断路器操动失灵故障的原因及处理方法(2)

小知识：断路器失灵保护

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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。

断路器失灵保护的原理

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。

判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，再启动出口继电器。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。

失灵保护的实现方式

故障相失灵的实现：按相对应的线路保护跳闸接点和失灵过流高定值都动作后，先经可整定的失灵跳本开关时间延时定值发三相跳闸命令跳本断路器，再经可整定的失灵跳相邻开关延时定值发失灵保护动作跳相邻断路器。

非故障相失灵的实现： 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，此时输出的动作逻辑先经可整定的失灵跳本开关时间延时定值发三相跳闸命令跳本断路器，再经可整定的失灵跳相邻开关延时定值发失灵保护动作跳相邻断路器。

发变三跳起动失灵回路的实现： 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可整定的失灵跳本开关时间延时定值发三相跳闸命令跳本断路器，再经可整定的失灵跳相邻开关延时定值发失灵保护动作跳相邻断路器。

二、断路器失灵保护的基本原理

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（如KCo1、KCo2）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，如K点短路，KCO1动作后QF1拒动，则时间继电器KT延时动作，启动失灵保护的出口继电器KCO3，使连接到该组母线上的所有其他由电源的断路器（如QF2、QF3）跳闸，从而切除了K点的故障，起到了QF1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短依然存在，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线断路器，第二段再经一时限动作跳开有电源的出线断路器。

当系统发生故障，故障元件的保护动作而其断路器操作失灵拒绝跳闸时，通过故障元件的保护作用于本变电站相邻断路器跳闸，有条件的还可以利用通道，使远端有关断路器同时跳闸的接线称为断路器失灵保护。
一般是分相判别的相电流元件动作后，输出两组起动接点，与外部动作保护接点串联后在线路、母联或分段断路器失灵时去起动失灵保护。