0 引言
線(xiàn)路的斷路器失靈保護是在線(xiàn)路發(fā)生故障，故障元件的保護動(dòng)作發(fā)出跳閘脈沖而斷路器操作失靈拒絕跳閘時(shí)，通過(guò)線(xiàn)路的保護作用于相鄰斷路器跳閘，或利用相應通道，使遠端有關(guān)斷路器同時(shí)跳閘的保護。它是在斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，能夠以較短的時(shí)限切除其它相關(guān)斷路器，使停電范圍限制為最小的一種后備保護，在電力系統中具有很重要的作用。
在實(shí)際的工程應用中，失靈保護設備包含失靈啟動(dòng)、失靈保護兩個(gè)概念的產(chǎn)品。同時(shí)失靈保護的設計涉及到系統保護、元件保護等兩個(gè)專(zhuān)業(yè)范疇。因此，一套失靈保護系統的設計往往涉及到多種保護的設備。而且失靈啟動(dòng)裝置、失靈保護裝置這兩種設備緊密聯(lián)系，缺一不可。在綜合自動(dòng)化系統變電站中，由于采用了微機型失靈保護，解決了常規保護中常見(jiàn)的問(wèn)題。這種保護由于采用高性能、高可靠、大資源的硬件系統，軟硬件集成度高，使設計接線(xiàn)大大簡(jiǎn)化，回路接線(xiàn)越來(lái)越簡(jiǎn)單，使保護的安全性、可靠性都大大地得到了提高。
1 概念
所謂斷路器失靈保護，就是當系統發(fā)生故障時(shí)，故障元件的保護動(dòng)作，因其斷路器操作機構失靈拒絕跳閘時(shí)，通過(guò)故障元件的保護，作用于同一變電所相鄰元件的斷路器使之跳閘的保護方式。
在220kV 及以上電力網(wǎng)中，以及110kV 電力網(wǎng)的個(gè)別重要部分，由于輸電線(xiàn)路一般輸送的功率大，輸送距離遠，當線(xiàn)路發(fā)生故障而斷路器又拒動(dòng)時(shí)，將給電網(wǎng)帶來(lái)很大威脅，故普遍裝設了斷路器失靈保護，有選擇地將失靈拒動(dòng)的斷路器所連接母線(xiàn)上的其余運行中的斷路器斷開(kāi)，以減小設備損壞，縮小停電范圍，提高系統的安全穩定性。
2 斷路器失靈保護的應用與要求
由于斷路器失靈保護要動(dòng)作于跳開(kāi)一組母線(xiàn)上的所有斷路器，而且在保護的接線(xiàn)上將所有斷路器的操作回路都連接在一起，因此，應注意提高失靈保護動(dòng)作的可靠性，以防止誤動(dòng)而造成嚴重的事故。為此，對失靈保護的設計應提出如下要求：
2.1 對雙母線(xiàn)接線(xiàn)方式或單母帶分段斷路器的接線(xiàn)方式
（1）對帶有母聯(lián)斷路器和分段斷路器的母線(xiàn)要求斷路器失靈保護應首先動(dòng)作于斷開(kāi)母聯(lián)斷路器或分段斷路器，然后動(dòng)作于斷開(kāi)與拒動(dòng)斷路器連接在同一母線(xiàn)上的所有電源支路的斷路器，同時(shí)還應考慮運行方式來(lái)選定跳閘方式。
（2）斷路器失靈保護由故障元件的繼電保護啟動(dòng)，手動(dòng)跳開(kāi)斷路器時(shí)不可啟動(dòng)失靈保護。
（3）在啟動(dòng)失靈保護的回路上，除故障元件保護的觸點(diǎn)外還應包括斷路器失靈判別元件的觸點(diǎn)，利用失靈分相判別元件來(lái)檢測斷路器失靈故障的存在。
（4）為從時(shí)間上判別斷路器失靈故障的存在，失靈保護的動(dòng)作時(shí)間應大于故障元件斷路器跳閘時(shí)間和繼電保護返回時(shí)間之和。
（5）為防止失靈保護的誤動(dòng)作，失靈保護回路中任一對觸點(diǎn)閉合時(shí)，應使失靈保護不被誤啟動(dòng)或引起誤跳閘。
（6）斷路器失靈保護應有負序、零序和低電壓閉鎖元件，對于變壓器、發(fā)電機變壓器組采用分相操作的斷路器，允許只考慮單相拒動(dòng)，應用零序電流代替相電流判別元件和電壓閉鎖元件。
（7）當變壓器發(fā)生故障或不采用母線(xiàn)重合閘時(shí)，失靈保護動(dòng)作后應閉鎖各連接元件的重合閘回路，以防止對故障元件進(jìn)行重合。
（8）當以旁路斷路器代替某一連接元件的斷路器時(shí)，失靈保護的啟動(dòng)回路可作相應的切換。
（9）當某一連接元件退出運行時(shí)，它的啟動(dòng)失靈保護的回路應同時(shí)退出工作，以防止試驗時(shí)引起失靈保護的誤動(dòng)作。
（10）失靈保護動(dòng)作應有專(zhuān)用信號表示。
2.2 斷路器采用一個(gè)半接線(xiàn)方式或多角形接線(xiàn)方式時(shí)
（1）元件采用反應斷路器位置狀態(tài)的相電流元件，應分別檢查每臺斷路器的電流，以判別哪臺斷路器拒動(dòng)。
（2）當一個(gè)半斷路器接線(xiàn)方式的一串中的中間斷路器拒動(dòng)，或多角形接線(xiàn)方式相鄰兩臺斷路器中的一臺斷路器拒動(dòng)時(shí)，應采取遠方跳閘裝置，使線(xiàn)路對端斷路器跳閘并閉鎖其重合閘的措施。
（3）斷路器失靈保護按斷路器設置。
3 斷路器失靈保護現場(chǎng)應用中的幾點(diǎn)改進(jìn)建議針對失靈保護運行中出現過(guò)的一些問(wèn)題，提出如下幾點(diǎn)改進(jìn)措施：
（1）斷路器失靈保護按一套配置。斷路器失靈保護二次回路牽涉面廣、依賴(lài)性高。投運后很難有機會(huì )利用整組試驗的方法進(jìn)行全面檢驗。因此，對斷路器失靈保護在設計、安裝、調試和運行各個(gè)階段都應加強質(zhì)量管理和技術(shù)監督，保證斷路器失靈保護不留隱患地投入運行。
（2）由于線(xiàn)路斷路器失靈保護的電流判別元件對于長(cháng)線(xiàn)路在按線(xiàn)路末端故障有靈敏度整定后，一般都躲不過(guò)正常運行時(shí)的負荷電流。也就是說(shuō)正常運行時(shí)電流元件處于動(dòng)作狀態(tài)，作為斷路器的相電流判別元件不能起到明確的判據作用，若保護跳閘出口去啟動(dòng)失靈的觸點(diǎn)卡住不返回，且無(wú)法監視，當在區外又發(fā)生故障時(shí)，母線(xiàn)電壓閉鎖元件有可能動(dòng)作，很容易造成失靈保護誤動(dòng)作的嚴重后果。實(shí)際也發(fā)生過(guò)此類(lèi)事故。因此斷路器失靈保護的相電流元件必須起到明確的判據作用。
長(cháng)期的運行經(jīng)驗證實(shí)，對于分相操作的斷路器，只需要考慮一相及將全相開(kāi)斷相拒跳或一相拒合。在正常運行時(shí)，斷路器處于全相狀態(tài)，雖相電流元件在多數情況下躲不過(guò)負荷電流，但可設法讓它只在斷路器非全相狀態(tài)下起判據作用。為此，提出如下改進(jìn)方案，示意圖見(jiàn)圖1。啟用三相電流來(lái)反映斷路器三相狀態(tài)。三相狀態(tài)同時(shí)存在時(shí)，說(shuō)明斷路器處于全相狀態(tài)，讓相電流不起作用，三相電流中只要有一相為零(或小于門(mén)檻值)，即三相電流不同時(shí)存在時(shí)，說(shuō)明斷路器處于非全相狀態(tài)，讓斷路器合位相的相電流起判據作用，這做法使得相電流元件真正起到了失靈保護的相電流元件的判據作用。啟用三相電流來(lái)代替斷路器的合、分位繼電器可以真實(shí)反映斷路器的運行狀態(tài)，不會(huì )存在因斷路器合、分位觸點(diǎn)不到位而誤判斷路器三相不一致的缺點(diǎn)，由于不用合、分位繼電器也節省了二次電纜，同時(shí)也避免了二次回路連接松動(dòng)出現的錯誤判斷。
這個(gè)方案可以提高失靈保護的安全性和可靠性。要求斷路器失靈保護的相電流判別元件動(dòng)作時(shí)間和返回時(shí)間均不應大于20 毫秒。
（3）為解決變壓器失靈保護因保護靈敏度不足而不能投運的問(wèn)題，對變壓器和發(fā)電機變壓器組的斷路器失靈保護可采取以下措施：
用“零序或負序電流”動(dòng)作，配合“保護動(dòng)作”和“斷路器合閘位置”三個(gè)條件組成的“與邏輯”，經(jīng)第一時(shí)限去解除斷路器失靈保護的復合電壓閉鎖回路。
同時(shí)再采用“相電流”、“零序或負序電流”動(dòng)作，配合“斷路器合閘位置”兩個(gè)條件組成的“與邏輯”經(jīng)第二時(shí)限去啟動(dòng)斷路器失靈保護并發(fā)出“啟動(dòng)斷路器失靈保護”中央信號。
采用主變保護中由主變各側“復合電壓閉鎖元件”(或邏輯)動(dòng)作解除斷路器失靈保護的復合電壓閉鎖元件，當采用微機變壓器保護時(shí)，應具備主變“各側復合電壓閉鎖動(dòng)作”信號輸出的空接點(diǎn)。
（4）在發(fā)電機變壓器組的斷路器出現非全相運行時(shí)，由于常規的失靈判據失效導致失靈保護拒動(dòng)。首先應采取發(fā)電機降出力措施，然后經(jīng)快速返回的“負序或零序電流元件”閉鎖的“斷路器非全相判別元件”，以獨立的時(shí)間元件為第一時(shí)限，啟動(dòng)獨立的跳閘回路重跳本斷路器一次，并發(fā)出“斷路器三相位置不一致”的動(dòng)作信號。若此時(shí)斷路器故障仍然存在，可采取以下措施：
“零序或負序電流”任何一個(gè)元件動(dòng)作、“斷路器三相位置不一致”和“保護動(dòng)作”三個(gè)條件組成的“與邏輯”。以獨立的時(shí)間元件為第二時(shí)限去解除斷路器失靈保護的復合電壓閉鎖，并發(fā)出告警信號。
同時(shí)經(jīng)“零序或負序電流”元件任何一個(gè)元件動(dòng)作以及三個(gè)相電流元件任何一個(gè)元件動(dòng)作的“或邏輯”，與“斷路器三相位置不一致”，“保護動(dòng)作”三個(gè)條件組成的“與邏輯”動(dòng)作后，經(jīng)由獨立的時(shí)間元件以第三時(shí)限去啟動(dòng)斷路器失靈保護并發(fā)出“斷路器失靈保護啟動(dòng)的信號”。
發(fā)電機變壓器組的保護，宜啟動(dòng)斷路器失靈保護?？紤]到發(fā)電機故障時(shí)，發(fā)電機保護可能延時(shí)返回，為了提高安全性，斷路器未斷開(kāi)的判別元件，宜采用雙重化構成和回路的方式。
（5）由于非電量保護一般是一個(gè)累積的過(guò)程而導致失靈保護誤動(dòng)。做好電氣量保護與非電氣量保護出口繼電器分開(kāi)的反措，可使用能快速返回的電氣量和非電量保護作為斷路器失靈
保護的啟動(dòng)量。
4 結束語(yǔ)
為了系統的安全穩定，應該從保護的配置及原理上將防止繼電保護拒動(dòng)放在首位。失靈保護作為斷路器的后備保護，能有效避免事故的擴大，其瞬時(shí)跟跳功能，以及有選擇地將母線(xiàn)上除失靈拒動(dòng)的斷路器外，其余運行中的斷路器斷開(kāi)的功能，有利于電網(wǎng)的安全、穩定、可靠地運行。通過(guò)采用高可靠性的失靈保護判別元件和裝置，合理接線(xiàn)、整定，嚴格按規程操作，必將極大地提高失靈保護的正確動(dòng)作率，為電網(wǎng)的安全運行發(fā)揮應有的作用
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