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線路的斷路器失靈保護(hù)是在線路發(fā)生故障，故障元件的保護(hù)動作發(fā)出跳閘脈沖而斷路器操作失靈拒絕跳閘時，通過線路的保護(hù)作用于相鄰斷路器跳閘，或利用相應(yīng)通道，使遠(yuǎn)端有關(guān)斷路器同時跳閘的保護(hù)。它是在斷路器拒絕動作時，能夠以較短的時限切除其它相關(guān)斷路器，使停電范圍限制為最小的一種后備保護(hù)，在電力系統(tǒng)中具有很重要的作用。
在實際的工程應(yīng)用中，失靈保護(hù)設(shè)備包含失靈啟動、失靈保護(hù)兩個概念的產(chǎn)品。同時失靈保護(hù)的設(shè)計涉及到系統(tǒng)保護(hù)、元件保護(hù)等兩個專業(yè)范疇。因此，一套失靈保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計往往涉及到多種保護(hù)的設(shè)備。而且失靈啟動裝置、失靈保護(hù)裝置這兩種設(shè)備緊密聯(lián)系，缺一不可。在綜合自動化系統(tǒng)變電站中，由于采用了微機(jī)型失靈保護(hù)，解決了常規(guī)保護(hù)中常見的問題。這種保護(hù)由于采用高性能、高可靠、大資源的硬件系統(tǒng)，軟硬件集成度高，使設(shè)計接線大大簡化，回路接線越來越簡單，使保護(hù)的安全性、可靠性都大大地得到了提高。
1 概念
所謂斷路器失靈保護(hù)，就是當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，故障元件的保護(hù)動作，因其斷路器操作機(jī)構(gòu)失靈拒絕跳閘時，通過故障元件的保護(hù)，作用于同一變電所相鄰元件的斷路器使之跳閘的保護(hù)方式。
在220kV 及以上電力網(wǎng)中，以及110kV 電力網(wǎng)的個別重要部分，由于輸電線路一般輸送的功率大，輸送距離遠(yuǎn)，當(dāng)線路發(fā)生故障而斷路器又拒動時，將給電網(wǎng)帶來很大威脅，故普遍裝設(shè)了斷路器失靈保護(hù)，有選擇地將失靈拒動的斷路器所連接母線上的其余運(yùn)行中的斷路器斷開，以減小設(shè)備損壞，縮小停電范圍，提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。
2 斷路器失靈保護(hù)的應(yīng)用與要求
由于斷路器失靈保護(hù)要動作于跳開一組母線上的所有斷路器，而且在保護(hù)的接線上將所有斷路器的操作回路都連接在一起，因此，應(yīng)注意提高失靈保護(hù)動作的可靠性，以防止誤動而造成嚴(yán)重的事故。為此，對失靈保護(hù)的設(shè)計應(yīng)提出如下要求：
2.1 對雙母線接線方式或單母帶分段斷路器的接線方式
（1）對帶有母聯(lián)斷路器和分段斷路器的母線要求斷路器失靈保護(hù)應(yīng)首先動作于斷開母聯(lián)斷路器或分段斷路器，然后動作于斷開與拒動斷路器連接在同一母線上的所有電源支路的斷路器，同時還應(yīng)考慮運(yùn)行方式來選定跳閘方式。
（2）斷路器失靈保護(hù)由故障元件的繼電保護(hù)啟動，手動跳開斷路器時不可啟動失靈保護(hù)。
（3）在啟動失靈保護(hù)的回路上，除故障元件保護(hù)的觸點(diǎn)外還應(yīng)包括斷路器失靈判別元件的觸點(diǎn)，利用失靈分相判別元件來檢測斷路器失靈故障的存在。
（4）為從時間上判別斷路器失靈故障的存在，失靈保護(hù)的動作時間應(yīng)大于故障元件斷路器跳閘時間和繼電保護(hù)返回時間之和。
（5）為防止失靈保護(hù)的誤動作，失靈保護(hù)回路中任一對觸點(diǎn)閉合時，應(yīng)使失靈保護(hù)不被誤啟動或引起誤跳閘。
（6）斷路器失靈保護(hù)應(yīng)有負(fù)序、零序和低電壓閉鎖元件，對于變壓器、發(fā)電機(jī)變壓器組采用分相操作的斷路器，允許只考慮單相拒動，應(yīng)用零序電流代替相電流判別元件和電壓閉鎖元件。
（7）當(dāng)變壓器發(fā)生故障或不采用母線重合閘時，失靈保護(hù)動作后應(yīng)閉鎖各連接元件的重合閘回路，以防止對故障元件進(jìn)行重合。
（8）當(dāng)以旁路斷路器代替某一連接元件的斷路器時，失靈保護(hù)的啟動回路可作相應(yīng)的切換。
（9）當(dāng)某一連接元件退出運(yùn)行時，它的啟動失靈保護(hù)的回路應(yīng)同時退出工作，以防止試驗時引起失靈保護(hù)的誤動作。
（10）失靈保護(hù)動作應(yīng)有專用信號表示。
2.2 斷路器采用一個半接線方式或多角形接線方式時
（1）元件采用反應(yīng)斷路器位置狀態(tài)的相電流元件，應(yīng)分別檢查每臺斷路器的電流，以判別哪臺斷路器拒動。
（2）當(dāng)一個半斷路器接線方式的一串中的中間斷路器拒動，或多角形接線方式相鄰兩臺斷路器中的一臺斷路器拒動時，應(yīng)采取遠(yuǎn)方跳閘裝置，使線路對端斷路器跳閘并閉鎖其重合閘的措施。
（3）斷路器失靈保護(hù)按斷路器設(shè)置。
3 斷路器失靈保護(hù)現(xiàn)場應(yīng)用中的幾點(diǎn)改進(jìn)建議針對失靈保護(hù)運(yùn)行中出現(xiàn)過的一些問題，提出如下幾點(diǎn)改進(jìn)措施：
（1）斷路器失靈保護(hù)按一套配置。斷路器失靈保護(hù)二次回路牽涉面廣、依賴性高。投運(yùn)后很難有機(jī)會利用整組試驗的方法進(jìn)行全面檢驗。因此，對斷路器失靈保護(hù)在設(shè)計、安裝、調(diào)試和運(yùn)行各個階段都應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量管理和技術(shù)監(jiān)督，保證斷路器失靈保護(hù)不留隱患地投入運(yùn)行。
（2）由于線路斷路器失靈保護(hù)的電流判別元件對于長線路在按線路末端故障有靈敏度整定后，一般都躲不過正常運(yùn)行時的負(fù)荷電流。也就是說正常運(yùn)行時電流元件處于動作狀態(tài)，作為斷路器的相電流判別元件不能起到明確的判據(jù)作用，若保護(hù)跳閘出口去啟動失靈的觸點(diǎn)卡住不返回，且無法監(jiān)視，當(dāng)在區(qū)外又發(fā)生故障時，母線電壓閉鎖元件有可能動作，很容易造成失靈保護(hù)誤動作的嚴(yán)重后果。實際也發(fā)生過此類事故。因此斷路器失靈保護(hù)的相電流元件必須起到明確的判據(jù)作用。
長期的運(yùn)行經(jīng)驗證實，對于分相操作的斷路器，只需要考慮一相及將全相開斷相拒跳或一相拒合。在正常運(yùn)行時，斷路器處于全相狀態(tài)，雖相電流元件在多數(shù)情況下躲不過負(fù)荷電流，但可設(shè)法讓它只在斷路器非全相狀態(tài)下起判據(jù)作用。為此，提出如下改進(jìn)方案，示意圖見圖1。啟用三相電流來反映斷路器三相狀態(tài)。三相狀態(tài)同時存在時，說明斷路器處于全相狀態(tài)，讓相電流不起作用，三相電流中只要有一相為零(或小于門檻值)，即三相電流不同時存在時，說明斷路器處于非全相狀態(tài)，讓斷路器合位相的相電流起判據(jù)作用，這做法使得相電流元件真正起到了失靈保護(hù)的相電流元件的判據(jù)作用。啟用三相電流來代替斷路器的合、分位繼電器可以真實反映斷路器的運(yùn)行狀態(tài)，不會存在因斷路器合、分位觸點(diǎn)不到位而誤判斷路器三相不一致的缺點(diǎn)，由于不用合、分位繼電器也節(jié)省了二次電纜，同時也避免了二次回路連接松動出現(xiàn)的錯誤判斷。
這個方案可以提高失靈保護(hù)的安全性和可靠性。要求斷路器失靈保護(hù)的相電流判別元件動作時間和返回時間均不應(yīng)大于20 毫秒。
（3）為解決變壓器失靈保護(hù)因保護(hù)靈敏度不足而不能投運(yùn)的問題，對變壓器和發(fā)電機(jī)變壓器組的斷路器失靈保護(hù)可采取以下措施：
用“零序或負(fù)序電流”動作，配合“保護(hù)動作”和“斷路器合閘位置”三個條件組成的“與邏輯”，經(jīng)第一時限去解除斷路器失靈保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖回路。
同時再采用“相電流”、“零序或負(fù)序電流”動作，配合“斷路器合閘位置”兩個條件組成的“與邏輯”經(jīng)第二時限去啟動斷路器失靈保護(hù)并發(fā)出“啟動斷路器失靈保護(hù)”中央信號。
采用主變保護(hù)中由主變各側(cè)“復(fù)合電壓閉鎖元件”(或邏輯)動作解除斷路器失靈保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖元件，當(dāng)采用微機(jī)變壓器保護(hù)時，應(yīng)具備主變“各側(cè)復(fù)合電壓閉鎖動作”信號輸出的空接點(diǎn)。
（4）在發(fā)電機(jī)變壓器組的斷路器出現(xiàn)非全相運(yùn)行時，由于常規(guī)的失靈判據(jù)失效導(dǎo)致失靈保護(hù)拒動。首先應(yīng)采取發(fā)電機(jī)降出力措施，然后經(jīng)快速返回的“負(fù)序或零序電流元件”閉鎖的“斷路器非全相判別元件”，以獨(dú)立的時間元件為第一時限，啟動獨(dú)立的跳閘回路重跳本斷路器一次，并發(fā)出“斷路器三相位置不一致”的動作信號。若此時斷路器故障仍然存在，可采取以下措施：
“零序或負(fù)序電流”任何一個元件動作、“斷路器三相位置不一致”和“保護(hù)動作”三個條件組成的“與邏輯”。以獨(dú)立的時間元件為第二時限去解除斷路器失靈保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖，并發(fā)出告警信號。
同時經(jīng)“零序或負(fù)序電流”元件任何一個元件動作以及三個相電流元件任何一個元件動作的“或邏輯”，與“斷路器三相位置不一致”，“保護(hù)動作”三個條件組成的“與邏輯”動作后，經(jīng)由獨(dú)立的時間元件以第三時限去啟動斷路器失靈保護(hù)并發(fā)出“斷路器失靈保護(hù)啟動的信號”。
發(fā)電機(jī)變壓器組的保護(hù)，宜啟動斷路器失靈保護(hù)。考慮到發(fā)電機(jī)故障時，發(fā)電機(jī)保護(hù)可能延時返回，為了提高安全性，斷路器未斷開的判別元件，宜采用雙重化構(gòu)成和回路的方式。
（5）由于非電量保護(hù)一般是一個累積的過程而導(dǎo)致失靈保護(hù)誤動。做好電氣量保護(hù)與非電氣量保護(hù)出口繼電器分開的反措，可使用能快速返回的電氣量和非電量保護(hù)作為斷路器失靈
保護(hù)的啟動量。
4 結(jié)束語
為了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，應(yīng)該從保護(hù)的配置及原理上將防止繼電保護(hù)拒動放在首位。失靈保護(hù)作為斷路器的后備保護(hù)，能有效避免事故的擴(kuò)大，其瞬時跟跳功能，以及有選擇地將母線上除失靈拒動的斷路器外，其余運(yùn)行中的斷路器斷開的功能，有利于電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。通過采用高可靠性的失靈保護(hù)判別元件和裝置，合理接線、整定，嚴(yán)格按規(guī)程操作，必將極大地提高失靈保護(hù)的正確動作率，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行發(fā)揮應(yīng)有的作用。
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