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摘要: 分析了目前断路器失灵保护投入率较低的原因, 并对高压电网断路器失灵保护有关问题进行了探讨。阐述了保护动作信息和断路器“ 有流” 信息的“ 与” 逻辑解除电压闭锁方案的可行性和通用性, 进而提出了可行的解决方案。
0 引言
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。
1 失灵保护的基本构成及作用
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,如图1 所示。
启动元件通常利用断路器自动跳闸出口回路本身, 可直接用瞬时返回的出口跳闸继电器触点, 也可与出口跳闸继电器并联的、瞬时返回的辅助中间继电器触点, 触点动作不复归表示断路器失灵。沙吐别
元件以不同的方式鉴别故障确未消除。现有运行设备采用相电流( 线路) 、零序电流( 变压器) 的“ 有流”判别方式。保护动作后, 回路中仍有电流,说明故障确未消除。时间元件是断路器失灵保护的中间环节, 为了防止单一时间元件故障造成失灵保护误动,时间元件应与启动回路构成“ 与” 逻辑后,再启动出白继电器。失灵保护的电压闭锁一般由母线低电压、负序电压和零序电压继电器构成。当失灵保护与母差保护共用出口跳闸回路时, 它们也共用电压闭锁元件。
2 存在的主要问题和改进措施
2 . 1 线路失灵保护存在的问题常规的断路器失灵保护都是采用能够快速复归的相电流元件作为断路器未断开的判别元件, 该判别元件继电器的触点与保护触点配合分别构成单相跳闸和三相跳闸启动失灵回路, 加装判别元件就是
为了防止保护出口触点卡住不返回,或者误碰、误通电等情况时造成开关失灵保护误启动, 进而使失灵保护工作更安全可靠[41 。但在实际整定过程中, 由于要考虑系统运行方式以及母联开关跳开后线路末端故障时相电流元件仍应有足够的灵敏度,因此, 其定值很难躲过正常运行的负荷电流, 这就导致在线路正常运行时, 电流判别元件一直处于动作状态, 因而,并没有起到防止误动的把关作用。
事实上, 失灵保护在没有加装复合电压闭锁前,系统中会有传动保护时因忘记断开启动失灵的连线( 开关失灵电流判别元件处于动作状态) 等原因而造成失灵保护误动作的情况。如果正常运行时,失灵保护相电流判别元件不动作,则完全可以避免这些误动。另外, 对于电磁型继电器, 当负荷电流与定值接近时, 将造成继电器舌片和触点的抖动, 长时间运行就会使继电器的转轴脱落,使失灵保护拒动。
2 . 2 发变组、变压器失员保护存在的问题及解决措施
由于在变压器低压侧发生内部故障( 或者发变组高压开关出现缺相运行) 时, 装设于母差保护中的只反应2 0 kV 侧复合电压的失灵保护电压闭锁元件往往不能开放, 因而变压器、发变组启动失灵保护除了要注意将瓦斯保护( 或其他触点会延时返回的保护) 出口和电气量出口分开外, 还应注意复合电压闭锁元件的解锁问题。可以采取以下措施。
l) 对2 2 0 k v 发变组, 可用“ 电流判别+ 保护出口十合闸位置继电器常开触点” 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。此外, 还可在解锁回路中加人压板,以备在某种特殊情况下发变组高压开关检修时, 断开该解锁回路。
