繼電保護中斷路器失靈保護探討

徐文力

(云南電力技術有限責任公司，昆明 650217)

0 前言

電力系統繼電保護是對電氣一次設備進行保護及控制的獨立系統，其中最重要的控制對象就是斷路器。在控制其分合閘時斷路器會出現由于機構原因引起分閘失效的低概率現象。在繼電保護動作出口跳斷路器時，一次系統的故障點不能迅速切除而引起故障范圍的擴大。這是必須設法避免的，其途徑就是配置斷路器失靈保護。斷路器失靈保護是在線路或其它元件發生故障，故障元件的保護動作發出跳閘脈沖而斷路器失靈拒絕跳閘時，以較短時間切除相鄰斷路器的一種近后備保護。斷路器失靈保護啟動的條件為:故障線路或電力設備能瞬時復歸的出口繼電器動作后不返回;斷路器未斷開的判別元件動作后不返回。

1 跳閘與啟動失靈

“啟動失靈”開入接點對應的源頭實質就是元件(線路、變壓器及高壓電抗器等)保護的動作出口接點，它必須與保護的作用對象的跳閘出口接點一一對應，即保護動作需要跳開某斷路器，則同時也需要啟動該斷路器的失靈保護(僅是“啟動失靈”判據滿足)。邏輯上如果保護動作條件滿足就需要跳開某斷路器，那么理論上該斷路器就存在失靈的可能性，因此保護動作跳某斷路器與啟動該斷路器失靈的出口邏輯完全一致，即跳閘與啟動失靈應是一一對應的。

2 解除復合電壓閉鎖

在母線保護裝置中配置的失靈保護分兩種形式:一種是斷路器失靈在母線保護裝置內進行判別，外部啟動失靈開入和本裝置內對應元件的失靈電流均滿足時母線失靈保護動作;另一種是母線上的元件在外部其它裝置內判別出失靈再開入母線保護裝置，在外部失靈保護動作開入本裝置時若母線電壓滿足，則母線失靈保護動作(在500 kV 系統中無母線復壓閉鎖判據，外部失靈開入直跳)。本質上，上述兩種失靈保護實現方式是相同的，差別僅僅在于失靈判別前者在母線保護裝置內部進行，后者在外部其他裝置內進行。問題的關鍵是，在220 kV 母線上對應變壓器間隔(一般為發變組間隔或啟備變間隔等)這種接線中，變壓器高壓側斷路器失靈保護在失靈動作時并不直接啟動母線失靈保護，而是第一時限(短延時t1)需要先解除母線失靈保護的復壓閉鎖。這主要是考慮到變壓器低壓側故障時，保護動作跳變壓器高壓側斷路器出現失靈，而變壓器內部阻抗使得母線上殘壓較高，無法開放母線失靈保護，在這種條件下需要立即解除母線失靈復壓判別。第二時限(短延時t2)再作為失靈動作開入啟動母線失靈保護。邏輯圖如圖1 所示。

圖1 啟動母線失靈保護邏輯圖

220 kV 母線上對應的線路斷路器間隔不存在以上問題，所以線路斷路器不考慮失靈動作先解除母線失靈保護復壓閉鎖這種情況，而是線路斷路器失靈動作直接啟動母線失靈保護。

3 啟動失靈特殊方式

一般斷路器保護裝置內配置的斷路器失靈保護有“發變三跳”開入失靈輔助判據，它是由“三跳不啟動重合閘啟動失靈”的繼電器TJR 的重動接點來啟動斷路器失靈的。在變壓器或發變組保護動作時，斷路器操作箱內三相跳閘回路中TJR 繼電器動作，其常開接點閉合后開入給斷路器失靈保護啟動失靈，即進入聯跳回路的“三相跟跳”邏輯。在這種回路設計中，并不取其它保護動作的接點回路，而是靠斷路器本身的操作箱三跳繼電器TJR 重動再啟動失靈。

4 對斷路器失靈保護的要求

用于啟動斷路器失靈的必須是能夠快速返回的電氣量保護，根據反措要求“不能快速返回的電氣量保護和非電量保護是不能作為斷路器失靈保護的啟動量”。正常情況下，在斷路器跳開以后其保護跳閘接點就會迅速返回，而非電量保護(一般為重瓦斯保護)動作跳開相關斷路器后其跳閘接點是不會迅速返回的，這樣斷路器失靈保護就一直處于啟動狀態，無疑增加了斷路器失靈保護誤動作的概率;另一方面，跳閘接點動作和返回都相對較慢，用來啟動失靈保護其可靠性較差，在非電量保護動作時電流可能不會快速增加達到失靈電流值，失靈保護也就很難啟動。至于“不能快速返回的電氣量保護”是指一些后備保護，如發電機低壓記憶過流等。

5 結束語

斷路器失靈保護是220 kV 及以上系統的近后備中防止斷路器拒動的一項有效措施。斷路器失靈保護在實際應用中應注重失靈啟動構成回路的完整性，它的二次回路牽涉面廣、電網系統依賴性高，投運后很難有機會利用整組試驗的方法進行全面檢驗。因此在設計、安裝、調試和運行各個階段都應加強質量管理和技術監督，保證斷路器失靈保護不留隱患地投入運行。

［1］RCS－921 A 型斷路器失靈保護及自動重合閘裝置技術說明書［R］.南瑞繼保電氣有限公司

［2］繼電保護和安全自動裝置技術規程［S］.國家質量監督檢驗檢疫總局，2006

［3］中國南方電網公司繼電保護反事故措施匯編［S］.中國南方電網公司，2008

［4］王建雄，羅志平，劉艷榮.220 kV 斷路器失靈保護啟動回路的問題探討及改進［C］.繼電器，2006