斷路器失靈保護存在的問題分析及改進

　珠海發電廠第一期工程為2台700MW燃煤機組。日本三菱公司為總承包商，美國雷神公司為電氣部分的分包商，負責電氣設備的供貨、設計和安裝調試。220kV係統共有11回開關間隔，6回出線間隔。每回220kV線路配置了2套南京自動化設備廠生產的CSL101A，CSL102A型微機保護裝置。斷路器失靈保護采用GEC?ALSTHOM公司設備。由於雷神公司對我國線路保護的設計不理解，設計的線路斷路器失靈保護不能與線路保護正確配合，如線路保護和斷路器失靈保護都配置了失靈電流啟動元件(重複設置)；斷路器失靈保護的重跳回路設計不當，造成線路的重合閘裝置不能重合等。線路開關在正常的停電操作過程中發生了線路斷路器失靈保護誤動作現象。2000年2月9日，海三乙線路C相瞬時性故障，線路保護動作跳開C相，由於啟動了線路斷路器失靈保護的重跳繼電器，跳開了海三乙線路三相開關，重合閘裝置不起作用。2000年12月3日，海屏甲線路停電檢修，正常操作斷開線路開關，又啟動了海屏甲線路斷路器失靈保護。

　　1 斷路器失靈保護設計特點

　　線路斷路器失靈保護原理接線如圖1所示，CSL101A和CSL102A分別為線路第1套保護和第2套保護的跳閘接點，LJa，LJb，LJc為線路保護三相電流檢測繼電器接點，3I0為線路零序保護跳閘接點，RADSS為220kV母線差動保護接點。上述保護接點閉合啟動斷路器失靈保護的電流檢測繼電器50BF，50BF接點閉合啟動時間繼電器62BF、重跳繼電器50BF-RT和繼電器86BF。



　　線路斷路器失靈保護設計上有如下特點：

　　?a.線路和母線任何保護動作均啟動斷路器失靈保護的電流檢測繼電器50BF，但繼電器50BF是否啟動，還需檢測斷路器是否有電流流通，如果斷路器已斷開，無電流流通，電流繼電器50BF不會啟動。

　　?b.電流檢測繼電器50BF與保護接點串聯，隻有保護動作後才將電流檢測繼電器50BF的控製電源接通，防止在線路的正常運行時電流檢測繼電器50BF啟動而誤啟動斷路器失靈保護。

　　?c.隻有電流檢測繼電器50BF動作後，失靈時間繼電器62BF才開始計時；當繼電器50BF和失靈時間繼電器62BF都動作後，才啟動跳閘繼電器，跳Ⅰ母或/和Ⅱ母上的斷路器。

　　?d.失靈保護中設有重跳繼電器50BF?RT，當電流檢測繼電器50BF動作後，啟動重跳繼電器50BF-RT，重跳斷路器一次，若斷路器跳開了，回路中無電流，則電流檢測繼電器50BF返回，不動作，失靈時間繼電器62BF也返回不計時，失靈保護不動作。這樣可避免因二次回路問題造成斷路器不跳閘的情況下誤啟動失靈保護。

　　?e.當失靈時間繼電器62BF動作後，一方麵去啟動相應的跳閘繼電器跳開其它開關，另一方麵，啟動繼電器86BF斷開本斷路器跳閘回路的控製電源，防止斷路器跳閘線圈長時間通電而燒壞。
　2 失靈保護設計存在的問題

　　2.1失靈啟動回路設計錯誤

　　?線路保護中有用於啟動失靈保護的三相電流檢測繼電器LJa，LJb，LJc，它與保護跳閘信號串聯啟動失靈保護的時間繼電器，再啟動失靈跳閘出口繼電器，即可構成一套完整的失靈保護。而雷神公司設計的線路斷路器失靈保護有其獨立的失靈電流檢測繼電器50BF(MCTI40型)。這是由於設計時未理解已有線路保護的事實，將繼電器LJa，LJb，LJc和零序電流繼電器3I0當成是三相過電流保護和零序保護，在啟動50BF時起作用。電流檢測繼電器LJa，LJb，LJc定值為0.2A，正常運行時電流繼電器就會動作，按雷神公司設計，在線路正常運行情況下，將啟動線路斷路器失靈保護。

　　2.2失靈重跳使線路重合閘功能失效

　　?如上所述，為防止因二次回路不正常造成斷路器不跳閘而誤啟動失靈保護，擴大事故，失靈保護中設有重跳繼電器50BF-RT。當50BF動作後，啟動50BF-RT，進而啟動線路斷路器另一組跳閘回路，重跳斷路器一次。若斷路器跳開了，回路中無電流，則50BF複歸，失靈時間繼電器62BF也返回不計時，失靈保護不動作。

　　?當線路發生單相瞬時故障時，故障相保護動作跳單相，重合閘裝置動作重合斷路器。如圖1所示，線路任何一相保護動作，在斷路器斷開之前，將啟動對應相的50BF，從而啟動50BF-RT，從而跳開三相斷路器。因此，盡管線路隻發生單相瞬時故障，但因為在重合閘裝置動作之前，失靈重跳繼電器50BF-RT動作將三相斷路器跳開了，因此，線路重合閘裝置不起作用。

　　?造成線路重合閘裝置功能失效的原因是每相電流檢測繼電器50BF動作都啟動失靈重跳繼電器50BF-RT，而後者動作不是隻跳故障相斷路器，而是跳開三相斷路器。

　　2.3斷路器手動跳閘回路設計錯誤



　　圖2為線路斷路器失靈保護改造後的控製回路，去掉了線路保護中的三相電流檢測繼電器LJa，LJb，LJc和零序電流繼電器3I0接點，而改接永跳繼電器TJR和三跳繼電器TJQ接點。斷路器手動跳閘回路如圖3所示，手動跳閘接點52CS一方麵啟?動跳閘線圈TC跳斷路器，另一方麵又分別啟動了TJR和TJQ。TJR和TJQ動作後啟動失靈重跳繼電器50BF?RT和失靈時間繼電器62BF(如圖4)。




??在線路斷路器正常停運操作時，手動斷開了斷路器，電流檢測繼電器50BF不會啟動，也不會啟動失靈跳閘出口繼電器，但50BF?RT和62BF啟動並出現相應報警，容易造成運行人員的誤判斷；此外，如圖5所示，失靈保護的跳閘出口回路失去了62BF的閉鎖條件，降低了失靈保護的可靠性。?

　　3 對失靈保護的改造

　　3.1對失靈啟動回路的修改

　　?雷神公司將LJa，LJb，LJc分別當成是線路過電流保護。事實上，線路保護中的電流檢測繼電器LJa，LJb，LJc與失靈保護回路中的電流檢測繼電器50BF的作用是相同的，都是檢測線路是否存在電流，均用於失靈啟動的電流判斷元件。LJa，LJb，LJc接點不能作為保護信號啟動50BF。如圖2所示，修改後的失靈啟動回路去掉了LJa，LJb，LJc接點，而增加了線路保護的永跳繼電器TJR和三跳繼電器TJQ接點。由於零序保護動作啟動TJR和TJQ，因此，去掉零序保護3I0啟動50BF的功能。?