斷路器失靈保護及其相關問題分析

吳淮

摘 要：隨著經濟水平的快速發展，電網建設成為國民經濟發展過程中的一個重要組成部分。在電網投入使用的過程中還應該要加強對電網的維護管理，確保電網的運行效率。斷路器失靈保護作為變壓器、斷路器重要的繼電保護，對電網的安全穩定運行意義重大。文章對斷路器失靈保護的相關問題和斷路器失靈保護設計進行分析和探討。

關鍵詞：電網管理；斷路器失靈保護；策略

中圖分類號：TM561 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）33-0127-02

當前我國的電網建設水平不斷提升，輸電線路的覆蓋網絡也越來越廣泛，電網運行過程中的一個重要基礎就是安全、穩定，在電網運行過程中，必須要積極加強對各種電路的檢測，加強自動保護設計，從而使得電網在遇到各種突發狀況時能夠對相關問題進行解決，防止對輸電線路帶來嚴重影響。斷路器失靈保護作為變壓器、斷路器重要的繼電保護，對電網的安全穩定運行意義重大，這也是電網管理人員應該要了解和掌握的一種繼電保護措施，電網運行管理維護人員應該要了解失靈保護的動作原理、動作過程，從而在出現電路故障時及時采取相應措施對故障進行控制，防止故障擴大。

1 斷路器失靈保護定義

1.1 斷路器失靈保護定義

斷路器失靈保護是一種故障及時處理手段，當電氣設備出現故障時，電氣設備的繼電保護裝置被啟動，會發出相應的跳閘命令，但是此時斷路器出現拒動，針對這種情況，可以利用故障電氣設備的保護動作信息與拒動斷路器的電流信息對斷路器的失靈情況進行分析，并且能夠在較短的時間范圍內對其他相關的斷路器進行切除，從而使得電路故障范圍不斷縮小，保證整個電路網絡的穩定運行，并且對變壓器、發電機等裝置進行保護，防止出現嚴重的燒毀和電網崩潰事故。

1.2 斷路器失靈保護原理

斷路器失靈拒動是在電網本身已經出現故障的情況下由于斷路器失靈引起的雙重故障，為了防止斷路器失靈對電網的安全穩定性帶來的影響，則必須要采取相應的措施進行斷路器失靈保護。

失靈保護的組成包括幾個重要部分，第一是電壓閉鎖元件，第二是保護動作與電流判別構成的啟動回路，第三是時間元件及跳閘出口回路。其中啟動回路是整個保護電路正確運行的關鍵之一，必須要安全可靠，應該要實現雙重判別，防止單一地對某種情況進行分析來判斷斷路器的失靈情況，也可以防止由于保護觸點卡澀不返回或誤碰、誤通電等造成的誤啟動。啟動回路中包括啟動元件和判別元件，啟動元件一般都會利用斷路器的自動跳閘出口出口回路本身，可以直接利用瞬時返回的出口跳閘繼電器觸點，當觸點動作不復歸時，則可以說明斷路器失靈。判別元件則主要是對故障是否消除進行鑒別和檢測，當前很多電氣設備都采用對線路和變壓器進行檢測的方式進行故障判別，當電氣設備啟動保護動作之后，在電路回路中依舊還有一些電流，則說明故障還沒有完全消除，如果經過檢測徹底沒有點流存在，則可以說明電路故障已經完全消除。其中啟動元件和判別元件構成“與”的邏輯關系。

2 斷路器失靈保護設計存在的問題

斷路器失靈保護是對電氣元件的斷路器失靈故障進行及時處理的重要環節，在失靈保護設計過程中還存在一些問題，這些問題對失靈保護效率和速度會帶來較大影響。

2.1 失靈啟動回路設計錯誤

在電氣設備中一般都有用于啟動失靈保護的三相電流檢測繼電器，當出現故障時，三相電流檢測繼電器與保護跳閘信號串聯啟動失靈保護的時間繼電器，然后再啟動失靈跳閘出口繼電器，就可以構成完善的失靈保護系統，但是有的電路失靈啟動回路設計過程中出現了相應問題，比如有的斷路器失靈保護系統中設置了獨立的失靈電流檢測繼電器50BF，但是將三相電流檢測繼電器和零序電流繼電器當成是三相過電流保護和零序保護，導致失靈保護啟動過程中出現延時、保護不當等問題。

2.2 失靈重跳使線路重合閘功能失效

在電路保護過程中，為了防止二次回路不正常造成斷路器不跳閘而誤啟動失靈保護，在很多電器元件的失靈保護中都設有重跳繼電器50BF-RT。當失靈電流檢測繼電器收到觸動發生動作之后，就會啟動相應的重跳繼電器，進而啟動線路斷路器另一組跳閘回路，使得斷路器重新動作一次，如果斷路器跳開但是回路中沒有電流，則可以讓失靈電流檢測繼電器復歸，失靈時間繼電器62BF也返回不計時，最終導致失靈保護無相應動作。

另外一種情況是，當線路發生單相瞬時故障時，故障相保護動作跳單相，重合閘裝置動作導致斷路器重合，也會導致線路重合閘裝置不起作用。

2.3 斷路器手動跳閘回路設計錯誤

線路斷路器失靈保護控制回路圖，如圖1所示。

如圖1所示，加入對斷路器失靈保護進行改造，去掉電路保護中的三相電流檢測繼電器和零序電流繼電器接點，將其改變成為永跳繼電器和三跳繼電器接點。則可以得到斷路器手動跳閘回路，如圖2所示。

手動跳閘接點52CS一方面可以啟動啟動跳閘線圈TC跳斷路器，另外還可以啟動TJR和TJQ。當TJR和TJQ動作后，就可以重啟失靈重跳繼電器和失靈時間繼電器。但是需要注意的是，當線路斷路器停止操作的時候，如果手動斷開了斷路器，則電流檢測器就不會啟動，也不會啟動失靈跳閘出口繼電器，但是相應的失靈重跳繼電器和失靈時間繼電器會啟動，并且進行報警，很容易導致電路維護人員對各種故障進行誤判斷，還有可能會降低失靈保護的可靠性。

3 斷路器對失靈保護的改造

3.1 對失靈啟動回路的修改

很多公司在設計斷路器失靈保護裝置時，一般都會將三相電流檢測繼電器分別當成是線路過電流保護，但其實三相電流檢測繼電器與失靈保護回路中的電流檢測繼電器發揮的作用是相同的，都是為了檢測線路中是否還存在電流，是電流判斷元件，通過對電流的判斷來對線路中的故障進行檢測和解決。因此可以對三相電流檢測繼電器的設計進行改進，比如上圖一種的失靈保護設計，就去掉了三相電流檢測繼電器的接點，并且還增加了線路保護的永跳繼電器TJR和三跳繼電器TJQ接點。而檢測電路中電流情況的功能則由電流檢測繼電器來完成。

3.2 對失靈重跳回路的修改

當電路出現故障時，線路保護動作分別啟動失靈保護的電流檢測器，如果是單相故障，則線路保護中只啟動故障相失靈保護的電流檢測器，沒有出現故障的電流檢測器不會被啟動。對失靈重跳回路進行修改之后可以得到的線路，如圖3所示。

在這個回路中，可以將失靈重跳繼電器接點與失靈保護的每一個電流檢測器接點串聯起來，從而對失靈斷路器進行啟動，使其發生重跳。同理，如果線路中只有單相故障，則只重跳故障相斷路器，對于沒有出現故障的斷路器而言，不會出現跳閘情況，因此可以保證電網線路中斷路器的重合閘功能正常。

3.3 斷路器手動跳閘回路修改

對于斷路器手動跳閘回路的修改，只需要確保電路的斷路器手動跳閘接點啟動跳閘線圈TC跳開斷路器就可以實現失靈保護，而不必啟動線路保護的永跳繼電器TJR和三跳繼電器TJQ。因此，在修改的時候，可以將手動跳閘回路中的接點52CS啟動TJR和TJQ的接線去掉，然后手動操作的時候不啟動TJR和TJQ，就可以有效地避免出現斷路器的失靈保護誤啟動。

4 結 語

綜上所述，斷路器失靈是線路出現故障時的另一個故障，加重了電路的故障程度，在電氣元件系統的設計過程中應該要對斷路器失靈問題進行解決，加強斷路器失靈設計，尤其是要對于斷路器失靈的常見問題進行分析和解決，比如電流檢測元件重復設計、誤將電流檢測信號當作過流保護等問題，都可以通過斷路器失靈保護線路的改進來解決。

參考文獻：

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