110kV断路器失灵保护的必要性分析
随着电网的快速发展，电网复杂程度越来越高，其安全稳定运行问题也越来越重要。尤其是《电力安全事故应急处置和调查处理条例》于2011年9月1日施行，社会各界对大面积停电和供电可靠性的关注度提高，采取措施防止事故范围扩大显得尤其重要。
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，断路器拒动造成大面积停电的事故时有发生。失灵保护作为断路器的后备保护，能有选择地切除与失灵断路器相邻的断路器，既保证了在尽可能短的时间内切除故障，又能有效避免事故进一步扩大。
断路器失灵保护在高压和超高压系统中得到广泛应用，目前在110kV系统中应用较少。本文从110kV电网运行方式入手，结合220kV盘古石站110kV盘梓Ⅰ线故障实例，研究110kV电网配置断路器失灵保护的必要性。
1110kV电网运行方式
深圳220kV变电站110kV母线的主接线方式以双母线接线为主。110kV变电站终期为三台主变规模，高压侧母线主接线方式以单母分段接线为主。
1.1常规运行方式
深圳110kV电网结构主要采用双回链式接线。110kV电网常规运行方式安排为：来自同一110kV变电站两回出线分挂220kV变电站110kVⅠM、ⅡM。
这种运行方式的优点是对于双回出线的110kV变电站，220kV变电站110kV母线的一条母线失压，110kV变电站不受影响，母联开关流过的电流较小。
存在的风险是，110kV线路双回路合环供电，110kV线路断路器拒动时，因220kV变电站的110kV系统没有配置失灵保护，将导致220kV变电站的110kV母线全部失压，有可能造成多个110kV变电站全站停电的事故，扩大事故范围。
1.2运行方式调整方案
（1）双回线路挂同一母线运行。为降低大面积失压事件的风险，考虑将同一个110kV变电站的双回出线由分挂220kV电源变电站的两段110kV母线改为挂同一段110kV母线运行。 优点是可避免110kV开关拒动导致220kV变电站110kV母线全部失压的风险。但是也存在一定问题，即双回线路挂同一母线时，发生220kV变电站110kV母线单母失压导致多个110kV变电站失压的事件会增多。
断路器失灵保护的一些问题探讨 文◎张永丰（盐城供电公司电力调度中心江苏盐城） 摘要：失灵保护作为线路保护的后备保 护广泛地运用于２２ＯｋＶ及以上的高压电网中。 本文从失灵保护的配置原则着手，结合目前 失灵保护在实际运行中的几个问题展开讨 论，分析问题的产生原因以及在实际应用中 应该如何理解这几个问题，以使得失灵保护 在实际运行中能够更加安全可靠地应用。 关键词：失灵保护：低电压闭锁；失灵 重跳 引言 目前江苏电网的运行方式是５００ｋＶ以及 ２２０ｋＶ电网作为传输电能的主力网架为环网运 行，１ｌＯｋＶ及以下电压等级的电网主要负责分 配电能为开环运行。由于江苏５００ｋＶ电网网 络还没有足够的坚强，为了保证输电能力， ５０ＯｋＶ及２２０ｋＶ电网形成了电磁环网，因此 ５００ｋＶ、２２０ｋＶ电网继电保护的整定原则为强 化主保护，简化后备保护，后备保护采用近 后备的方式，失灵保护就是在这种要求下配 置的保护。 下面就目前系统巾失灵保护的几个问题 进行了初步探讨： １、失灵元件启动母差保护的低电压闭锁 问题 母差保护是以电流判据为主的差动元 件，为了提高保护整体的可靠性，用电压闭 锁元件来配合。以ＢＰ ２Ｂ电压闭锁元件的动 作表达式为： Ｅ ＿，７＇一（ ， ，或 西（、一（ ，或 “一（ ， ３ｇ Ｉｌ ＵＯｓｅｔ 、 ２ Ｐ， 式中 占、Ｕｂｃ、Ｕｃａ为母线线电压（相 间电压），３ Ｏ为母线三倍零序电压， ２为 母线负序电压（相电压），Ｕｚｅｔ、ＵＯｓｅｔ、 Ｕ２ｓｅｔ分别为各序电压闭锁定值。三个判据中 的任何一个被满足，该段母线的电压闭锁元 件就会动作，称为复合电压元件动作。本元 件瞬时动作，动作后自动展宽４０ｍｓ再返回。 ＢＰ一２Ｂ保护说明书中讲到“差动元件与失灵元 件动作出口均经相戍母线段的相关复合电压 元件闭锁。”在现场很多时候差动元件与失 灵元件出口所经的复合电压闭锁值被认为是 相同的，共用的是 个定值。这个观点对于 零序和负序电压闭锁而言基本是正确的，由 于零序和负序电压仅在电网发生不对称故障 时才会出现，所以实际应用中差动零序电压 定值、差动负序电压定值、失灵零序电压定 值、失灵负序电压定值整定地十分灵敏，取 ６Ｖ左右，当电网发生不对称故障时候复压零 序和负序电压闭锁元件能够迅速开放出口， 保证失灵保护能够正确动作。 对称性故障在电网中虽然所占的比例 很小，但是一旦发生，产生的危害相比于不 对称故障更为严重。由于对称性故障不产生 零序、负序电压，所以复压闭锁中也引入了 低电压闭锁。与零序和负序电压闭锁不同的 是，差动元件与失灵元件所经过的闭锁值是 不同的，下面分析一下这样做法的原因
断路器失灵保护有关问题的探讨
续建国
（山西省电力调度通信中心，山西 太原030001）
摘 要：简要分析了线路、变压器、发变组装设断路器失灵保护的必要性，并分析了传统的线路失灵保护以单纯相电流作为断路器失灵判据的不足，同时，还对变压器、发变组保护启动失灵时解除复合电压闭锁问题进行了分析，并提出了解决的办法。
关键词：断路器； 失灵； 保护
1 装设断路器失灵保护的作用及重要性
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5min41s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。
断路器失灵保护的若干方面思考
对于实际工作中，失灵保护也是在在母线引出线故障之时，故障元件需保护动作而相应断路器拒动跳闸时，为了缩小事故范围，利用故障元件的保护作用，与母线所相邻的断路器可以使其产生跳闸动作，在有条件的情况也，也能够利用通道使其远端的断路器同时产生跳闸动作，这样的保护装置称为断路器失灵保护，其动作行为同母线的差动保护作用较为相似，又被称作是母线的后备保护。对于电网运行过程中，失灵保护作为重要的运行保护，对于220kV电网及其以上电压的电网之中，均需按照GB14285-93要求的《继电保护和安全自动装置技术规程》，为电网配置失灵保护装置。在当前运营的变电站之中，对于其出口的回路设置中，主要存在两种基本形式，一种失灵保护中，其出口具备单独的跳断路器，而对于另一种失灵保护之中，则是需要与母线的差动保护结合，两者来共用一套跳断路器。失灵保护启动的两个条件是：一、保护出口未返回；二、仍存在故障电流。根据一次接线方式的不同，把失灵保护的类别分为三类：一、母线接线方式失灵保护；二、3/2接线方式失灵保护；三、变压器类接线方式失灵保护。以下分类进行分析。
一、母线接线方式的失灵保护
多是在馈线发生故障之时，可以由馈线保护发出电路跳闸的命令，此时的馈线断路器将会产生拒动操作，失灵保护启动跳母线联络断路器及与馈线为同一母线的断路器，以隔离馈线故障。同时，还需注意一个问题，那就是关于失灵保护动作跳闸的现象，由于与母线的差动保护跳闸现象相似，然而实际它们二者性质是不同的，故障反映的范围也不同。在失灵保护中，其主要针对馈线故障产生的保护动作；在断路器发生拒动之时，确有其独立的保护动作，不可同日而语。母线差动保护的设立：线路以及主变的保护都是针对其自身的保护，具有方向性，准确、快速的特点，而其电流互感器背后的设备（即母线设备）却成了盲区，为快速、灵敏、准确的切除在母线上的故障从而引申出来了母线差动保护。而失灵保护也是母线保护的主保护，但凡运行于母线上的任一断路器拒动后由母线保护装置判定动作切除该设备所在母线的全部断路器。
