浅谈高压断路器继电保护综合措施

韩健 曾铉

浅谈高压断路器继电保护综合措施

韩健 曾铉

高压断路器技术与过去相比有了很大的进步，而且在设计理念和方式上也有了相当大的改变，因此在断路器的实际工作运行中会出现一些不合理的现象。如何在高压断路器与继电保护装置之间建立既有联系，又有区别的关系，本文将重点论述高压断路器与继电保护装置之间在共同工作时容易出现的问题，对二者之间的关系进行详细分析，并对高压断路器继电保护的综合措施进行具体研究。

高压断路器 继电保护 综合措施

在传统的高压断路器继电保护设计中，继电保护装置可以完成断路器的部分功能，这给二次配线的过程带来了一些不必要的麻烦［1］。但是随着近些年我国高压电网技术的发展，高压短路器的技术也逐渐变得日益成熟和完善，某种程度上简化了断路器继电保护回路的接线过程，从而使整个二次配电的过程更加清晰快捷。

1　断路器的基本特性

额定电压、额定电流、过载保护和短路保护的脱扣电流整定范围是目前高压断路器的几个基本特性［2］。

额定电压指的是断路器在正常运转，且从不间断的情况下工作时候的电压。

额定电流指的是配有专门的过电流脱扣继电器的断路器在制造厂家规定的环境温度下所能无限承受的最大电流值，但不能超过电流承受部件规定的温度限值。

过载保护指的是为了防止主电源线路因为过载导致保护器过热损坏而加装 的保护设备。其发生的原因有很多，例如导线截面选择不当，实际负载已超过导线的安全电流等。

2　断路器跳合闸闭锁

传统高压断路器由于受到技术水平和资金经验的限制和约束，断路器压力异常闭锁合跳闸仅仅是通过触发压力闭锁继电器来实现的，考虑到对高压断路器在工作过程中的整体运行状况进行仔细、逐一监视和控制，会花费大量的资金，而我国在这方面的扶持力度还不够大，所以相关的设计者只是采用任何一个环节出现问题都会选择闭锁断路器三相操作回路。这样做的好处是节省了企业的经营成本，但同时也造成在工作过程中会出现一系列不可避免的问题。经过多年的研究证明，越来越多人认为采用分相监视能有效提高断路器在运行过程中的可靠性。传统断路器发生故障后，继电保护装置通过实际的操作，实现三相闭锁。但这只是针对正常故障而言，如果遇到非正常故障，则只能通过断路器失灵，继电保护装置启用后备操作来排除故障，操作时间如下：

t=t（单相监视动作时间）+t（失灵保护动作时间）

由此可以看出，三相综合监视下正常相故障动作时间要长于单相监视，不利于及时排除故障，对断路器的危害较大，甚至对整个供电系统都会带来负面影响。

3　继电保护装置防跳回路

断路器的防跳是指专门设置一个防跳回路，对断路器工作中出现的异常电压进行检测和控制，在避免事故发生的同时，保证断路器不会非正常合闸。

目前我国电力技术中有两种方法可以预防断路器防跳，一是通过由断路器的生产厂家提供安装防跳单元进行防跳，二是通过断路器的生产厂家的操作箱防跳回路进行防跳。使用这两种方式是因为目前我国的电力技术仍然沿用了计划经济时期的生产和设计模式，所以在实际的使用过程中会出现一些矛盾的地方，在防跳性能上还有不小的改进空间。

多种继电保护装置共同发挥作用，这是继电保护在传统断路器设计过程中防止断路器跳跃的重要方式。具体来说，继电保护在断路器发生故障之后，通过端子接线和开断接点之间的相互配合，使断路器在可跳闸位置闭锁，这样一来就很巧妙地防止了断路器的跳跃现象。

科学技术的发展使得人们在制造和使用科技产品的时候越来越便利，在最新的断路器设计过程中，设计者已经实现了让断路器自我防止跳跃的功能，其依靠自身内部的继承模块，而不再需要外部端子或基点保护设备作为桥梁来防止跳跃。

4　跳闸回路电源设计

在继电保护的设计过程中，为了防止高压断路器拒动，应排除可能出现的各类状况，110kV以上的电压等级配备明备跳闸装置。但是参与设计的工作人员在实验中逐渐发现，当断路器发生短路时，由于其自动切换装置的动作，直流电会自动切换到第二组直流电源上，造成第二组直流电源电路被烧，从而导致整个断路系统失去可靠的操作点资源。

在电力系统的反事故措施规定中，不允许直流电源采用自动切换的方式，而通过对高压断路器操作系统在继电保护中至少提供两套相同的压力闭锁触点，采用两套压力闭锁控制回路，以保证断路器在发生故障时能够有足够的动力来源。

5　重合闸技术

在电力系统的运转中，重合闸技术可以有效提高供电的稳定性，微机在压力低闭锁情况时自动发出重合闸命令是，断路器的操作会进入到“分——延时0.3s——合——分”的恶性循环中，这样一来对电源材料会有较大的损伤，产生较强的电弧效应，甚至还有可能导致断路器发生形变。所以设计者在对断路器进行相应的设计中要注意，断路器在操作过程中只能实现“单分”或者“单合”，不可在同时间内进行“分”与“合”交替操作。

6　断路器在操作过程中压力闭锁回路存在的问题

目前，我国城市用电量非常大，为了满足城市的用电需求，城市电网是不会允许断路器发生拒动现象的，所以在满足继电保护装置要求的同时，对压力闭锁回路装置进行了双重化设置。而且为了有效控制断路器因为拒动而出现继电保护失灵的现象，电网在故障还没有发生的时候就会跳闸操作元件，断路器的回路箱、电源操作等都使用双重化的设置方式进行配置。为了有效防止继电器压力闭锁失电现象，直流电源消失之后，通过切换电源的方法将压力闭锁继电器应用于第一组电源设备中，然后切换至第二组电源，从而保证跳闸的情况下依然能正常使用。

7　结语

断路器是新时期下电力系统全新发展的产物，其独特的创新设计为电力系统的继电保护提供了许多优秀的观点，在本质上减少了企业对外部设备的需求，为电力系统安全运行提供了有利的基础。本文在探究高压断路器继电保护综合措施时，对其中一些观点进行了总结，具体如下：（1）断路器与继电保护在防跳模板上互相冲突，在实际的运行过程中会造成非正常的断路器拒动；（2）机构电源要避免断路器出现电源消失的现象，因此断路器要在设计中有两套相对独立的机构电源控制回路；（3）断路器在设计过程中要注意重合闸只能单分或单合，不可进行分合交替操作。

［1］陈森晓.浅谈高压断路器继电保护综合措施［J］.机电信息，2010，12（11）：139-140.

［2］刘勤.新型高压断路器与继电保护装置配合设计措施分析［J］.硅谷，2010，07（10）：25.

注：韩健身份证号：男，330102198712083010；曾铉身份证号：女，432503198405083161。