断路器失灵保护及其相关问题分析

吴淮

摘 要：随着经济水平的快速发展，电网建设成为国民经济发展过程中的一个重要组成部分。在电网投入使用的过程中还应该要加强对电网的维护管理，确保电网的运行效率。断路器失灵保护作为变压器、断路器重要的继电保护，对电网的安全稳定运行意义重大。文章对断路器失灵保护的相关问题和断路器失灵保护设计进行分析和探讨。

关键词：电网管理；断路器失灵保护；策略

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）33-0127-02

当前我国的电网建设水平不断提升，输电线路的覆盖网络也越来越广泛，电网运行过程中的一个重要基础就是安全、稳定，在电网运行过程中，必须要积极加强对各种电路的检测，加强自动保护设计，从而使得电网在遇到各种突发状况时能够对相关问题进行解决，防止对输电线路带来严重影响。断路器失灵保护作为变压器、断路器重要的继电保护，对电网的安全稳定运行意义重大，这也是电网管理人员应该要了解和掌握的一种继电保护措施，电网运行管理维护人员应该要了解失灵保护的动作原理、动作过程，从而在出现电路故障时及时采取相应措施对故障进行控制，防止故障扩大。

1 断路器失灵保护定义

1.1 断路器失灵保护定义

断路器失灵保护是一种故障及时处理手段，当电气设备出现故障时，电气设备的继电保护装置被启动，会发出相应的跳闸命令，但是此时断路器出现拒动，针对这种情况，可以利用故障电气设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息对断路器的失灵情况进行分析，并且能够在较短的时间范围内对其他相关的断路器进行切除，从而使得电路故障范围不断缩小，保证整个电路网络的稳定运行，并且对变压器、发电机等装置进行保护，防止出现严重的烧毁和电网崩溃事故。

1.2 断路器失灵保护原理

断路器失灵拒动是在电网本身已经出现故障的情况下由于断路器失灵引起的双重故障，为了防止断路器失灵对电网的安全稳定性带来的影响，则必须要采取相应的措施进行断路器失灵保护。

失灵保护的组成包括几个重要部分，第一是电压闭锁元件，第二是保护动作与电流判别构成的启动回路，第三是时间元件及跳闸出口回路。其中启动回路是整个保护电路正确运行的关键之一，必须要安全可靠，应该要实现双重判别，防止单一地对某种情况进行分析来判断断路器的失灵情况，也可以防止由于保护触点卡涩不返回或误碰、误通电等造成的误启动。启动回路中包括启动元件和判别元件，启动元件一般都会利用断路器的自动跳闸出口出口回路本身，可以直接利用瞬时返回的出口跳闸继电器触点，当触点动作不复归时，则可以说明断路器失灵。判别元件则主要是对故障是否消除进行鉴别和检测，当前很多电气设备都采用对线路和变压器进行检测的方式进行故障判别，当电气设备启动保护动作之后，在电路回路中依旧还有一些电流，则说明故障还没有完全消除，如果经过检测彻底没有点流存在，则可以说明电路故障已经完全消除。其中启动元件和判别元件构成“与”的逻辑关系。

2 断路器失灵保护设计存在的问题

断路器失灵保护是对电气元件的断路器失灵故障进行及时处理的重要环节，在失灵保护设计过程中还存在一些问题，这些问题对失灵保护效率和速度会带来较大影响。

2.1 失灵启动回路设计错误

在电气设备中一般都有用于启动失灵保护的三相电流检测继电器，当出现故障时，三相电流检测继电器与保护跳闸信号串联启动失灵保护的时间继电器，然后再启动失灵跳闸出口继电器，就可以构成完善的失灵保护系统，但是有的电路失灵启动回路设计过程中出现了相应问题，比如有的断路器失灵保护系统中设置了独立的失灵电流检测继电器50BF，但是将三相电流检测继电器和零序电流继电器当成是三相过电流保护和零序保护，导致失灵保护启动过程中出现延时、保护不当等问题。

2.2 失灵重跳使线路重合闸功能失效

在电路保护过程中，为了防止二次回路不正常造成断路器不跳闸而误启动失灵保护，在很多电器元件的失灵保护中都设有重跳继电器50BF-RT。当失灵电流检测继电器收到触动发生动作之后，就会启动相应的重跳继电器，进而启动线路断路器另一组跳闸回路，使得断路器重新动作一次，如果断路器跳开但是回路中没有电流，则可以让失灵电流检测继电器复归，失灵时间继电器62BF也返回不计时，最终导致失灵保护无相应动作。

另外一种情况是，当线路发生单相瞬时故障时，故障相保护动作跳单相，重合闸装置动作导致断路器重合，也会导致线路重合闸装置不起作用。

2.3 断路器手动跳闸回路设计错误

线路断路器失灵保护控制回路图，如图1所示。

如图1所示，加入对断路器失灵保护进行改造，去掉电路保护中的三相电流检测继电器和零序电流继电器接点，将其改变成为永跳继电器和三跳继电器接点。则可以得到断路器手动跳闸回路，如图2所示。

手动跳闸接点52CS一方面可以启动启动跳闸线圈TC跳断路器，另外还可以启动TJR和TJQ。当TJR和TJQ动作后，就可以重启失灵重跳继电器和失灵时间继电器。但是需要注意的是，当线路断路器停止操作的时候，如果手动断开了断路器，则电流检测器就不会启动，也不会启动失灵跳闸出口继电器，但是相应的失灵重跳继电器和失灵时间继电器会启动，并且进行报警，很容易导致电路维护人员对各种故障进行误判断，还有可能会降低失灵保护的可靠性。

3 断路器对失灵保护的改造

3.1 对失灵启动回路的修改

很多公司在设计断路器失灵保护装置时，一般都会将三相电流检测继电器分别当成是线路过电流保护，但其实三相电流检测继电器与失灵保护回路中的电流检测继电器发挥的作用是相同的，都是为了检测线路中是否还存在电流，是电流判断元件，通过对电流的判断来对线路中的故障进行检测和解决。因此可以对三相电流检测继电器的设计进行改进，比如上图一种的失灵保护设计，就去掉了三相电流检测继电器的接点，并且还增加了线路保护的永跳继电器TJR和三跳继电器TJQ接点。而检测电路中电流情况的功能则由电流检测继电器来完成。

3.2 对失灵重跳回路的修改

当电路出现故障时，线路保护动作分别启动失灵保护的电流检测器，如果是单相故障，则线路保护中只启动故障相失灵保护的电流检测器，没有出现故障的电流检测器不会被启动。对失灵重跳回路进行修改之后可以得到的线路，如图3所示。

在这个回路中，可以将失灵重跳继电器接点与失灵保护的每一个电流检测器接点串联起来，从而对失灵断路器进行启动，使其发生重跳。同理，如果线路中只有单相故障，则只重跳故障相断路器，对于没有出现故障的断路器而言，不会出现跳闸情况，因此可以保证电网线路中断路器的重合闸功能正常。

3.3 断路器手动跳闸回路修改

对于断路器手动跳闸回路的修改，只需要确保电路的断路器手动跳闸接点启动跳闸线圈TC跳开断路器就可以实现失灵保护，而不必启动线路保护的永跳继电器TJR和三跳继电器TJQ。因此，在修改的时候，可以将手动跳闸回路中的接点52CS启动TJR和TJQ的接线去掉，然后手动操作的时候不启动TJR和TJQ，就可以有效地避免出现断路器的失灵保护误启动。

4 结 语

综上所述，断路器失灵是线路出现故障时的另一个故障，加重了电路的故障程度，在电气元件系统的设计过程中应该要对断路器失灵问题进行解决，加强断路器失灵设计，尤其是要对于断路器失灵的常见问题进行分析和解决，比如电流检测元件重复设计、误将电流检测信号当作过流保护等问题，都可以通过断路器失灵保护线路的改进来解决。

参考文献：

[1] 杨玉坤.断路器失灵保护及其相关问题的分析[J].电工电气，2010（06）.

[2] 阮德俊，李俊峰，邓卫民.断路器失灵保护及其存在的有关问题的分析 [J].中国科技财富，2012（10）

[3] 宋友文.线路断路器失灵保护几个问题的探讨[J].电力系统保护与控 制，2008（36）.