断路器失灵保护分析

摘 要：针对断路器失灵保护中存在的一些问题，对失灵保护的设置和组成元件进行分析。

关键词：断路器；拒动；保护

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.125

0 前言

在电网规模不断扩大的现代社会，当出现某种故障需要及时切除故障设备时，如发生断路器拒动，将扩大故障范围，引起设备损坏。在继电保护的配置中，遵循近端保护的原则，断路器失灵保护得到了普遍采用。

1 断路器失灵保护的设置

断路器出现非全相运行时，三相电流严重不平衡，此时断路器如发生一相拒动，造成发电机组与系统单相联系的非正常运行状态。虽然由此产生的负序电流会引起负序电流保护动作，但由于断路器拒动，无法切除故障，长期运行必将引起发电机转子损坏。断路器失灵保护是指当某一设备出现故障需要切除，但其自身无法实现，可以启动失灵保护，通过切除其他相关断路器来达到切除故障的目的。

2 断路器失灵保护讨论

由于发电厂主接线的不同，高压侧断路器操作机构的差异，各发电厂的断路器失灵保护的配置不尽相同，在此对失灵保护的一些问题进行分析和探讨。

2.1 失灵保护复合电压闭锁元件

随着电网的不断发展，虽然复合电压闭锁可防止失灵保护误动，但其弊端也逐渐显现出来。

虽然增加复合电压闭锁可以使过电流元件的灵敏度提高，但在断路器非全相时，运行系统基本处于正常状态，系统母线电压变化不大，对母线三相电压影响不大，也不能产生较大的零序电压，不能使母线电压闭锁的电压继电器启动。所以复合电压闭锁功能不仅不能发挥作用，反而会造成失灵保护拒动，扩大事故范围。为了减少非全相状态下产生的负序电流对发电机转子的影响，在断路器非全相运行时应尽快解除复合电压闭锁，以防止出现重大电力系统事故。

现在新建大型机组多采用3 / 2主接线形式。由于变压器内部阻抗的存在，当变压器低压侧发生故障时，会在变压器高压侧产生较高的残压，零序电压和低电压判据反而使失灵保护无法出口。此时若高压侧断路器发生拒动，失灵保护无法启动。为了以较少的时间切除故障设备，建议取消变压器高压断路器失灵保护的复合电压闭锁功能。

2.2 失灵保护判别元件

断路器失灵保护启动可分为以下几种情况：分相启动、沟通三跳启动、充电保护启动、三相不一致动作启动。

以沟通三跳启动失灵保护为例：失灵保护的启动判据有四种，分别是低功率因数判据、负序过流判据、零序过流判据、相电流过流判据。

当断路器为三相联动断路器时，若在断路器出口处发生三相短路故障，此时断路器拒动，则零序电流和负序电流、低功率因素判据都无法起作用。因此此时只能依靠故障设备相电流的过流来启动失灵保护。只有当故障设备的三相电流值都大于过电流整定值时，失灵保护才跳闸出口。

2.3 失灵保护动作逻辑

3 结束语

发电机变压器组高压断路器容易出现拒动的问题，电网安全稳定受到影响。针对这一问题，根据多年的经验，阐述了可靠性更高的保护元件和启动元件，以先进技术实现了高压断路器保护的改善。

参考文献：

[1]能源部西北电力设计院.电力工程电气设计手册电气二次部分[M].北京：中国电力出版社，1999.

[2]邹森元.电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点[M].吉林：白山出版社，2000.

[3]华北电力科学研究院有限责任公司.发电厂及电力系统反事故技术措施汇编[M].北京：华北电力科学研究院有限责任公司，2002.

[4]南瑞继保.PCS-921G断路器失靈保护及自动重合闸装置技术和使用说明书[S].

作者简介：罗薇（1980-），女，广西南宁人，本科，助理工程师，研究方向：继电保护。