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1、浅谈断路器失灵保护周健（广东电网公司茂名供电局广东茂名525000）摘要：该文主要介绍断路器失灵保护的工作原理，从3/2断路器接线方式和双母线接线方式两 种接线方式分析比较和总结断路器失灵保护的工作原理及其运行注意事项。关键词：断路器失灵；必要性；原理；接线方式；【作者简介】周健（1972）广东茂名人，研究生，现任茂名供电局电气工程师。 研究方向：变电运行管理。电网系统随着社会的发展而迅速发展，电网的稳定运行问题也越来越重要。半电力 系统一次设备故障吋，保证保护的正确动作和限制故障的范围就显得极其重要。断路器 失灵保护在发生故障时断路器拒绝跳闸或者故障发生在断路器和电流互感器之间时能 迅速跳开
2、其他相关的断路器来切除短路故障，防止故障进一步扩大和减少故障时间。1. 断路器失灵保护的必要性由图1.1来说明装设断路器失灵保护的必要性。在图1.1中，线路L1上发生故障, 断路器1DL失灵拒动，未装设断路器失灵保护时，由线路L2、L3及变压器B的后备保 护动作，跳开9DL、10DL、4DL、6DL及7DL,将故障切除。若装设断路器失灵保护，当 1DL拒动时，断路器失灵保护以较短的延时动作跳开5DL和2DL,即可将故障切除，使 停电范围缩到最小。由其他元件的后备保护动作来切除故障，明显延长了故障的切除吋 间，并且扩大了故障范围。图1.1由此可见，装设断路器失灵保护后，不仅缩短故障的切除吋间，缩
3、小故障范I羽， 而且有利于对故障情况的分析和缩短非故障设备恢复供电的吋间。2. 断路器失灵保护的工作原理断路器失灵保护的作用是在屯力系统一次设备母线连接元件上发生短路故障，故 障元件的保护正确动作，而其断路器拒绝跳闸时；或者故障发生在断路器和电流互感器 之间，故障元件的保护动作跳开断路器，但是故障未切除的情况下，跳开相邻的断路器 来切除短路故障，防止故障进一步扩大和减少故障时间。继电保护和安全自动装置技 术规程规定：在220kV及以上电压等级的电网，以及110kV电网的重要部分均应装设 断路器失灵保护。断路器失灵保护的工作原理图如图2.1所示，由启动部分、时间元件及出口元件组 成。图2. 1断
4、路器失灵保护的工作原理图为了保证断路器失灵保护动作的可靠性，保护必须具备下列两个条件才能启动：（1）故障元件的保护出口继电器动作后不返冋；（2）在故障元件保护的保护范围内依然存在着短路，失灵判别元件启动。失灵判别元件可采用检查母线电床的低电床继电器，或者采用检查故障元件的电 流继电器作为失灵判别元件。失灵判别元件的动作值应按照该元件末端短路时保护有足 够的灵敏系数整定。为了保证断路器失灵保护动作的可靠性，断路器失灵保护的吋间元件在故障元件 的保护动作后开始计吋，因此，整定断路器失灵保护的动作时间时，按躲过断路器的跳 闸时问与保护的返回时问之和即可。断路器失灵保护的配置与电力系统的一次接线方式有
5、关，一次接线方式不相同， 断路器失灵保护的配置和工作原理也不和同。下面从双母线接线方式和3/2断路器接线 方式两种方式分析断路器失灵保护的工作原理。3. 双母线接线方式的断路器失灵保护在llOkV或者220kV电压等级的较重要的电力系统，为保证供电的可靠性，母线 设备一般采用双母线接线方式。双母线接线方式下的断路器失灵保护与单母线接线方式 的相比，工作原理大同小界，只是双母线接线方式的断路器失灵保护较为复杂。双母线 接线方式的断路器失灵保护由失灵启动部分和失灵出口部分组成，前者由线路或母联的 “断路器保护”的失灵启动元件实现，后者则由“母差保护装置”的断路器失灵保护出 口元件实现。下而以深圳南
6、瑞的BP-2B型微机母差保护装置（包括断路器失灵保护）和RCS-923A 线路断路器保护装置为例来阐述双母线接线方式下断路器失灵保护的工作原理。A. “失灵启动部分”的工作原理RCS-923A型的断路器保护装置，半线路保护启动且相电流I Ismd（失灵启动定值） 吋，瞬时接通RCS-923型保护该相失灵启动接点，该接点与线路保护该相跳闸接点串联 后启动失灵。失灵启动接点分为分相失灵启动接点与三相失灵启动接点。失灵启动工作 逻辑如图3. 1. 1和图3. 1. 2所示：ASLA)相失灵起动输出(BSLB)相失灵起动输出(CSLC)相失灵起动输出(SL2) 三相失灵起动输出(图3. 1. 1断路器
7、失灵起动T作逻緝图1断路務保护失灵启动线路保护装登开入公共端失灵保 护屏2LS匚失灵保护屏I/ TJRIII分相操作箱图3. 1. 2断路器失灵起动工作逻辑图2线路断路器失灵起动工作逻辑如下：图3.1.1是RCS-923A型断路器保护失灵起 动回路，当电流条件满足且失灵保护投入的条件下保护起动，断路器失灵保护起动后， 图3. 1.2中SLA、SLB、SLC、SL2接点闭合，同时线路保护出口继电器TJA、TJB、TJC 及三跳、永跳继电器T.JQ、TJR动作后不返回，断路器失灵启动给失灵保护屏提供一个 开入量，由失灵保护进行逻辑判断，满足条件后岀口动作跳开相关的断路器。B. “失灵出口部分”的工
8、作原理双母线接线方式下，出母线连接的某断路器失灵吋，由该线路或冗件的失灵启动 装置(断路器保护)提供一个失灵启动接点给断路器失灵保护装置。木装置检测到某一 失灵启动接点闭合后，启动该断路器所连的母线段失灵出口逻辑，经失灵复合电圧闭锁, 按整定的“失灵出口短延时”跳开母联开关，“失灵出口长延时”跳开该母线连接的所 有断路器。以I母连接的断路器失灵为例说明，如图3. 2.1所示。1开入公共端1失灵保 护屏1 i11-SLI母失灵出口起动I母失灵复合电压动作I母刀闸I母失灵出口起动-！II母刀闸LII母失灵出口起动| II外部接点图3. 2.1双母线方式的失灵保护工作逻辑框图双母线接线方式的母差失灵
9、保护，通过T、TT母隔离刀闸的辅助接点的闭合来判 断断路器运行于那段母线，如图3. 2.1,断路器运行于I段母线时，I段母线侧的隔离 刀闸的辅助接点闭合，保护判断该断路器运行于I段母线，当该断路器失灵吋，断路器 保护失灵启动后，经I母失灵出口起动，同吋I母失灵复合电压动作前提下，失灵保护 经短延吋跳开母联开关后，经长延吋跳开I母连接的所有断路器。4. 3/2断路器接线方式的断路器失灵保护3/2断路器接线的断路器失灵保护也是由失灵启动元件和失灵出口元件组成，与双 母线方式不同的是，启动元件和出口元件的功能均由断路器保护装置实现，一般设有两 个及以丄启动冗件：(1)相电流突变量启动；(2)零序电流
10、辅助启动等；3/2断路器接 线的断路器失灵保护在启动元件动作后，收到保护的跳闸信号及启动元件不返冋，经一 定的延时后动作出口，切除与该断路器相关的所有断路器。与双母线接线方式的断路器失灵保护相比，在3/2断路器接线小，线路断路器失灵 保护动作后，不仅跳开本侧和关的断路器，还通过该线路的远方跳闸保护跳开线路对侧 的断路器。如图4.1所示，半线路L1发生故障，断路器4DL失灵拒跳吋，其断路器失灵保护 动作直接跳开本侧断路器5DL和7DL,同时由断路器失灵保护启动本侧的远方跳闸保护 向对侧发信跳开对侧的断路器1DL、2DL,将线路LIJL的故障切除。2DL圭变3DL4DL7DL1远方11跳闸;主变F
11、5DL8DL线路L线路6DL9DL图4.1 3/2断路器接线方式3/2断路器接线方式的断路器失灵保护还具有瞬时联跳功能，启动元件动作后，断 路器失灵保护收到保护跳闸的信号，且电流大于失灵电流定值吋，瞬吋联跳木断路器。 若断路器还在合闸位置，断路器失灵保护收到保护的跳闸信号及启动元件不返回，经一定的延时后动作切除相关的断路器。确保了在断路器完全失灵的前提下起动断路器失灵 保护，进一步避免停电范围的扩大。5. 断路器失灵保护运行注意事项在双母线接线方式下的线路保护进行定检等T作时，为了防止工作时的试验电流误流入失灵保护 冋路，造成失灵保护谋动，必须断开该断路器的失灵保护启动冋路。断路器退出运行后，
12、应退出其 相应的断路器失灵保护启动冋路。对电流互感器作升流试验时，应断开相关的断路器失灵冋路，防 II失灵保护误动。修改断路器失灵保护定值前，必须退出断路器失灵保护所有出口跳闸压板。3/2断 路器接线方式的出线线路停电，断路器闭环运行时，应退出相关的断路器失灵启动远跳发信I叫路。 该文原载于中国社会科学院文献信息小心主办的环球市场信息导报杂，忐 总第441期2012年第04期（1月28 口出版）转载须注名来源参考文献1 500RV变电运行岗位技能培训教材.全国电力工人技术教育供电委员会，第一 版，中国电力出版社,19982 BP-2B微机母线保护装置技术说明书VI. 04,深圳南瑞科技有限公司.2005
