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220KV失灵保护2009年11月1

本课学习目的对我厂220KV系统断路器失灵保护有一个大致了解。在保护检验前确保该停运的断路器失灵保护不会启动去出口跳闸。学习失灵保护的一些理论知识，帮助大家应对技能鉴定考试。2

1、定义当输电线路、变压器、母线或其他主设备发生短路，保护装置动作并发出了跳闸指令，但故障设备的断路器拒绝动作，称之为断路器失灵。为消除断路器失灵事故后带来的电力系统影响或危害所采取的保护措施，称之为断路器失灵保护。3

2、断路器失灵的原因断路器跳闸线圈断线；断路器操作机构出现故障空气断路器的气压降低或液压式断路器的液压降低；直流电源消失及控制回路故障等。4

3、断路器失灵的影响损坏主设备或引起火灾。如变压器出口短路而保护动作后断路器拒绝跳闸，将严重损坏变压器或造成变压器着火。扩大停电范围。分析下图，若2EX发生故障应跳249但未跳开，1EX对侧、1B和2B的后备保护动作分别跳开各自断路器。这样扩大了停电的范围，将造成很大的经济损失。5

续上可能使电力系统瓦解。（1）当发生断路器失灵故障时，要靠各相邻元件的后备保护切除故障，扩大了停电范围，有可能切除许多电源；（2）由于故障被切除时间过长，影响了运行系统的稳定性，有可能使系统瓦解。6

续上（我厂220KV一次图）22361EX2EX22492201223622022B故障故障220KV7

4、构成原理启动条件（即判断是否失灵）：从定义上可判断为断路器失灵。（1）被保护设备的保护动作，其出口继电器接点闭合；（2）断路器仍在闭合状态；（3）断路器仍有电流流过。动作延时元件及复合电压闭锁元件。8

4.1、启动及判别元件失灵启动及判别元件由电流启动元件、保护出口动作接点及断路器位置辅助接点构成。电流启动元件，一般由三个相电流元件组成，当灵敏度不够时还可以接入零序电流元件。保护出口跳闸接点,分两类，即在超高压输电线路保护中，有分相跳闸接点和三相跳闸接点，而在变压器或发变组保护中只有三跳接点。9

续4.1、启动及判别元件保护出口跳闸接点不同，失灵启动及判别元件的逻辑回路有差别。区别在于：线路保护任一相出口继电器动作或三相出口继电器动作，若流过某相断路器的电流仍然存在，则就判为断路器失灵，去启动失灵保护。变压器保护经延时解除失灵保护的复合电压闭锁元件（该元件回路应设置独立于启动失灵启动的解除电压闭锁的开入回路）。10

4.2、复合电压闭锁元件复合电压闭锁元件作用是防止失灵保护出口继电器误动或维护人员误碰出口继电器接点而造成误跳断路器的措施。闭锁方式，采用接点闭锁，分别串接在各断路器的跳闸回路中。三种解除电压闭锁的方法：采用主变保护中由主变各侧“复合电压闭锁元件动作”（或逻辑）解除断路器失灵保护的复合电压闭锁元件。11

续4.2、复合电压闭锁元件采用在保护跳闸接点和电流判别元件同时动作去解除复合电压闭锁，故障电流切断、保护收回跳闸命令后重新闭锁断路器失灵保护的方式。对失灵电流判别功能由母线保护装置内部判别的，可采用保护跳闸接点动作时解除复合电压闭锁。（本厂采用的方式）12

4.3、出口跳断路器回路按以上4.1、4.2项可知出口逻辑图如下：失灵启动中间时间延时电压闭锁接点1断路器跳闸回路1电压闭锁接点2断路器跳闸回路2失灵屏13

5、构成失灵保护的几个原则问题失灵保护应有动作延时，且最短的动作延时应大于故障设备断路器的跳闸时间与保护继电器返回时间之和。正常工况下，失灵保护回路中任一对触点闭合，失灵保护不应被误启动或误跳断路器。14

续5、构成失灵保护的几个原则问题在失灵启动回路中不能使用非电量保护出口接点，非电量保护主要有：重瓦斯保护、压力保护、发电机的热工保护等。因为非电气量保护动作后不能快速自动返回，容易造成误动。要求相电流判别元件的动作时间和返回时间要快，均不应大于20ms。15

6、我厂失灵保护设计总体思路针对各厂家保护硬件配置和设计思路各有不同，可以在母差保护屏内配置各元件（即电流元件、电压元件、时间延时元件等）全部集合在母差保护屏内。结合我厂涉及失灵保护的断路器为220KV系统（包括2236、2249、2201、2202）的保护配置的实际情况，配置如下：16

续6、我厂失灵保护设计总体思路各支路失灵启动元件分别配置在各自的保护屏内，失灵启动元件有电流判别、跳闸出口和断路器位置等元件。母差失灵WMZ-41B屏内的失灵保护部分包括各支路电流、时间延时、电压闭锁等元件和出口回路，其中电压闭锁元件、出口回路应与母线保护共用，各支路电流元件的电流分别取自母差保护的各支路电流互感器二次侧电流。17

7、实际应用220KV线路断路器主变压器高压侧断路器18

7.1、枫兴线（断路器保护装置PSL631A含失灵启动的三个条件）