关于断路器失灵保护的分析
发表时间：2018-06-19T10:51:02.797Z 来源：《电力设备》2018年第4期作者：冯照发温博程笑涵[导读] 摘要：本文介绍了双母接线和3/2接线方式下断路器失灵保护的配置原则，以及不同的逻辑原理、基本构成和装置时间定值的整定。
（邢台供电公司河北邢台 054001）摘要：本文介绍了双母接线和3/2接线方式下断路器失灵保护的配置原则，以及不同的逻辑原理、基本构成和装置时间定值的整定。介绍了应用断路器失灵保护改进的一些措施。
关键词：失灵保护；断路器；继电保护引言：当输电线路、变压器或母线或其他电气设备发生短路时，保护装置动作发出跳闸命令，但故障设备的断路器可能由于断路器跳闸线圈断线，直流电源消失及操作回路出现问题，导致断路器拒动，断路器失灵保护利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别，能够以较短的时限切除变电站内其他相关的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个电网的稳定运
行。
1、断路器失灵保护工作原理 1.1、断路器失灵的定义：
当系统发生故障，相应的保护装置保护动作而其断路器操作失灵拒绝跳闸时，通过相应保护装置的作用于本变电站相邻断路器跳闸，称为断路器失灵保护。断路器失灵保护是近后备中防止断路器拒动的一项有效措施。
1.2、判断断路器失灵应有两个主要条件：
①有保护对断路器发过跳闸命令；
②该断路器在一段时间里一直有电流。
断路器失灵保护起动元件就是基于上述原理构成。
2、断路器失灵保护的配置原则 2.1 220kv双母或单母分段接线方式中，将失灵保护做在母差保护装置中，某线路断路器失灵，失灵保护应跳开失灵断路器所在母线上的所有断路器，其跳闸对象与母差保护跳闸对象完全一致，所以将失灵保护与母线保护做在同一套装置里面。这样做的另外一好处就是节省二次电缆。
2.2 3/2接线中，失灵保护按断路器设计，失灵保护包含在断路器保护装置里面，3/2接线中如果边断路器失灵，失灵保护除需要跳开边断路器所在母线的断路器外，还需要跳开本串中断路器，并起动远方跳闸装置跳开对侧断路器。如果中断路器失灵，失灵保护要求跳同一串上相邻的两个边断路器，并分别起动远方跳闸装置跳开两条线路对侧断路器，因此，3/2接线中失灵保护不做在母差保护装置中，与重合闸一起做成一套断路器保护随断路器设计。
3、断路器失灵保护的逻辑分析 3.1 双母接线的断路器失灵保护由失灵起动元件、延时元件、运行方式识别元件和复合电压闭锁元件四部分构成。
失灵起动元件：检查保护对该断路器发过跳闸命令，并且该断路器还一直有电流，这两个条件构成“与”的逻辑。
延时元件：断路器失灵保护的延时用以确认在这段时间里该断路器中一直有电流，以确认该断路器中还存在电流确实是由于断路器失灵造成的
母线运行方式识别元件：主要是确定失灵断路器接在哪条母线上，从而决定失灵保护去切除哪条母线。
复合电压闭锁元件：作用是防止失灵保护出口继电器误动而造成误跳断路器的措施（小于相电压、大于零序或负序电压的整定值将减除闭锁）。
3.1 3/2接线的断路器失灵保护分三种情况
①故障相失灵
线路保护的分相跳闸接点一直动作起动失灵保护加之同名相的失灵保护过流高定值元件动作且失灵保护的零序过流元件动作，说明是故障相断路器失灵。先经“失灵跳本断路器时间”的延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时间”延时动作时间发三相跳闸命令跳开其他各断路器。
②非故障相失灵
外部三相跳闸输入接点“发变三跳”、“线路三跳”一直动作起动失灵保护，并且失灵保护过流低定值元件一直动作（非故障相上过流元件），与此同时失灵过流高定值元件曾动作过20ms，（故障相上过流元件），说明是非故障相断路器失灵
③变压器三跳起动失灵
外部三相跳闸输入接点“发变三跳”一直动作起动失灵保护，而且低功率因数元件、负序过流元件动作及零序过流元件动作。三个辅助元件有一个动作后先经“失灵跳本断路器时间”的延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时间”延时动作时间发三相跳闸命令跳开其他各断路器。
4、失灵保护的动作时限分析
基于断路器失灵几乎都不是瞬时性故障的事实，失灵保护的一系列动作行为在切除相应的断路器时，都应闭锁其自动重合闸。
4.1失灵跟跳时间的整定
对于失灵跟跳时间（t1）的整定，gb14285-93《继电保护和安全自动装置技术规程》（以下简称《规程》）的要求是“宜无时限再次动作于本断路器跳闸”。按照我们的理解，对于投入自动重合闸的情形，不能把失灵跟跳时间整为零，应按躲过断路器动作时间（t跳）与保护返回时间（t返）之和整定，即 t1=t11=k1（t跳+t返+△t）（1）其中，k1为可靠系数，△t为抖动时间。对于不需要自动重合闸又没有设置保护跟跳功能的情况下，可把失灵跟跳改作保护跟跳以提高跳闸可靠性，则可按躲过可能存在的接点抖动时间整定。 t1=t12=k1△t（2）
断路器失灵保护的作用及组成断路器失灵保护是连接在同一母线上的电气设备故障时，当故障元件的保护动作出口，而且断路器跳闸失灵时，通过故障元件的保护判别启动相关逻辑，将说在母线上的其他断路器跳闸的一种保护装置。 失灵保护主要是馈线故障情况保护动作，而断路器拒动时的保护，其动作行为与母线差动保护相似，因此在变电站中，其出口回路有两种形式，一个是失灵保护有自己单独的出口跳断路器，另一种形式是失灵保护与母线差动保护共用一套出口回路接跳断路器。应该特别注意的是，失灵保护动作跳闸的现象与母线差动保护动作跳闸的很像，但它们的性质不同，所反映的故障范围，即失灵保护和母差保护的保护范围也是不同的，应该加以区别。 保护失灵必须具备两个条件，缺一不可： （1）对应断路器保护动作出口 （2）断路器任一相存在故障电流（指示断路器未跳闸） 2. 失灵保护动作的现象： （1）警铃响，喇叭叫，对应母线所接断路器跳闸，同时有拒跳断路器仍保持在合闸位置，但其表计指示应为零 （2）查保护屏，有失灵保护动作指示灯亮或相应信号继电器掉牌；同时有线路、主变压器或其他保护动作信号。 （3）伴随断路器拒动的故障或异常现象，如“分闸闭锁”“压力异常”“控制回路断线”等光字牌或其他异常情况。 3. 失灵保护跳闸的可能原因。
（1）线路故障或断路器所接其他保护动作，断路器拒动。断路器拒分的原因有多种多样，最常见的是液压力异常闭锁，分闸电源异常，控制回路断线，直流系统异常等。 （2）失灵保护整定有误，或失灵保护装置异常造成误动。（3）误碰。误操作造成保护动作。 4. 失灵保护动作跳闸的处理。 （1）失灵保护动作后，应立即检查相应一次设备状态，记录信号，并及时将检查及保护动作情况汇报调度 （2）当确认某断路器保护动作出口，而断路器拒分，失灵保护动作将改母线上其他断路器跳闸，此时应立即断开该断路器，并拉开隔离开关，隔离故障点，检查母线确无故障后依据调度指令逐个恢复其他断路器的正常运行。 （3）如果失灵保护动作将两条母线上的所有断路器全部跳闸，则表明失灵保护无选择性动作，此时应该申请调度将失灵保护停用，由专业人员检查，同时断开该断路器，并拉开两侧隔离开关，检查母线确无故障后依据调度指令逐个恢复其他断路器的正常运行。 （4）母联差动保护动作，同时失灵保护动作将各断路器跳闸，表明母联断路器拒分，此时应该详细检查母线设备，在位查出故障原因或故障未消除之前，严禁向母线送电。 （5）无任何断路器保护动作而失灵保护动作，应根据系统有无故障象征综合分析动作行为，如果确认失灵保护务动，应汇报调度将失灵保护停用，然后逐一恢复各断路器的正常运行，由专业人员处理
开关柜中断路器保护知识大讲解 在开关柜的生产中会经常用到断路器。断路器也是开关柜中不可缺少的主元器件之一。它给开关柜和相关设备起着保护作用。断路器保护主要包括:断路器失灵保护、自动重合闸、充电保护、死区保护、三相不一致保护和瞬时跟跳。下面主要讨论3/2接线方式下的断路器保护。 一、断路器保护装置的配置 一般在双母线、单母线接线方式中，输电线路保护要发跳闸命令时只跳线路本端的一个断路器，重合闸自然也只重合这一个断路器，所以重合闸按保护配置是合理的。 在3/2接线方式中把失灵保护、自动重合闸、三相不一致保护、死区保护和充电保护做在一个装置内，这个装置即称为断路器保护。 二、断路器失灵保护 断路器失灵保护是指故障电气设备的继电保护动作发出跳闸命令而断路器拒动时，利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别，能够以较短的时限切除同一厂站内其他有关的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个电网的稳定运行，避免造成发电机、变压器等故障元件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故。 一般在220kV及以上断路器上配置断路器失灵保护功能，部分重要的110kV断路器也会配置失灵功能。以下详细分析：3/2接线方式下的断路器失灵保护。 如图1所示，在3/2接线方式下，如果在线路2发生短路，线路保护跳开5021和5022断路器。假如5021断路器失灵，为了短路点的熄弧，5021断路器的失灵保护应将500kVⅠ母上所有的断路器（图中5011、5031断路器）都跳开。
图1 500kV变电站3/2接线方式简图 如果在500kVⅠ母上发生短路，母线保护动作跳母线上所有断路器。假如5021断路器失灵，5021断路器的失灵保护应将5022断路器跳开，并发远方跳闸命令跳线路2对侧的断路器。（如连接元件是变压器，则跳开变压器各侧断路器）所以边断路器的失灵保护动作后应该跳开边断路器所在母线上的所有断路器和中断路器并启动远方跳闸功能跳与边断路器相连的线路对侧断路器（或跳变压器各侧断路器）。 如果在线路2上发生短路，线路保护跳5011和5021两个断路器。假如5022断路器失灵，5022断路器的失灵保护应将5023断路器跳开，并发远方跳闸命令跳2号主变各侧断路器，这样短路点才能熄弧。 所以中断路器的失灵保护动作后应该跳开它两侧的两个边断路器，并启动远方跳闸功能跳与中断路器相连的线路对侧断路器（或跳变压器各侧断路器）。
什么是断路器失灵保护_断路器失灵保护原理 断路器失灵保护的定义什么是断路器失灵保护？其实断路器失灵保护就是指故障电气设备的继电保护动作发出跳闸命令而断路器拒动时，利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别，能够以较短的时限切除同一厂站内其他有关的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个电网的稳定运行，避免造成发电机、变压器等故障元件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故。 在110kV及以上电压等级的发电厂和变电所中，当输电线路、变压器或母线发生短路，在保护装置动作于切除故障时，肯能伴随故障元件的断路器拒动，也即发生了断路器的失灵故障。产生断路器失灵故障的原因是多方面的，如断路器跳闸线圈短线，断路器的操动机构失灵等。高压电网的断路器和保护装置，都应具有一定的后备作用，以便在断路器或保护装置失灵时，仍能有效切除故障。相邻元件的远后备保护方案是最简单合理的后备方式，既是保护据动的后备，又是断路器拒动的后备。但是在高压电网中，由于各电源支路的助增作用，实现上述后备方式往往有较大困难（灵敏度不够），而且由于动作时间较长，易造成事故范围的扩大，甚至引起系统失稳而瓦解。有鉴于此，电网中枢地区重要的220kV 及以上主干线路，系统稳定要求必须装设全线速动保护时，通常可装饰两套独立的全线速动主保护（即保护的双重化），以防保护装置的拒动；对于断路器的拒动，则专门装设断路器失灵保护。 断路器失灵保护原理断路器拒动是电网故障情况下又叠加断路器操作失灵的双重故障，允许适当降低其保护要求，但必须以最终能切除故障为原则。在现代高压和超高压电网中，断路器失灵保护作为一种近后备保护方式得到了普遍采用。 失灵保护由电压闭锁元件、保护动作与电流判别构成的启动回路、时间元件及跳闸出口回路组成。 启动回路是保证整套保护正确工作的关键之一，必须安全可靠，应实现双重判别，防止单一条件判断断路器失灵，以及因保护触点卡涩不返回或误碰、误通电等造成的误启动。启动回路包括启动元件和判别元件；2个元件构成与逻辑。启动元件通常利用断路器自动跳
2．对于变压器失灵保护，可用“电流判别＋保护出口＋复合电压闭锁触点”相串联构成与门的方式解锁。电流判别元件可采用零序电流和相电流并联的方式（或门）构成；保护出口为跳高压侧开关的出口；复合电压闭锁触点应为低压侧的复合电压触点，电压触点动作后应延时返回。电压闭锁触点中包括低压侧电压，主要是防止低压侧故障时高压侧复合电压元件没有灵敏度而不能开放失灵保护；而延时返回主要是考虑如果变压器差动保护动作低压开关跳开后，低压母线的电压可能会立即恢复正常（例如变压器低压侧有小电源或变压器低压侧并列运行），从而没有起到开放闭锁的作用。延时的时间应保证即使是发生低压侧区内故障，差动保护或低压侧后备保护能有足够的时向启动失灵保护跳开故障变压器所在母线上的所有元件，即延时时间应大于低压侧保护出口后跳低压开关与跳三侧开关的整定时间之差（一般为0.3 s～0. 5 s），加上失灵保护启动后跳开故障变压器母线上所有元件时间（一般为0.5s），考虑留有一定的裕度，一般取3s即可。采用上述方式保证了误传动时有电压把关，而区外故障电压开放时有“电流判别”和“保护出口”把关。该方法的优点是在高压开关三相失灵时也能解锁。此外，变压器低压开关检修时，低压母线可能失去电压，此时解锁回路中的电压闭锁将开放，因此，还可在解锁回路中串人压板，以备断开该解锁回路。 3．电流判别元件灵敏度低的问题 断路器失灵保护的电流判别元件应满足在系统正常运行及故障线路开关断开后不动作，同时在线路末端发生各种故障时有足够的灵敏
度，这样才能使电流判别元件起到出口把关的作用。可以采取以下2种方法： 1）用电流突变量启动元件对3个相电流元件从逻辑上进行闭锁； 2）用电流突变量启动元件控制失灵启动电流继电器动作的正电源。 这样，系统正常运行时，由于电流突变量启动元件不动作，开关失灵电流判别元件不会动作；系统发生故障时，电流突变量启动元件动作后展宽一个时间（大于后备保护的时间，例如7s）开放电流判别回路。电流突变量启动元件（由正序和负序电流组成）应能保证本线路末端发生故障时有足够的灵敏度，能可靠启动。按上述方法构成的失灵保护电流判别回路，在正常运行时由电流突变量元件保证其不会动作，在开关断开后由相电流元件保证其不会动作，从而提高了系统正常运行时失灵保护的安全性。 当断路器失灵时，用于判别该断路器失灵的电流判别元件必须可靠动作才能保证失灵保护动作出口。对于发电机、变压器，当发生内部匝间短路故障时，尽管差动保护可以动作出口，但高压侧断路器处的电流测量元件感受到的故障电流不太大，达不到断路器失灵的“有流”电流判别元件动作值。这样，就无法保证高压侧断路器失灵时失灵保护正确动作。由于发电机、变压器内部匝间短路故障时，高压侧断路器处的电流测量元件感受到的故障电流大小很不确定，与短路匝数的关系很大。因此，不太可能使“有流”判别方式的电流判别元件能灵敏地反应这种故障并区别有故障与无故障。
断路器失灵保护与三相不一致保护有什么区别 断路器失灵保护。 (1)对带有母联断路器或分断断路器的母线要求断路器失灵保护应首先动作于断开母联断路器或分段断路器,然后动作于断开与拒动断路器连接在同一母线上的所有电源支路的断路器,同时还应考虑运行方式来选定跳闸方式。 (2)断路器失灵保护由故障元件的继电保护启动，手动跳开断路器时不可启动失灵保护 (3)在启动失灵保护的回路中，除故障元件保护的触点外还应包括断路器失灵判别元件的触点，利用失灵分相判别元件来检测断路器失灵故障的存在。 (4)为从时间上判别断路器失灵故障的存在，失灵保护的动作时间应大于故障元件断路器跳闸时间和继电保护返回时间之和。 (5)为防止失灵保护误动作，失灵保护回路中任一触点闭合时，应使失灵保护不被误启动或引起误跳闸。 (6) 断路器失灵保护应有负序、零序和低电压闭锁元件。对于变压器，发电机—变压器组采用分相操作的断路器，允许考虑单相拒动，应用零序电流代替相电流判别元件和电压闭锁元件。' (7) 当变压器发生故障或不采用母线重合闸时失灵保护动作后应闭锁各连接元件的重合闸回路，以防止对故障元件进行重合。 (8) 当以旁路断路器代替某一连接元件的断路器时，失灵保护的启动回路可作相应的切换。 (9) 当某一连接元件退出运行时，它的启动失灵保护的回路应同时退出工作，以防止试验时引起失灵保护的误动作 (10) 失灵保护动作应有专用信号表示。 3.1.8 线路断路器三相不一致保护不启动失灵保护 原因：三相不一致时间比较长（不管是接操作箱的TWJ、HWJ还是开关本体的接点），，失灵延时比三相不一致延时短；当线路一相跳开三相不一致保护其实就已启动，但它延时比较长所以还没出口；如果接入失灵回路，在三相不一致启动期间，它会提供一个失灵装置的一个出口接点TJR（不一致跳三相），若这时线路负荷很大，达到过流值，失灵保护就有可能动作，动作出口就扩大事故范围。 主变非电量保护动作后是否要启动断路器失灵保护？ 我的理解是：断路器失灵出口一般要具备几个条件，一是要有其他保护的动作接点来启动作为先决条件，二是要达到失灵动作电流（一般来说，该值的灵敏度较高），其他再加上一些闭锁元件的动作（如经零序电流开放等）。而非电量保护动作的接点返回较慢，有的甚至不返回。也就是说非电量保护动作后可能会造成一直启动断路器的失灵装置，有可能会在断路器正常断开后，失灵保护误动作。 失灵保护还有闭锁条件，而且，现在对非电量保护只要求重瓦斯保护投跳闸出口。非电量出口启动失灵，失灵保护还有众多条件制约，失灵的误动也是很难的。个人意见。 母差、失灵保护动作后对侧是否跳闸 220KV变电站I母故障，母差保护动作跳开I母所有开关，请问I母上线路对侧关是否会跳
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 断路器失灵保护存在的问题分析 及改进(标准版)
断路器失灵保护存在的问题分析及改进(标 准版) 导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 0前言 珠海发电厂第一期工程为2台700MW燃煤机组。日本三菱公司为总承包商，美国雷神公司为电气部分的分包商，负责电气设备的供货、设计和安装调试。220kV系统共有11回开关间隔，6回出线间隔。每回220kV线路配置了2套南京自动化设备厂生产的CSL101A，CSL102A 型微机保护装置。断路器失灵保护采用GEC ALSTHOM公司设备。由于雷神公司对我国线路保护的设计不理解，设计的线路断路器失灵保护不能与线路保护正确配合，如线路保护和断路器失灵保护都配置了失灵电流启动元件(重复设置)；断路器失灵保护的重跳回路设计不当，造成线路的重合闸装置不能重合等。线路开关在正常的停电操作过程中发生了线路断路器失灵保护误动作现象。2000年2月9日，海三乙线路C相瞬时性故障，线路保护动作跳开C相，由于启动了线路断路器失灵保护的重跳继电器，跳开了海三乙线路三相开关，重合闸装置
图1 500kV变电站3/2接线方式简图 如果在500kVⅠ母上发生短路，母线保护动作跳母线上所有断路器。假如5021断路器失灵，5021断路器的失灵保护应将5022断路器跳开，并发远方跳闸命令跳线路2对侧的断路器。（如连接元件是变压器，则跳开变压器各侧断路器）所以边断路器的失灵保护动作后应该跳开边断路器所在母线上的所有断路器和中断路器并启动远方跳闸功能跳与边断路器相连的线路对侧断路器（或跳变压器各侧断路器）。 如果在线路2上发生短路，线路保护跳5011和5021两个断路器。假如5022断路器失灵，5022断路器的失灵保护应将5023断路器跳开，并发远方跳闸命令跳2号主变各侧断路器，这样短路点才能熄弧。 所以中断路器的失灵保护动作后应该跳开它两侧的两个边断路器，并启动远方跳闸功能跳与中断路器相连的线路对侧断路器（或跳变压器各侧断路器）。
如果先合边断路器5021，也重合于永久性故障上，线路保护再去跳5021断路器。万一此时5021断路器失灵，5021断路器失灵保护跳开Ⅰ母上所有边断路器，并发送远跳跳开线路2的对侧的断路器，线路2的连接元件或其他元件工不受影响。 所以，当线路保护跳开两个断路器后，应先合边断路器，等边断路器重合成功后，再合中断路器，此时中断路器肯定合于完好线路。如果边断路器重合不成功，合于故障线路，保护再次将边断路器跳开，此时中断路器就不再重合。 2、重合闸的启动及方式整定 重合闸有两种方式启动：位置不对应启动和外部跳闸启动。外部跳闸启动指的是线路保护动作发跳闸命令同时启动重合闸。 o 位置不对应启动分为：单相偷跳启动和三相偷跳启动。 o 保护跳闸启动分为：单相跳闸启动和三相跳闸启动。 关于重合闸的整定方式，可根据需要选用：单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸和重合闸停用四种方式中的一种。既可用屏上的切换开关也可用定值单中的控制字来选择重合闸方式。 3、重合闸检查方式 重合闸检查方式：当线路三相跳闸需要三相重合时可采用下面三种方法。 § ?检同期方式：线路，同期电压都大于40V，再满足线路电压和同期电压中的同名相电压的相位差在定值整定的范围内。 §检无压方式：检查线路或同期电压小于30V，同时相应的TV没有断线。 §无检定方式：不作任何检查，时间到了就发合闸命令。 4、关于先合和后合重合闸 先合断路器合于故障，后合断路器不再合闸。在3/2接线方式下对于边断路器和中断路器的重合闸存在先合和后合的问题。我们在前面谈到失灵问题时，已经提到过。下面作简要说明： 先合重合闸可经较短延时发出一次合闸脉冲。在先合重合闸启动时，输出的开关量接点作为后合重合闸的“闭锁先合”的开关量输入。 当后合重合闸接收到“闭锁先合”输入接点闭合的信息后，它的重合闸将经较长延时发合闸脉冲。后合重合闸只有在“闭锁先合”开入量有输入时才真正以较长延时发合闸脉冲。
失灵保护实现 一、失灵保护： 断路器失灵保护是指故障电气设备的继电保护动作发出跳闸命令而断路器拒动时，利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别，能够以较短的时限切除同一厂站内其他有关的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个电网的稳定运行，避免造成发电机、变压器等故障元件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故。断路器拒动是电网故障情况下又叠加断路器操作失灵的双重故障，允许适当降低其保护要求，但必须以最终能切除故障为原则。在现代高压和超高压电网中，断路器失灵保护作为一种近后备保护方式得到了普遍采用。 3、保护原理：断路器失灵保护由保护跳闸不返回且断路器仍流过故障电流，再经其它条件（如复合电压闭锁等）启动，经延时出口，即由保护动作与电流判别、电压闭锁元件、构成的启动回路、时间元件及跳闸出口回路组成。 失灵保护分为故障相失灵、非故障相失灵和发、变三跳起动失灵及充电保护启动失灵。1）故障相失灵：按相对应的线路保护跳闸接点和失灵过流高定值都动作； 2）非故障相失灵：由三相跳闸输入接点保持失灵过流高定值动作元件，并且失灵过流低定值动作元件连续动作； 3）发、变三跳起动失灵：由发、变三跳起动的失灵保护可分别经低功率因素、负序过流和零序过流三个辅助判据开放（三个辅助判据均可由整定控制字投退）。输出的动作逻辑先经“失灵跳本开关时间”延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。 4）充电保护起动失灵：当充电保护动作时，如果失灵保护投入，则经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。 二、我站失灵保护实现 1、500kV断路器失灵保护实现 1）500kV断路器失灵保护通过RCS921A在收到保护跳闸开入时判断过流，启动经延时出口。 失灵回路如下： 在主保护中取分相跳闸接点TJ，若921A的分相过流接点SL接通，则启动失灵；或在操作箱取三跳接点TJR，若921A的三相过流接点SL2接通，则启动失灵。失灵启动后经延时0.2S（0.13S跳本开关）出口跳相邻开关、发远跳信号（与过电压及远跳装置远跳信号并接）、出线为变压器时联跳变压器三侧开关，边开关失灵时还通过母差BP-2B出口跳本母
关于断路器失灵保护的分析 发表时间：2018-06-19T10:51:02.797Z 来源：《电力设备》2018年第4期作者：冯照发温博程笑涵[导读] 摘要：本文介绍了双母接线和3/2接线方式下断路器失灵保护的配置原则，以及不同的逻辑原理、基本构成和装置时间定值的整定。 （邢台供电公司河北邢台 054001）摘要：本文介绍了双母接线和3/2接线方式下断路器失灵保护的配置原则，以及不同的逻辑原理、基本构成和装置时间定值的整定。介绍了应用断路器失灵保护改进的一些措施。 关键词：失灵保护；断路器；继电保护引言：当输电线路、变压器或母线或其他电气设备发生短路时，保护装置动作发出跳闸命令，但故障设备的断路器可能由于断路器跳闸线圈断线，直流电源消失及操作回路出现问题，导致断路器拒动，断路器失灵保护利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别，能够以较短的时限切除变电站内其他相关的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个电网的稳定运 行。 1、断路器失灵保护工作原理 1.1、断路器失灵的定义： 当系统发生故障，相应的保护装置保护动作而其断路器操作失灵拒绝跳闸时，通过相应保护装置的作用于本变电站相邻断路器跳闸，称为断路器失灵保护。断路器失灵保护是近后备中防止断路器拒动的一项有效措施。 1.2、判断断路器失灵应有两个主要条件： ①有保护对断路器发过跳闸命令； ②该断路器在一段时间里一直有电流。 断路器失灵保护起动元件就是基于上述原理构成。 2、断路器失灵保护的配置原则 2.1 220kv双母或单母分段接线方式中，将失灵保护做在母差保护装置中，某线路断路器失灵，失灵保护应跳开失灵断路器所在母线上的所有断路器，其跳闸对象与母差保护跳闸对象完全一致，所以将失灵保护与母线保护做在同一套装置里面。这样做的另外一好处就是节省二次电缆。 2.2 3/2接线中，失灵保护按断路器设计，失灵保护包含在断路器保护装置里面，3/2接线中如果边断路器失灵，失灵保护除需要跳开边断路器所在母线的断路器外，还需要跳开本串中断路器，并起动远方跳闸装置跳开对侧断路器。如果中断路器失灵，失灵保护要求跳同一串上相邻的两个边断路器，并分别起动远方跳闸装置跳开两条线路对侧断路器，因此，3/2接线中失灵保护不做在母差保护装置中，与重合闸一起做成一套断路器保护随断路器设计。 3、断路器失灵保护的逻辑分析 3.1 双母接线的断路器失灵保护由失灵起动元件、延时元件、运行方式识别元件和复合电压闭锁元件四部分构成。 失灵起动元件：检查保护对该断路器发过跳闸命令，并且该断路器还一直有电流，这两个条件构成“与”的逻辑。 延时元件：断路器失灵保护的延时用以确认在这段时间里该断路器中一直有电流，以确认该断路器中还存在电流确实是由于断路器失灵造成的 母线运行方式识别元件：主要是确定失灵断路器接在哪条母线上，从而决定失灵保护去切除哪条母线。 复合电压闭锁元件：作用是防止失灵保护出口继电器误动而造成误跳断路器的措施（小于相电压、大于零序或负序电压的整定值将减除闭锁）。 3.1 3/2接线的断路器失灵保护分三种情况 ①故障相失灵 线路保护的分相跳闸接点一直动作起动失灵保护加之同名相的失灵保护过流高定值元件动作且失灵保护的零序过流元件动作，说明是故障相断路器失灵。先经“失灵跳本断路器时间”的延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时间”延时动作时间发三相跳闸命令跳开其他各断路器。 ②非故障相失灵 外部三相跳闸输入接点“发变三跳”、“线路三跳”一直动作起动失灵保护，并且失灵保护过流低定值元件一直动作（非故障相上过流元件），与此同时失灵过流高定值元件曾动作过20ms，（故障相上过流元件），说明是非故障相断路器失灵 ③变压器三跳起动失灵 外部三相跳闸输入接点“发变三跳”一直动作起动失灵保护，而且低功率因数元件、负序过流元件动作及零序过流元件动作。三个辅助元件有一个动作后先经“失灵跳本断路器时间”的延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时间”延时动作时间发三相跳闸命令跳开其他各断路器。 4、失灵保护的动作时限分析 基于断路器失灵几乎都不是瞬时性故障的事实，失灵保护的一系列动作行为在切除相应的断路器时，都应闭锁其自动重合闸。 4.1失灵跟跳时间的整定 对于失灵跟跳时间（t1）的整定，gb14285-93《继电保护和安全自动装置技术规程》（以下简称《规程》）的要求是“宜无时限再次动作于本断路器跳闸”。按照我们的理解，对于投入自动重合闸的情形，不能把失灵跟跳时间整为零，应按躲过断路器动作时间（t跳）与保护返回时间（t返）之和整定，即 t1=t11=k1（t跳+t返+△t）（1）其中，k1为可靠系数，△t为抖动时间。对于不需要自动重合闸又没有设置保护跟跳功能的情况下，可把失灵跟跳改作保护跟跳以提高跳闸可靠性，则可按躲过可能存在的接点抖动时间整定。 t1=t12=k1△t（2）
断路器失灵保护的原理及重要性随着电网的日趋复杂，电网的安全性变得越来越重要，继电保护的拒动给电网带来的危害越来越大。原则上，电网任一处的开关都应设有一定的后备保护措施。用相邻元件的保护作后备，是最简单合理的后备保护方式。但在高压电网中，由于短线路的增多和电源支路的助增作用，实现上述后备方式往往有较大困难。目前，高压电网中相间距离保护最后一段对本线路的灵敏度平均在2左右，而相邻线故障时的助增系数多在2以上，所以绝大部分保护只能对相邻线路近端故障起后备作用，而对相邻线末故障有1.2以上灵敏度，能起完全后备作用的，只有个别几套保护，而对变压器发生内部故障的后备作用则更差。接地保护的情况略好于相间保护，其最后段对本线路的灵敏度平均在5左右。但相邻线故障时，其故障电流分支系数也小，所以也有相当一部分线路，尤其是短线路的接地保护，不能对相邻线路或变压器故障起后备作用。因此，“继电保护及安全自动装置技术规程”规定：220 kV以上变电站及某些重要的110 kV变电站应装设断路器失灵保护。 关于发变组启动失灵保护问题，原部颁“继电保护及安全自动装置技术规程”中已经明确：发电机变压器组的保护，宜启动断路器失灵保护。事实也证明，大型发变组装设失灵保护是非常必要的。2001年2月，山西省某电厂就发生了一起发变组保护动作而高压开关有一相开关失灵，由于发变组启动失灵保护没有投入运行，造成发电机非全相运行5分41秒而损坏的事故。 目前，几乎全部220 kV线路保护及大多数发变组保护均已装设了失灵保护。但对变压器保护启动失灵问题，由于以前的传统保护瓦斯出口很难与电气量出口分开等原因，“技术规程”规定一般不考虑由变压器保护启动断路器失灵保护。因此，实际运行中变压器保护目前大都没有启动失灵保护。但事实上变压器开关失灵并非不可能，山西省就曾出现过母线故障时，母差保护动作而变压器两相开关失灵的情况。对于220 kV变压器，如果发生内部故障时高压侧开关失灵，由于目前220 kV线路远后备的灵敏度极低（尤其是相间保护），有些短线路甚至没有灵敏度，后果将是非常严重的。 断路器失灵保护由启动元件、时间元件和出口回路组成。 所有连接到一组（或一段）母线上的元件的保护装置，当其出口继电器动作于跳开本身断路器的同时，也启动失灵保护中的公用时间继电器KT，此时，并不妨碍正常的切除故障。如果故障线路的断路器拒动时，则时间继电器KT延时动作，启动失灵保护的出口继电器，使连接到该组母线上的所有其他由电源的断路器跳闸，从而切除故障，起到了断路器据动时的后备作用。由于断路器失灵保护要动作于跳开一组母线上的所有断路器，而且在保护的接线上将所有断路器的操作回路都要连接在一起，因此，应注意提高失灵保护的可靠性，以防止误动而造成严重的事故。为提高断路器失灵保护动作的可靠性，要求起动元件必须同时具备以下两个条件才能启动。 （1）故障元件的保护出口继电器动作后不返回。 （2）在故障保护元件的保护范围内故障依然存在，即失灵判别元件启动。当母线上连接元件较多时，失灵判别元件一般采用检查母线电压的低电压继电器，以确定故障仍未切除，其动作电压按最大运行方式下线路末端短路时保护应有足够的灵敏性来整定，当母线上连接元件较少或一套保护动作于几个断路器（如采用多角形接线时）以及采用单相合闸时，一般采用检查通过每个或每相断路器的故障电流的方式，作为判别拒动断路器之用，其动作电流在满足灵敏性的情况下，应尽可能大于负荷电流。由于断路器失灵保护的返回时间之和来整定即可，通常取0.3-0.5s。当采用单母线分段或双母线时，延时可分两段，第一段以短时限动作于分段断路器或母联断路器，第二段再经一时限动作跳开有电源的出线断路器。
5.3.2 断路器失灵保护（断路器失灵保护逻辑图） 线路发生故障时，若该线路断路器失灵，则需要有母线保护跳开该线路所在母线上的 所有断路器。断路器失灵保护用于连接到母线上的所有支路。 断路器失灵保护由各连接元件保护装置提供的保护跳闸接点起动，逻辑如图5.4。输入本装置的跳闸接点有两种：一种是分相跳闸接点(虚框1所示)，分别对应元件2、3、4、5、7、8、9、10、12、13、14、15、17、18、19、20的跳A 、跳B 、跳C ，通常与线路保护连接，当失灵保护保护检测到此接点动作时，若该元件的对应相电流大于失灵相电流定值（对主变支路，可整定是否再经零序电流或负序电流闭锁），则经过失灵保护电压闭锁起动失灵保护；另一种是每个元件都有的三跳接点Ts(虚框2所示)，当失灵保护检测到此接点动作时，若该元件的任一相电流大于失灵相电流定值（可整定是否再经零序电流或负序电流闭锁），则经过失灵保护电压闭锁起动失灵保护。失灵保护起动后经跟跳延时再次动作于该线路断路器，经跳母联延时动作于母联，经失灵延时切除该元件所在母线的各个连接元件。 当直接和保护动作接点配合完成失灵保护的功能时，由于线路保护有跳A 、跳B 、跳C 和三跳开出，而装置在支路1、6、11、16只有三跳的开入，所以线路不能接在支路1、6、11、16；由于主变支路只有三跳，主变可以接在任意支路，但建议主变接在这1、6、11、16这几个支路上，这样可以留出更多的间隔接线路。 任一失灵开入保持10S 不返回，装置报“保护板／管理板DSP2长期起动”，同时将失灵保护闭锁。 >=1 TA IA>Isl & &TB IB>Isl &TC IC>Isl I0>I0sl I2>I2sl + + 投零序电流闭锁 投负序电流闭锁 >=1 IA>Isl IB>Isl IC>Isl TS & & 运行方式判别 一母刀闸位置 二母刀闸位置 & 一母失灵电压闭锁开放 & & & Tgt Tml Tsl 跟跳本线路跳母联切除一母各单元 Tgt Tml Tsl 跟跳本线路跳母联切除二母各单元 1 2 SW YB SW : 断路器失灵保护保护投退控制字YB : 断路器失灵保护保护投入压板 投不经电压闭锁 投不经电压闭锁 & & >=1& >=1 TS >=1 >=1 二母失灵电压闭锁开放
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 断路器失灵保护存在的问题分 析及改进(新版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
断路器失灵保护存在的问题分析及改进 (新版) 备注：传统安全中认为技术只要能在人不犯错误时保证人安全就达到了技术的 根本要求，但更进一步的技术安全观对技术的追求还应该包括保证防止人犯错，乃至在一定范围内缓冲、包容人的错误。 0前言 珠海发电厂第一期工程为2台700MW燃煤机组。日本三菱公司为总承包商，美国雷神公司为电气部分的分包商，负责电气设备的供货、设计和安装调试。220kV系统共有11回开关间隔，6回出线间隔。每回220kV线路配置了2套南京自动化设备厂生产的CSL101A，CSL102A型微机保护装置。断路器失灵保护采用GEC ALSTHOM公司设备。由于雷神公司对我国线路保护的设计不理解，设计的线路断路器失灵保护不能与线路保护正确配合，如线路保护和断路器失灵保护都配置了失灵电流启动元件(重复设置)；断路器失灵保护的重跳回路设计不当，造成线路的重合闸装置不能重合等。线路开关在正常的停电操作过程中发生了线路断路器失灵保护误动作现象。
2000年2月9日，海三乙线路C相瞬时性故障，线路保护动作跳开C相，由于启动了线路断路器失灵保护的重跳继电器，跳开了海三乙线路三相开关，重合闸装置不起作用。2000年12月3日，海屏甲线路停电检修，正常操作断开线路开关，又启动了海屏甲线路断路器失灵保护。 1断路器失灵保护设计特点 线路断路器失灵保护原理接线如图1所示，CSL101A和CSL102A 分别为线路第1套保护和第2套保护的跳闸接点，LJa，LJb，LJc为线路保护三相电流检测继电器接点，3I0为线路零序保护跳闸接点，RADSS为220kV母线差动保护接点。上述保护接点闭合启动断路器失灵保护的电流检测继电器50BF，50BF接点闭合启动时间继电器62BF、重跳继电器50BF-RT和继电器86BF。 线路断路器失灵保护设计上有如下特点： a.线路和母线任何保护动作均启动断路器失灵保护的电流检测继电器50BF，但继电器50BF是否启动，还需检测断路器是否有电流流通，如果断路器已断开，无电流流通，电流继电器50BF不会启
断路器保护主要包括:断路器失灵保护、自动重合闸、充电保护、死区保护、三相不一致保护和瞬时跟跳。本文主要讨论3/2接线方式下的断路器保护。 一、断路器保护装置的配置 一般在双母线、单母线接线方式中，输电线路保护要发跳闸命令时只跳线路本端的一个断路器，重合闸自然也只重合这一个断路器，所以重合闸按保护配置是合理的。 在3/2接线方式中把失灵保护、自动重合闸、三相不一致保护、死区保护和充电保护做在一个装置内，这个装置即称为断路器保护。 二、断路器失灵保护 断路器失灵保护是指故障电气设备的继电保护动作发出跳闸命令而断路器拒动时，利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别，能够以较短的时限切除同一厂站内其他有关的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个电网的稳定运行，避免造成发电机、变压器等故障元件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故。 一般在220kV及以上断路器上配置断路器失灵保护功能，部分重要的110kV断路器也会配置失灵功能。以下详细分析：3/2接线方式下的断路器失灵保护。 如图1所示，在3/2接线方式下，如果在线路2发生短路，线路保护跳开5021和5022断路器。假如5021断路器失灵，为了短路点的熄弧，5021断路器的失灵保护应将500kVⅠ母上所有的断路器（图中5011、5031断路器）都跳开。 图1 500kV变电站3/2接线方式简图 如果在500kVⅠ母上发生短路，母线保护动作跳母线上所有断路器。假如5021断路器失灵，5021断路器的失灵保护应将5022断路器跳开，并发远方跳闸命令跳线路2对侧的断路器。（如连接元件是变压器，则跳开变压器各侧断路器） 所以边断路器的失灵保护动作后应该跳开边断路器所在母线上的所有断路器和中断路器并启动远方跳闸功能跳与边断路器相连的线路对侧断路器（或跳变压器各侧断路器）。 如果在线路2上发生短路，线路保护跳5011和5021两个断路器。假如5022断路器失灵，5022断路器的失灵保护应将5023断路器跳开，并发远方跳闸命令跳2号主变各侧断路器，这样短路点才能熄弧。
断路器失灵保护简介 在110kV及以上电压等级的发电厂和变电所中，当输电线路、变压器或母线发生短路，在保护装置动作于切除故障时，肯能伴随故障元件的断路器拒动，也即发生了断路器的失灵故障。产生断路器失灵故障的原因是多方面的，如断路器跳闸线圈短线，断路器的操动机构失灵等。高压电网的断路器和保护装置，都应具有一定的后备作用，以便在断路器或保护装置失灵时，仍能有效切除故障。相邻元件的远后备保护方案是最简单合理的后备方式，既是保护据动的后备，又是断路器拒动的后备。但是在高压电网中，由于各电源支路的助增作用，实现上述后备方式往往有较大困难（灵敏度不够），而且由于动作时间较长，易造成事故范围的扩大，甚至引起系统失稳而瓦解。有鉴于此，电网中枢地区重要的220kV 及以上主干线路，系统稳定要求必须装设全线速动保护时，通常可装饰两套独立的全线速动主保护（即保护的双重化），以防保护装置的拒动；对于断路器的拒动，则专门装设断路器失灵保护。 1.装设断路器失灵保护的条件 由于断路器失灵保护是在线路故障的同时断路器失灵的双重故障情况下的保护，因此允许适当降低对它的要求，即仅要最终能切除故障即可。装设断路器失灵保护的条件： （1）相邻元件保护的远后备保护灵敏度不够时应装设断路器失灵保护。对分相操作的断路器，允许只按单相接地故障来校验其灵敏度。 （2）.根据变电所的重要性和装设失灵保护作用的大小来决定装设断路器失灵保护。例如多母线运行的220kV及以上变电所，当失灵保护能缩小断路器拒动引起的停电范围时，就应装设失灵保护。 2.对断路器失灵保护的要求 （1）失灵保护的误动和母线保护的误动一样，影响范围很广，必须有较高的可靠性（安全性）。 （2）失灵保护首先动作于母联断路器和分段断路器，此后相邻元件保护已能以相继动作切除故障时，失灵保护又动作于母联断路器和分段断路器。 （3）在保证不误动的前提下，应以教短延时、有选择性地切除有关断路器。（4）失灵保护的故障签别元件和跳闸闭锁元件，应对断路器所在线路或设备末端故障有足够灵敏度。 图1
断路器失灵保护的配置与反措的探讨 摘要：介绍失灵保护的原理，分析220kV以上电压等级失灵保护的配置原则、反措要点及实现方法，根据反措要点指出常规断路器失灵保护隐藏的设计缺陷，并提出整改方法。 关键词：失灵保护；配置原则；反措要点 0.前言 断路器失灵保护，是指当故障线路或故障元件的继电保护装置动作发出跳闸脉冲后，断路器拒绝动作时，能够以较短的时限切除同一变电站或同一发电厂内的其它相邻断路器，如果是一个半断路器接线的中间断路器拒绝动作时，还需要远方启动线路的另一侧断路器跳闸，以使停电范围限制最小的一种近后备保护。根据GB14285－1993《继电保护和安全自动装置技术规程》的要求，在220kV及以上电压等级电网中，均需要配置断路器失灵保护。由于断路器失灵保护需要判别运行方式、断路器的状态、保护的动作情况以及与主保护配合的问题，所以它牵涉到装置很多，表现为二次连接回路相当复杂，容易在设计上出错或者在特殊的运行方式时不满足要求，给安全运行埋藏极大的隐患。本文结合自己这几年从事继电保护方面的认识和工作中的实践体会，分析断路器失灵保护的设计方法及存在的问题与思考。 1.断路器失灵保护配置原则及其实现方法 1.1对双母线或分段单母线接线，断路器失灵保护首先动作于断开母联或分段断路器，然后动作于断开与拒动断路器连接在同一母线上的所有电源之路的断路器。常规的设计实现方法为：通过在断路器失灵保护装置（如南瑞深圳所BP-2B装置）中整定失灵保护短延时跳母联、长延时跳相关的一条母线，如图1。 图 1 1.2为提高动作可靠性，必须同时具备下列两个条件，断路器失灵保护方可起动：第一，故障线路或故障元件的保护能瞬时复归的出口继电器动作后不返回；第二，断路器未断开的判别元件，可采用能够快速复归的相电流元件。常规的设计实现方法为：前且采用保护装置（如南瑞继保RCS-931A光纤差动装置）的保护动作出口继电器独立接点和CZX-21R操作箱独立接点来反映；后且采用辅助保护装置（如南瑞继保RCS-923A辅助保护装置）的过流继电器动作来反映断路器未断开，如图2。