220kV变电站断路器失灵原因及改进措施

220kV变电站断路器失灵原因及改进措施

李超

（广东电网有限责任公司韶关供电局广东韶关512028）

摘要：断路器失灵保护作为电网的后备保护起着至关重要的作用，其误动或拒动会扩大电网事故范围，对电网影响巨大。文章通过220kV变电站断路器失灵案例，分析事故原因并提出改进措施。

关键词：220kV；变电站；失灵保护；措施

引言

断路器失灵保护是电力系统发生故障的情况下，故障元件装置仍旧能够正确地动作，但是受到断路器某些方面不能正常工作的影响，无法对故障进行切除时，装置本身能够在较短的时间内切除故障断路器母线所在位置的其他断路器，最终实现故障点的切除，从而保障电力系统以及其中故障元件的运行。断路器失灵保护运作最终会导致与失灵断路器连接的母线出现停电现象，如果在这时断路器发生误动，将会出现难以想象的后果。为此，对于断路器失灵的可靠性以及失灵后动作操作稳定性的提升是人们关注的重点问题，对于促进电力系统的安全运行以及电网稳定发展有非常重要的意义，对人力工作者的人身安全也起到重要的保障作用。

1系统接线及保护配置情况

220kVMY变是系统中间变电站，如图1所示，220kV配置2套母线差动保护，通过220kVA线路与220kVXY变联络，220kVA线路2开关配置2套线路保护，第一套是PRSC53-21线路保护柜，由PRS-753S型光纤分相纵差成套保护装置、WBC-22C型操作继电器装置和PRS-723AH型断路器失灵及辅助保护装置组成；第二套是GXH803A-102Q线路保护柜，由WXH-803A/P型光纤分相纵差成套保护装置、WDLK-861A/P型断路器保护装置组成。

图1系统接线图

2断路器失灵保护动作过程

0ms，110kVC线路1开关A相发生单相接地故障，220kVA线路检测到区外故障电流；278ms，220kVMY变母差保护启动失灵，跳开220kVA线路2开关、母联220开关，220kVA线路保护发远方跳闸命令；

314ms，110kVC线路1开关接地距离、零序Ⅱ段动作跳闸；315ms，220kVXY变A线路1开关跳开；370ms，220kVA线路故障电流消失；372ms，220kV母线失灵保护动作接点返回。

本事件是由110kV线路故障引发220kV线路断路器失灵保护不正确动作造成故障范围扩大。在高压电网中，当发生故障断路器拒动时，普遍采用断路器失灵保护作为近后备保护快速、有选择地切除故障。

失灵保护由故障的线路或变压器保护动作接点单相或三相启动，断路器位置判别采用其位置继电器接电或专用的相电流判别元件，失灵保护启动后，首先瞬时重跳本断路器、避免失灵保护误动、配合相电流元件的判别、当断路器真正拒动时、失灵保护动作应尽快断开所有电源回路、变压器各侧回路并远方跳开线路对侧断路器，通过延时跳开相关断路器，失灵保护延时元件的整定时限大于断路器跳闸时间与保护动作时间之和、常取0.5s。

3事故原因分析

通过“220kVMY变失灵保护动作报告”“220kVMY变A线路2保护动作报告”和“220kVXY变A线路1保护动作报告”，发现MY变220kV母差及失灵保护（RCS915AB）的失灵启动回路（支路8）在故障时确有变位，存在不正确动作情况，于是开始检查A线路2开关2套线路保护柜、重点检查断路器失灵启动回路。检查保护柜端子排实际接线与施工图端子排，经过对照检查确认两者相符，施工接线没有问题。

检查设计原理图、端子排接线图。

图2失灵保护回路原理图

从图2看，套保护的单相跳闸接点分相并联后与单操作箱三跳接点与三相电流判别元件串联，用于三项启动失灵。原理图符合逻辑判别要求，没有问题。

但在检查操作箱三跳接点引出端子排时，发现其回路编号与原理图不一致。

4P3D1端子回路号为014、4P3D4端子回路号为020；在端子排上，恰恰与之相反，014接在4P3D4端子、020接在4P3D1端子。如果014、020接的是单独的三跳空接点，在端子排上接反时，对失灵启动回路正常启动没有影响。设计人员设计接线时，在

PRSC53-21线路保护柜，用F12/131C电缆从4P3D4引出014、从4P3D1引出020，用F12/131E电缆从1CD5引出了020、从1KD7引出了011、从1KD8引出了012、从1KD9引出了013，分别接到GXH803A-102Q保护柜的3D30、3D32、3D34、3D36、3D39端子上，现场实际接线及回路原理图如3所示。

图3现场端子接线图

从上图可以看出，由于A线路2开关PRSC53-21线路保护柜中WBC-22C操作继电器装置和PRS-753S光纤分相纵差成套保护装置通过1CD4、8KD16、4P3D4内部封线连通，当将1CD5和4P3D1以020的回路号、4P3D4以014的回路号分别引至许继

GXH803A-102Q线路保护柜的3D39、3D36号端子时，就把GXH803A-102Q线路保护柜的3D36、3D39短接了，断路器三相失灵启动回路就不再有“永跳”这一判据，只要电路回路启动、失灵随之启动，是此次误动的根源。

当110kVC线路发生故障时，220kVA线路A相故障电流为1.401A，B相故障电流0.42A，C相故障电流为0.676A（以上均为二次值），断路器失灵启动电流定值为1A，220kVMY变母差保护启动失灵，发生误动跳闸。

4整改、防范措施

拆除4P3D1与8KD13、4P3D4与8KD16、8KD16与1CD4的封线，让WBC-22C操作继电器装置永跳动作接点端子4P3D1、4P3D4与本柜不再有任何联系，以独立接点引到许继保护装置失灵启动回路中，消除迂回回路，现场修改后的端子接线如图4所示：

图4修改后现场端子接线图

规范继电保护装置选型、配置原则。220kVA线路2开关配置2套线路保护，每套保护都配有断路器失灵启动装置，并与本柜的线路保护装置接好连线，组成各自完整的失灵启动回路。根据设计规定，2套保护只能共用一个断路器失灵启动装置，本工程共用WDLK-861A/P型断路器保护装置，PRS-723AH断路器失灵及辅助保护装置备用，造成资源浪费。

坚强设计管理，从源头控制工程质量。设计人员将端子排4P3D1、4P3D4端子回路号编错、出现迂回寄生回路是该起误动的主要原因。为此，需要加强设计人员的技能培训、严格设计流程管理、提高设计质量。

施工单位要严格按照失灵回路分步检验方法进行传动试验，及时发现失灵回路存在的问题，落实继电保护调试试验相关要求，防止事故发生。加强首次检验管理。基建、技改大修项目投运1年，按规定开展首次检验，执行全部检验标准。

5、结束语

断路器失灵保护作为电网的重要组_成部分，如果发生误动的现象，会严重影响到电网的正常运行，对电网的运行安全造成较大的威胁。在实际应用中，出现线路故障的情况下断路器会出现失灵，对电力系统将会造成很大的影响。因此，需要在二次回路的设计方面对线路进行改造，从而消除因为线路故障而引发的断路器保护误动现象，以此保护电网运行的安全性。只有深入地研究断路器失灵保护问题，并且就其中的问题进行综合性分析，才能够为电网设备的稳定运行以及安全运行提供保障。

参考文献：

[1]高浩，张琳.浅谈断路器失灵保护原理及分析[J].科技视界，2013（33）：348.

[2]崔丽杰.断路器失灵保护[J].科技与企业，2013（6）：317.

[3]林永昌.浅谈断路器失灵保护在实际运用中的改进[J].机电信息，2009（30）：6-7.