浅谈220kV断路器失灵保护

摘要： 在现代高压以及超高压的电网之中，断路器失灵保护是作为近后备的保护方式日益得到广泛让用。为了进一步确保失灵保护动作的有效性，避免由于误动而导致安全事故发生。本文就220kV断路器的失灵保护相关问题展开研究分析。

Abstract： In modern power grid of high and ultrahigh pressure， circuit breaker failure protection is widely used as mothball protection way increasingly. In order to further ensure the effectiveness of the malfunction protection action， avoid safety accidents due to misoperation， this paper made research and analysis on related problems of malfunction protection of 220kV breaker.

关键词： 220kV；断电器；失灵保护；可靠性

Key words： 220kV；breaker；failure protection；reliability

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1006—4311（2012）28—0117—02

0 引言

断路器的失灵保护指的是当故障电气发出继电保护动作的跳闸命令时，在断路器抗拒绝动作作时，借助故障设备发出的保护动作信号和拒绝动作的电流信息共同来判定断路器的失灵情况可以在短时间内切断同厂站内的断路器，缩小了停电的范围，进而确保了整个电网的安全有效运行，有效避免了发电机以及变压器之类的故障元件烧损过重。断路器拒绝动作属于在电网故障的基础上发生的一种断路器使用失灵的叠加故障，其允许合理降低相关的保护要求，可是必须将最终切除故障作为基本原则。

1 220KV断路器失灵保护隔离故障

如下以具有代表性的220kV双母双分段的接线方式作为例子展开分析。如图1所示。

1.1 线路开关操作失灵 线路发出保护动作的信号，258的7开关拒绝动作，启动失灵保护之后通过跟跳延，直至2587的断路器动作，通过跟跳母联延时，一直到母联2012动作，通过失灵延时后，将该线路1M线路上相关连接元件切除。

1.2 母联开关操作失灵 当保护信号向母联2012发出后，通过整定延时的母联电流仍超过母联失灵的电流值时，母联的失灵保护动作通过两条母线电压在闭锁后的第一段的时限将分段2015、2026开关完全切除，在第二段时限将两条母线上全部的连接元件完全切除。

1.3 分段开关操作失灵 当1M母差没有返回动作而且还有电流存在于分段2015，同时1M电压的闭锁开关开放时，RCS—915分段则难以启动失灵保护。一旦分段二次启动发生失灵时，入接点的动作信号发出后，通过整定延时，分段电流依旧超过分段失灵的电流值，这个时候失灵保护动作会在第一时限完全切除掉2056母联的开关，将第二时限将5M母线上的全部连接元件均切除。

1.4 主变变高开关操作失灵 2M母差出现保护动作时，#1主变变高上的2201开关会拒绝动作，并且在第一时限直接跟跳#1主变变高的2201开关，主变的三侧也是直接联切跟跳。

2 保护动作的基本原理

2.1 线路保护TA发出动作信号后，开关A相拒绝动作 当TA动作时被失灵保护发现，如果相电流>失灵的相电流，所经失灵保护的电压闭锁会将失灵保护动作全面进行；如果连接2M展开运行时，会闭合2G刀闸处的节点，同时在失灵保护中直接跟跳延时直到二次动作运行到断路器，进而通过跳母联将动作延时发送到母联，将2M路线上全部连接元件切除。

2.2 TJR接点会在母线进行保护动作后闭合，可开关拒绝动作 当TJR接点发生动作时，会被保护动作发现，如果在这个元件上的任一相电流>失灵相电流，则电压闭锁会在进行保护动作的过程中无法启动动作；如果这条与2M线路连接之后展开运行，则会闭合2G刀闸处的节点。在失灵保护中直接跟跳延时直到二次动作运行到断路器，进而通过跳母联将动作延时发送到母联，将2M路线上全部连接元件切除。

2.3 母联开关发出保护动作信号，接点TJR要闭合，而开关拒绝闭合 当保护动作向母联发出跳令后，通过整定延时后母联的电流电流>母联失灵相电流，则则电压闭锁会在进行保护动作的过程中将两条母线电压进行分时段切除，首先第一时段切除分段开关，第二时限则是将两条母线上的连接元件完全切除。

2.4 主变变高的开关操作失灵 1TJ闭合的启动失灵，主要是因主变保护展开动作；2TJ闭合的启动失灵主要是因主变保护展开二次动作；高压侧的开关会失灵，主要是因主变低压侧存在故障。基于这些因素，应考虑可能是由于高压侧的母线电压的相关闭锁元间件不够灵敏，为预防这类情况发生，应设置独立出失灵启动并且解除电压的闭锁开入回路。具体如下图2。

3 新旧的失灵回路比较

①2007年的反措3.2.2条指出“每条母线需以两套失灵保护功能佳的母线差动保护，且安装于各自屏柜中，同时配备相应跳闸线圈。”

上述反措是为了保障失灵保护动作的安全可靠；而配备相应跳闸线圈，不仅简化二次回路，也确保回路的独立，避免了寄生回路形成，同时也确保其可靠性。

在旧设计中：如图3所示，母差保护和单套配置同时启动失灵保护时，由于在出口时都作用在断路器的2个跳闸线圈，故易出故障。

在新设计中：在共用出口处，优化断路器及微机型母差失灵保护的配置，使得展开保护时分别作用于断路器不同的跳闸线圈，可避免出故障。

②2007年的反措3.2.6条指出：“微机型母线以及失灵保护的判断母线在运行时，开关的输入接点主要采取开关场地的母线刀闸以及开关辅助的接点，不应用经重动电压的切换接点、跳闸处的TWJ接点。”

上述反措是为预防重动的继电器和辅助接点出现故障时造成母差或者是失灵保护误动；再有可使母差保护的外部回路简化，进而确保两套母差保护间的回路具有独立性。

传统的电压切换回路，如下图4所示，其在设计上游缺陷，因母线刀闸的辅助开关通常会闭合，接点故障无法接通常开的开关，造成Ⅰ以及Ⅱ的母电压在切换回路时，同时发生动作，造成Ⅰ以及Ⅱ母的PT在二次侧一同并接。若正好母线处在分列的运行状态，会容易损坏继电器。

如果此站失灵保护是在失灵启动的回路连接电压切换的接点，会造成失灵保护动作。如果使用开关场地的母线刀闸等。则可避免事故。

③2007年的反措3.1.8条指出：“线路断路器的三相不相一致，会无法启动失灵保护。”这是因在此种情况下会发生零序电流，可健全相还可输送较小功率，未影响系统的稳定，允许短时发生。三相不相一致，会导致相邻线路由于零序保护发生误动，所以其不启动失灵保护。

由上可见，①反措可简化二次回路，确保回路见的独立性，避免产生寄生回路。②可有效预防母差或者失灵保护出现误动。③反措可避免扩大事故范围。

4 结语

总而言之，失灵保护作为断路器不仅简化回路，还具有瞬时跟跳的功能，大大保障了的电网的稳定运行。

参考文献：

[1]杨泽斌.浅谈220kV断路器失灵保护改造[J].中国新技术新产品，2011.（01）.

[2]尚晋.断路器失灵保护的配置与反措的探讨[J].电工技术， 2010（08）.

[3]赵立文，万鹏.浅析电网操作和新间隔投运等过程中的继电保护问题[J].广东科技，2009（08）.

[4]贺春，李鑫.220kV主变压器高压侧断路器失灵保护的若干问题分析[J].电力系统保护与控制，2010（01）.

[5]杨朝菁，钱美芳.高压电网双母线接线断路器失灵保护回路设计分析与改进[J].江苏电机工程，2009（03）.