继电保护中断路器失灵保护探讨

徐文力

(云南电力技术有限责任公司，昆明 650217)

0 前言

电力系统继电保护是对电气一次设备进行保护及控制的独立系统，其中最重要的控制对象就是断路器。在控制其分合闸时断路器会出现由于机构原因引起分闸失效的低概率现象。在继电保护动作出口跳断路器时，一次系统的故障点不能迅速切除而引起故障范围的扩大。这是必须设法避免的，其途径就是配置断路器失灵保护。断路器失灵保护是在线路或其它元件发生故障，故障元件的保护动作发出跳闸脉冲而断路器失灵拒绝跳闸时，以较短时间切除相邻断路器的一种近后备保护。断路器失灵保护启动的条件为:故障线路或电力设备能瞬时复归的出口继电器动作后不返回;断路器未断开的判别元件动作后不返回。

1 跳闸与启动失灵

“启动失灵”开入接点对应的源头实质就是元件(线路、变压器及高压电抗器等)保护的动作出口接点，它必须与保护的作用对象的跳闸出口接点一一对应，即保护动作需要跳开某断路器，则同时也需要启动该断路器的失灵保护(仅是“启动失灵”判据满足)。逻辑上如果保护动作条件满足就需要跳开某断路器，那么理论上该断路器就存在失灵的可能性，因此保护动作跳某断路器与启动该断路器失灵的出口逻辑完全一致，即跳闸与启动失灵应是一一对应的。

2 解除复合电压闭锁

在母线保护装置中配置的失灵保护分两种形式:一种是断路器失灵在母线保护装置内进行判别，外部启动失灵开入和本装置内对应元件的失灵电流均满足时母线失灵保护动作;另一种是母线上的元件在外部其它装置内判别出失灵再开入母线保护装置，在外部失灵保护动作开入本装置时若母线电压满足，则母线失灵保护动作(在500 kV 系统中无母线复压闭锁判据，外部失灵开入直跳)。本质上，上述两种失灵保护实现方式是相同的，差别仅仅在于失灵判别前者在母线保护装置内部进行，后者在外部其他装置内进行。问题的关键是，在220 kV 母线上对应变压器间隔(一般为发变组间隔或启备变间隔等)这种接线中，变压器高压侧断路器失灵保护在失灵动作时并不直接启动母线失灵保护，而是第一时限(短延时t1)需要先解除母线失灵保护的复压闭锁。这主要是考虑到变压器低压侧故障时，保护动作跳变压器高压侧断路器出现失灵，而变压器内部阻抗使得母线上残压较高，无法开放母线失灵保护，在这种条件下需要立即解除母线失灵复压判别。第二时限(短延时t2)再作为失灵动作开入启动母线失灵保护。逻辑图如图1 所示。

图1 启动母线失灵保护逻辑图

220 kV 母线上对应的线路断路器间隔不存在以上问题，所以线路断路器不考虑失灵动作先解除母线失灵保护复压闭锁这种情况，而是线路断路器失灵动作直接启动母线失灵保护。

3 启动失灵特殊方式

一般断路器保护装置内配置的断路器失灵保护有“发变三跳”开入失灵辅助判据，它是由“三跳不启动重合闸启动失灵”的继电器TJR 的重动接点来启动断路器失灵的。在变压器或发变组保护动作时，断路器操作箱内三相跳闸回路中TJR 继电器动作，其常开接点闭合后开入给断路器失灵保护启动失灵，即进入联跳回路的“三相跟跳”逻辑。在这种回路设计中，并不取其它保护动作的接点回路，而是靠断路器本身的操作箱三跳继电器TJR 重动再启动失灵。

4 对断路器失灵保护的要求

用于启动断路器失灵的必须是能够快速返回的电气量保护，根据反措要求“不能快速返回的电气量保护和非电量保护是不能作为断路器失灵保护的启动量”。正常情况下，在断路器跳开以后其保护跳闸接点就会迅速返回，而非电量保护(一般为重瓦斯保护)动作跳开相关断路器后其跳闸接点是不会迅速返回的，这样断路器失灵保护就一直处于启动状态，无疑增加了断路器失灵保护误动作的概率;另一方面，跳闸接点动作和返回都相对较慢，用来启动失灵保护其可靠性较差，在非电量保护动作时电流可能不会快速增加达到失灵电流值，失灵保护也就很难启动。至于“不能快速返回的电气量保护”是指一些后备保护，如发电机低压记忆过流等。

5 结束语

断路器失灵保护是220 kV 及以上系统的近后备中防止断路器拒动的一项有效措施。断路器失灵保护在实际应用中应注重失灵启动构成回路的完整性，它的二次回路牵涉面广、电网系统依赖性高，投运后很难有机会利用整组试验的方法进行全面检验。因此在设计、安装、调试和运行各个阶段都应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。

［1］RCS－921 A 型断路器失灵保护及自动重合闸装置技术说明书［R］.南瑞继保电气有限公司

［2］继电保护和安全自动装置技术规程［S］.国家质量监督检验检疫总局，2006

［3］中国南方电网公司继电保护反事故措施汇编［S］.中国南方电网公司，2008

［4］王建雄，罗志平，刘艳荣.220 kV 断路器失灵保护启动回路的问题探讨及改进［C］.继电器，2006