断路器失灵保护原理

龙源期刊网

浅谈断路器失灵保护

作者：周健

来源：《环球市场信息导报》2012年第01期

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。

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。当电力系统一次设备故障时，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来说明装设断路器失灵保护的必要性。在图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时间，并且扩大了故障范围。（图1）

由此可见，装设断路器失灵保护后，不仅缩短故障的切除时间，缩小故障范围，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时间。

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电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。

龙源期刊网

断路器失灵保护分析

作者：罗薇

来源：《山东工业技术》2018年第13期

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/ki.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，龙源期刊网

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。

断路器失灵保护浅析

摘要：目前我国电网主要以220kv以上电压等级电网作为主电网，为防止元件保护装置正确动作而一次设备拒动，设置失灵保护作为后备保护。文章主要阐述了其二次回路、动作原理及设计原则，并根据现场运行经验提出了对失灵保护的要求。

关键词：断路器失灵保护；二次回路；动作原理；设计原则

1 断路器失灵保护的作用及原理

众所周知，目前我国电网主要以220 kv以上电压等级电网作为主电网，当网内线路、元件发生故障，如线路接地故障、母线短路故障、变压器短路故障时，为防止出现电网失压乃至崩溃，应瞬时将故障线路、元件所在断路器跳闸，隔离故障元件。在此过程中一般采用元件主保护将元件所在断路器断开以排除故障。为防止元件保护装置正确动作而一次设备拒动，另设置失灵保护作为后备保护，将与故障元件有直接联系的相邻元件断路器断开，保护电网正常运行，有效避免事故扩大。

所谓的断路器失灵保护，即当故障元件的保护装置动作发出跳闸命令，相应的断路器应故操作失灵拒绝跳闸，为防止故障造成在运行元件烧毁、电网崩溃瓦解，利用该元件保护动作信息及电流持续信息，经短延时后发出启动失灵开入，经相应失灵保护的复压闭锁开放后，至相应母线失灵跳闸出口，至本断路器及相邻断路器跳闸。

具体一点来说，断路器失灵保护(以现场保护装置为例)可分为以下若干阶段：首先是失灵保护的启动，一般有三个启动元件，相电流(突变量)启动、零序电流启动、负序电流启动；其次，重跳本断路器，当失灵保护启动后，结合相应相所发出的跳闸命令，配合该相的有流判据，则重跳该相。若是相间故障则任一相有流则发出三跳命令。以上情况中当跳闸命令或有流判据消失则重跳命令也消失；第三是延时三跳，这是用来提供单跳延时三跳的。即收到单跳命令时，经失灵过流判据及延时则跳断路器三相：第四是延时跳相邻断路器，延时跳本断路器后，如果失灵过流判据仍未返回，则在加一短延时跳相邻断路器。

综上所述，其失灵保护的判断逻辑为保护动作、装置仍有流、电压闭锁元件开放、短延时。

摄专论　断路器失灵保护　崔丽杰　哈尔滨电气集团阿城继电器有限责任公司黑龙江阿城１５０３０２　Ｉ摘　要ｌ该文主要介绍断路器失灵保护的概念，失灵保护的必要　性，断路器失灵的原因，起动失灵保护的条件，失灵保护的原理，及ｊ／２断　路器接线方式失灵保护的跳闸对象等。　【关键字ｌ断路器失灵保护；原理；跳闸对象　１．引言　随着社会的发展，电力系统的结构和运营模式越来越复杂。用户对　电的质量和可靠性的要求也越来越高。如今的电网，高压线路非常普　遍，而电网的稳定运行也越来越重要。高压输电线路远距离输送的功率　很大，如果线路发生故障而断路器又拒动时，会带给电网很大的危害，　损坏设备。针对这种情况，采用了断路器失灵保护，从而有选择地将相　关断路器断开，提高系统的稳定性。　２．概念　当系统发生故障，如：输电线路、变压器、母线或其它主设备发生　短路时，保护装置动作并发出跳闸命令，而故障设备的断路器拒绝动作　时，称之为断路器失灵。　３．失夏保护的原因　断路器失灵故障的起因很多，如：断路器操作机构的故障，断路器　跳闸线圈的故障，直流电源消失等等。　４．增设断路器失夏保护的必要性　系统发生故障后，如果出现了断路器失灵的情况，而又没有增设失　灵保护，会造成严重的后果。例如：变压器出现故障，保护动作，断路器　却拒绝动作，这样会严重损坏变压器甚至导致变压器着火，又如：当线　路发生故障，而断路器拒动时，如果不增设断路器失灵保护，线路及发　变组的后备保护将动作，切除故障，这样就会扩大停电范围，造成很大　的经济损失。　５．断路器失夏保护工作原理　１）断路器失灵保护由启动元件．时间元件及出口元件组成　保护起动失灵　相过流起动　与　失灵保护动作（出口元件）　断路器合闸位置　启动元件　上图为断路器失灵保护的工作原理图　另外：非电量保护（如变压器的重瓦斯，压力释放等）不起动断路器失　灵保护。　２）断路器失炅保护出口逻辑如下　ａ）经较短的时间延时跳开母联断路器；　ｂ）经较长的时间延时跳开与失灵支路所在同一母线上的所有支路　断路器。　失灵保护起动　匈　复合电压动作　ｌ　跳母联　跳本间隔断路器　跳母线所有断路器（及远跳）　３）复合电压闭锁　按母线段设计，采用低电压、零序电压和负序电压判据组成，任一　判据满足动作条件或母线ＰＴ断线电压闭锁元件开放。　除复合电压闭锁功能外，装置还具有变压器、发变组等元件支路外　部解除电压闭锁功能。　８．３／２断路器接线方式失夏保护的跳闸对象　１）边断路器的失灵保护由母线保护或线路保护或变压器保护或充　电保护起动，失灵保护动作后再跳一次本断路器并跳该母线上的所有　断路器和中断路器。如果连接元件是线路的话还起动该线路的远跳，如　果连接元件是变压器的话则起动变压器保护的跳闸继电器跳各侧断路　器。　２）中断路器的失灵保护由线路或变压器保护或充电保护起动，失　灵保护动作后再跳一次本断路器并跳两个边断路器。如果连接元件是　线路的话还起动该线路的远跳，如果连接元件是变压器的话则起动变　压器保护的跳闸继电器跳各侧断路器。