断路器压力闭锁在电力继电保护中的应用

断路器压力闭锁在电力继电保护中的应用

李作远

四川利泰能源集团有限公司

摘要：在电力系统中继电保护装置的作用不可替代，可以有效保护电力系统的安全运行。本文介绍电力继电保护中断路器的作用，分析断路器压力闭锁在继电保护中的作用，并对断路器压力闭锁的应用措施进行探讨，对提升电力系统安全运行能力提供一定参考。

关键词：电力系统；继电保护；断路器；压力闭锁

在电力系统运行过程中，不可避免地会遇到各种电力事故问题，需要在技术层面采取措施来降低电力事故的发生概率，降低电力事故的不良影响和危害程度。继电保护作为有效的反事故手段，有助于维持电力系统的稳定安全运行，预防事故的发生，避免事故的进一步恶化。断路器是一种基本的继电保护装置，可以在电力事故发生后及时、准确发出跳闸信号并切除故障设备，保障非故障部分电力系统的正常运行。

1.电力继电保护与断路器

随着智能电网的发展，电力系统的自动化、智能化程度越来越高，对于稳定性和安全性的要求也不断提高。继电保护装置是电力系统的重要组成部分，不仅负责监控智能电网的运行状态，还肩负保护电力系统安全稳定运行的重任。当电力系统发生故障问题时，继电保护装置负责发出警报信息并向故障区域的断路器发送跳闸命令，使故障区域与非故障部分断开连接，以最大化降低故障危害，保护智能电网的供电安全。

1.1电力继电保护的特性

当前，我国的智能电网建设取得了突出的成绩，在电力继电保护工作方面也获得长足性的进步，继电保护的智能性、灵敏性、可靠性越来越强，对于电力系统的安全保护能力得到持续强化。通过科学、可靠的继电保护装置和措施，不仅大幅度降低电力系统安全故障的危害，还有效减少电力故障的发生概率。

首先，电力继电保护的智能性越来越强。体现在继电保护装置可以在故障发生后很快找到故障点，及时采取正确的处理措施，智能的选择切断或排除故障，维持电力系统的安全稳定。在传统的继电保护方式下，以线路可承受最大电流值为保护阈值，而当前的继电保护措施可以对线路电流进行智能保护，避免线路受到巨大电流冲击，更加智能合理。

其次，电力继电保护的灵敏性很强。可以在继电保护范围内对故障位置和类型进行科学判断，具有较高的判断准确性和反应灵敏性。比如线路中出现短路故障时，继电保护装置可以灵敏反应，不论出现单相、双相或三相短路，都可以及时、有效反应，保护电力系统安全稳定，避免故障范围扩大。

最后，电力继电保护的可靠性很强。受益于电力继电保护措施和装置的不断更新，技术措施越来越先进，继电保护装置的质量与性能日益完善，能够应对各种复杂和危险的状况，可以避免电力系统脱离保护状态，降低系统瘫痪的可能性。

1.2断路器的作用及分类

断路器是一种基本的继电保护装置，能够在发生严重过载、短路、欠压等故障问题时及时切断电路，对电力线路及设备实行保护，兼备熔断器式开关加过欠热继电器的功能。断路器的操动机构可以使电能变为机械能，完成分闸等操作。根据动力来源的不同，操动机构可以简单分为弹簧、液压、电磁和气动四个类别，不同类操动机构有相应的机械荷载及传动方式。

弹簧操动机构动作的动力来源于弹簧储能，通过电动机压缩弹簧进行储能；液压操动机构利用液压存储能量，如果液压储能达不到要求可以考虑油泵储能；电磁操动机构依靠电磁力储能，和其他方式相比效率更高；气动操动机构与液压相似，以压缩空气来替代特定的乳化液来实现能量存储。不同类别的操动机构各有优点和不足，比如液压和气动操动机构具有功率大、动作速度快、磨损小、易实现自动控制等优点，可以根据机构内压力变化自主发生重合闸、合闸、跳闸的闭锁操作，但结构相对复杂、成本较高，且对油温变化敏感，容易面临渗油等问题。

2.断路器压力闭锁在继电保护中的作用

2.1避免断路器损坏

当电力系统设备、元件出现不可逆转的永久性故障时，继电保护装置发挥作用，要求断路器跳开，实施一次重合闸，再加速跳开动作，完成分-合-分的循环操作。继电保护装置会在故障发生后对故障进行科学评估，向断路器发出正确的指令信号，完成开合闸等操作。在断路器完成上述动作后，操动机构内部压力快速降低，超过压力闭锁操作阈值后断路器合闸回路自动断开，跳位继电器失磁返回，继电保护装置认为断路器处于合位，重合闸充电。发生短路问题时，操动机构冲压需要较长时间，操动机构恢复正常压力水平时重合闸已充满电，为后续的重合闸动作做好准备。如果接点没有接入继电保护装置，操动机构压力恢复后会自动接通合闸回路，跳位继电器重新励磁动作，会判断断路器处于分位状态，再次进行重合闸动作并加速跳闸，导致出现频繁错误动作，可能引起断路器损坏。

2.2避免三相跳闸故障

在分相动作时，通常是单相或综合重合闸，断路器闭锁动作与继电保护跳闸存在直接关系。压力闭锁操作与压力密切相关，压力低于额定范围会导致闭锁功能失效，影响重合闸动作。如果重合闸闭锁动作接点未接入继电保护装置，断路器操动机构压力低于闭锁合闸、闭锁重合闸阈值时，会导致三相跳闸故障。因此，重合闸闭锁动作接点需要接入继电保护装置，如果没有重合闸闭锁动作接点可选择合闸闭锁动作接点来接入。

3.断路器压力闭锁的应用措施

3.1选择闭锁动作的最佳位置

当压力降低时，断路器操动机构拥有闭锁合闸、闭锁跳闸等关键功能，可以根据压力值变化情况逐步实现闭锁操作。闭锁动作的最佳位置在操动机构内部，可以减少电缆、设备连接环节，简化断路器操作回路，使断路器压力闭锁更加稳定可靠。在实际应用中，断路器操动机构内部未拥有两套闭锁接点的情况下，应将闭锁接点接入其他回路，以确保同时兼备闭锁动作与警报功能。

3.2闭锁回路的合理接线

智能电网中断路器闭锁回路分为操作动力与工作介质闭锁回路，其中操作动力闭锁回路在断路器操作异常时禁止断路器操作，工作介质闭锁回路则使用一定介质来避免危险情况下断路器无法操作。在保护屏操作箱的继电保护时，断路器重合闸、合闸、跳闸等闭锁接点均应接入操作箱内。

在高压电网中，继电保护不仅要保证可靠性和灵敏性，还应避免保护拒动现象的发生，需要在继电保护装置中进行双重化配置，采用一致的接线回路、元件、设计标准和端子排编号，如果一组电源出现故障，可以切换回路使用冗余的备份电源。借助断路器操动机构、操作箱和操动电源的双重化配置，可以减少断路器出现保护拒动行为的发生率及其影响，依靠双重化配置提高闭锁动作的可靠性。

结语：

综上所述，随着科技的发展与应用，继电保护装置的功能日益丰富，自动化、智能化水平不断提升。在电力系统中，可以结合实际需要选择适合的继电保护装置，以实时监测智能电网运行状况，自动处理故障问题。断路器作为一种基本的继电保护装置，闭锁动作具有很高的可靠性，对于继电保护装置的正常运转具有重要意义。在实际工作中，应加强对断路器压力闭锁与继电保护动作的研究，合理选择闭锁动作的最佳位置，采取科学的闭锁回路接线及双重化配置手段，提升断路器继电保护运行的智能性、灵敏性与可靠性，保证智能电网安全平稳运行。

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