断路器失灵保护的技术探讨

在实际的工程应用中，失灵保护设备包含失灵启动、失灵保护2个概念的产品。同时失灵保护的设计涉及到系统保护、元件保护2个专业范畴。因此，一套失灵保护系统的设计往往涉及到多种保护的设备。而且失灵启动装置、失灵保护装置2种设备紧密联系，缺一不可。 来源:www.tede.cn1应用现状

　　在常规变电站中，断路器失灵保护完全采用常规的继电器完成。这种保护由于涉及一次设备多，二次回路牵涉面广，投运后很难有机会利用整组试验的方法进行全面检验。因此，在常规站中对断路器失灵保护在设计、安装、调试和运行各个阶段都需要加强质量管理和技术监督，保证断路器失灵保护不留隐患地投入运行[3]。 来源:输配电设备网　　在综合自动化系统变电站中，由于采用了微机型失灵保护，解决了常规保护中常见的问题。这种保护由于采用高性能、高可靠、大资源的硬件系统，软硬件集成度高，使设计接线大大简化，回路接线越来越简单，使保护的安全性、可靠性都大大地得到了提高。 来源:www.tede.cn2失灵启动(保护)装设原则 请登陆:输配电设备网 浏览更多信息(1)220kV 及以上电压的电网中，各厂、站相应电压等级均应装设。(2)330kV 及以上电压厂、站的、110kV部分，当断路器拒动，切除时间过长，会严重影响主网稳定水平时，应考虑装设。

(3)有特殊要求和限定的110kV 厂、站，如主网中的主力厂、站及用户供电有特殊限定的厂、站，可以考虑装设。

　　是否装设失灵保护，还应考虑相邻元件的远后备保护是否有足够的灵敏度，还要考虑所使用断路器的性能以及用户的操作习惯[1]。3失灵保护的接线设计原则

　　(1)失灵保护的具体接线和组屏可根据一次主接线的接线方式而定。对于单双母线的主接线方式，通常采用以母线为单元的原理接线及组屏方式(而对于一个半断路器接线和角形接线，则应采用以断路器为单元的接线方式，其组屏可以采用分散布置(按断路器)或按串布置(一个半断路器接线)的方案。

　　(2)失灵保护由故障元件&线路或变压器等’的保护动作触点启动，其启动方式可分为按相启动或三相启动2种。前者动作较快，后者简单。

　　(3)断路器位置判别采用其位置继电器触点，这里，推荐采用专用

的相电流判别元件。

　　(4)故障判别元件一般采用母线复合电压元件。

　　(5)失灵保护延时元件的整定时限应大于断路器的跳闸时间与保护装置的返回时间之和，并有一定的裕度。通常取0.3～0.5s。

　　(6)接线中的具体要求有以下几点①要求所有跳闸出口回路应采用不同继电器的两副触点串联输出，以防继电器误碰或触点卡住时误动跳闸。②失灵保护启动后，应首先瞬时重跳本断路器一次，这样配合电流元件的判别，可以防止由于保护误动等情况下，失灵保护的瞬时出口被误启动。③接入电流元件的电流互感器，不应与其它电流互感器元件再并接，否则应有防止并联12汲出电流影响的措施。④失灵保护动作应尽快断开所有电源回路，包括断开变压器各侧回路及远方跳开线路对侧断路器。⑤对于分段单母线及双母线，失灵保护动作应先跳开母联或分段断路器，并闭锁会误动的平行线路保护，然后再断开其它相关的断路器。⑥对于双母线接线的失灵保护，应能适应各连接元件倒换母线时自动切换的要求，为此失灵保护的启动回路及跳闸回路均应经电压切换继电器触点控制。⑦失灵保护动作跳开线路断路器的同时，应闭锁其重合闸回路[1]。

4微机型失灵保护的原理

　　从目前国内各厂家微机型失灵保护的产品类型、应用情况来看，可以把失灵保护装置分为2种)第一种是对于3/2。接线的断路器失灵保护，采用的是失灵保护和电流失灵启动功能合一的装置。第二种是母线失灵保护。对于3/2。接线的断路器接线形式，有的地区除了按断路器已经配置了失灵保护外，同时也配置了母线失灵保护。下面主要对两种微机型失灵保护装置及多种失灵启动装置的原理进行探讨。 来源:http://tede.cn4.1微机型母线失灵保护(例如CSC150)

　　微机型母线失灵保护包括:①母线失灵保护配置方式。一般应用在110kV(如西北网)、220kV及以上电压等级的母线保护中，按母线配置。国内厂家的习惯做法是把失灵保护功能做为母差保护的一个功能模块，失灵保护功能和母差保护功能采用一台装置来完成&个别地区母差保护和母线失灵保护采用各自独立装置完成’②母线失灵保护的工作原理[5]。装置在应用于110kV及以上母线时，配置了2种启动方式的断路器失灵保护:无电流元件的断路器失灵保护，该方式的失灵保护由外部失灵启动装置启动本装置失灵保护，本装置无电流元件，不进行电流判别。有电流元件的断路器失灵保护，该方式的失灵保护由线路保护装置或元件保护装置跳闸接点启动本装置失灵保护，电流判别及失灵逻辑由本装置自身完成。用户可以根据各自的需要通过设置控制字选择断路器

失灵保护电流判别元件是否投入。断路器失灵保护具有独立的复合电压闭锁元件，该元件在双母线运行方式母线互联运行(母联断路器闭合或非母联间隔刀闸双跨)TV异常时自动进行TV切换。此外断路器失灵保护还具有失灵启动开入超时告警并闭锁失灵保护功能。4.2微机型断路器失灵保护(例如CSC121A)

　　(1) 断路器失灵保护配置方式[4]。对于220kV及以上电压等级3/2。接线的断路器方式，失灵保护按断路器配置，每台断路器配置一台失灵保护装置。国内厂家习惯做法是断路器三相不一致保护、失灵保护、断路器重合闸等断路器的辅助保护功能做在一个装置中。具体工程配置是在一个串中，线路(或主变)保护单独组屏，断路器辅助保护单独组屏。一般情况下，失灵保护已按断路器配置了，3/2接线方式下的母线保护可以不配置失灵保护，但在很多地区实际应用中，母线保护装置中也要求配置失灵保护。

　　(2)断路器失灵保护的工作原理[4]。失灵保护分为3个阶段，保护跳闸瞬时重跳、线路保护单跳延时三跳、开关失灵延时跳相关断路器。整个失灵保护功能可经控制字投退:①失灵保护的启动。失灵启动设置了3个启动元件，电流突变量启动、零序辅助启动、负序辅助启动，任一元件动作失灵保护就启动。②瞬时重跳功能。失灵保护启动后，收到单相跳闸命令，且相应相有电流，则瞬时重跳该相。跳闸命令或电流收回，瞬时重跳命令收回。若收到两相或三相跳闸命令，任一相有电流，则瞬时重跳三相。若同时收到两侧的跳闸命令或收到跳闸命令时还有沟通三跳信号(从重合闸模块来)，且任意相有电流，则瞬时重跳三相。外部跳闸命令收回或电流条件不满足，瞬时重跳命令也收回。③延时三跳功能。装置设置了失灵三跳回路，来提供单跳延时跳三相的功能，从而形成瞬时重跳、延时三跳、延时跳相关三级失灵保护。该延时跳三相功能可经控制字投退。若单跳延时跳三相的功能投入，在收到单相跳闸命令后，若相应相电流大于失灵保护定值，经设定的延时跳本断路器三相。单跳延时三跳的功能可经零序过流开放，在该条件下，若零序电流不大于定值，即使跳开相电流大于整定值也不跳三相。在发出跳闸令后，若外部跳闸信号返回或有流条件返回，则跳三相信号也返回。④延时跳相关断路器。收到单跳信号且相应相电流大于失灵电流高定值，或收到三跳信号且任一相电流大于失灵电流高定值，经延时后跳相关断路器。若延时到之前相应相电流返回或外部跳闸信号返回，则该延时计时器返回，不发跳相关断路器命令。⑤非故障相失灵回路。保护收到三跳信号且任一相电流大于失灵电流高定值，之后三跳信号一直不收回，但任意相电流大于失灵电流低定值，经失灵延时后跳相关断路器。若延时

到之前相电流小于失灵电流低定值或外部跳闸信号返回，则该延时计时器返回，不发跳相关断路器命令。此回路设计主要意图是若保护三跳，故障相跳开，但非故障相失灵，失灵保护也能动作。如果不需考虑非故障相开关失灵，将失灵电流低定值整定同失灵电流高定值即可。⑥发变组跳闸的失灵保护。发变组跳闸失灵可经零序过流、负序过流元件、相电流元件开放，零序过流、负序过流元件都可经控制字控制投退。另外，装置还专设了合位闭锁发变组失灵的控制字，当此功能投入时，必须在有发变组合位开入时，发变组跳闸的失灵瞬动和延时跳相关断路器才能出口，否则，即使相电流或零序、负序电流满足条件，也不会出口。不投入合位闭锁发变组失灵功能时，在收到发变组三跳信号时，根据控制字判断相应的零序过流、负序过流或相过流是否动作，若任一元件动作，瞬时跳本断路器，延时跳相关断路器。 请登陆:输配电设备网浏览更多信息

　　若发变组三跳信号返回或开放条件(发变组合位、相电流、零序过流、负序过流元件)返回，则跳相关断路器延时计时器也返回，不发跳相关断路器命令。

4.3 微机型失灵保护的外部失灵启动回路

　　微机型失灵保护还需要单独的失灵电流启动判别元件，在220kV及以上的系统中，微机型电流失灵启动功能随断路器辅助装置配置，断路器的三相不一致保护、重合闸、失灵启动等功能以不同的功能模块在一个装置中实现。对于110kV系统，有的采用单独的失灵启动装置，有的集成在、110kV线路保护装置中实现失灵启动的功能，有的在切换箱中配置一块插件来实现失灵启动的功能。目前采用的微机型电流失灵启动装置，已经大大简化了回路的接线。失灵保护的外部失灵启动元件设计回路主要有以下几种:①220kV及以上电压等级的3/2。断路器接线方式(例如CSC121A)。失灵启动功能含在微机失灵保护装置中，按断路器配置。该装置需要接入Ⅰ线保护单跳和三跳命令Ⅱ线保护单跳和三跳命令、发变组三跳或合位(用于发变组时)。装置失灵启动设置了3个启动元件，电流突变量启动、零序辅助启动、负序辅助启动，满足反措中关于发变组失灵保护的要求，任一元件动作失灵保护就启动。再辅以收到的开入信号，实现保护跳闸瞬时重跳、线路保护单跳延时三跳、开关失灵延时跳相关断路器的功能。②220kV及以上电压等级的双母线接线方式(例如CSC122A/B、CSC122T)。电流判别的失灵启动功能和三相不一致等保护功能在一个微机保护装置中实现。失灵启动经相电流、零序电流和负序电流闭锁，失灵启动功能的启动元件为电流突变量启动、零序辅助启动和三相不一致启动的或门。

　　启动元件动作后，且对应相电流大于失灵启动定值时，失灵启动动

作接点闭合，同时串接Ⅰ线、Ⅱ线的保护动作接点，通过电缆接至母线失灵保护装置的开入，作为失灵保护的启动判据，共同完成失灵保护的功能。③110kV电压等级单双母线接线方式(CSC161A)。330kV及以上电压厂站的、110kV部分(如西北网的、

110kV部分)，需要装设断路器失灵保护。失灵启动元件有以下2种配置方案:电流判别元件采用单独的装置，或和电压切换箱合用一个装置。电流判别元件和线路保护合用一个装置。 来源:http://tede.cn　　任一相电流大于失灵启动电流定值，失灵启动电流元件动作。失灵启动电流继电器触点与保护动作触点串联后用于启动断路器失灵保护，或者失灵启动电流继电器触点给母差判别是否为TA与断路器之间的保护死区故障之用。 请登陆:输配电设备网 浏览更多信息5 结束语

　　目前的微机型失灵保护装置适用于国内各种电压等级、各种接线的变电站，装置采用了大容量、高可靠性的硬件和完善的功能软件模块设计。只要工程设计合理、现场接线准确、合理整定，严格按规程操作，就能保证失灵保护的正确动作率，确保电网的安全运行。 来源:www.tede.cn