過正常運行時的不平衡電流整定。

2.瓦斯保護與失靈保護

按照技術規程規定，不允許瓦斯保護起動失靈保護。目前，某些設計的主變瓦斯保護動作時起動操作箱的永跳繼電器，永跳繼電器動作后起動失靈保護，相當于主變瓦斯保護起動失靈。要保證變壓器瓦斯保護不起動失靈保護，可使瓦斯保護單獨起動一出口中間繼電器，接至操作箱的手跳端子，而手跳不起動失靈保護。

在瓦斯保護尚未分開出口時，若斷路器失靈保護采用集成電路型或微機型裝置，從電流判別到失靈計時均在一個裝置內時（新設計的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聯系，不存在電流繼電器接點粘連的問題，應該說，失靈保護的安全性還是有保證的。有嚴重問題的是使用電磁型電流繼電器作為判別元件，而瓦斯保護又未分開出口時，非常容易誤起動失靈保護。

3.結束語

失靈保護運行的可靠性是大家都非常關注的問題，為最大限度地減少失靈保護的不正確動作次數，需要我們從接線、操作和設備質量等各環節著手努力。采用高可靠性的失靈保護判別元件或裝置，合理接線、整定，嚴格按規程操作，必將極大地提高失靈保護的正確動作率，為電網的安全運行作出應有的貢獻。

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