220kV变电站失灵保护原理分析及运行注意事项

周慧

摘要  本文简要分析了220kV变电站出线开关失灵保护、主变高压侧开关失灵保护的原理、动作过程以及在倒闸操作中的注意事项

关键词 220kV变电站 失灵保护 原理分析 动作过程 注意事项

引言

断路器失灵保护是断路器的近后备保护，当系统发生故障时，故障电气设备的保护动作发出跳闸命令而断路器拒动时，利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别，能够以较短的时限有选择地将失灵拒动的断路器所连接母线上的其余运行中的断路器断开，以减小设备损坏，缩小停电范围，提高系统的安全稳定性。

220kV变电站出线保护配置为（PSL603G+ RCS-931A和PSL603G+ WXH-803A）光纤差动保护，失灵保护为PSL631A;主变保护、失灵保护配置为PST1200。下文对失灵保护的原理、动作过程、注意事项一一分析。

一、220kV出线开关失灵保护

220kV出线开关失灵保护由保护动作与电流判别构成的启动回路、去启动母差，母差保护经复合电压闭锁，时间延时去跳闸出口。

1、 以PSL603G+ RCS-931A+PSL631A为例，失灵保护原理图（如图一）

2、PSL603G+ RCS-931A+PSL631A保护动作过程

当220kV线路发生故障时，线路保护动作起动跳闸继电器，则保护装置中的TJA、TJB、TJC或操作箱中的TJR、TJQ的接点闭合，一路至操作回路出口跳闸，另一路至PSL-631装置中起动失灵保护回路。

如果该开关跳开，则保护返回，TJA、TJB、TJC或TJR、TJQ接点均返回，PSL-631中的电流元件接点LJA、LJA、LJC、LJ3也返回，失灵保护不动作。

如果该开关拒动，则TJA、TJB、TJC或TJR、TJQ接点不返回，PSL-631中的电流接点仍闭合，故障仍未切除则失灵起动继电器QSLJ动作，其接点闭合通过BP-2B保护中该开关失灵启动压板开入至BP-2B保護，母差通过母差装置里的闸刀开入接点来判断故障元件运行于Ⅰ母还是Ⅱ母，经复压闭锁，经时间继电器SJ延时接点闭合，0.3s跳开母联开关，0.6s跳开拒动开关所在母线上的所有开关。

3、出线开关失灵保护倒闸操作注意事项

a、当220kV双套线路保护中的一套停役时，另一套正常运行时。不但要退出需校验保护的出口跳闸压板，还要退出该保护的A、B、C三相失灵启动压板。防止保护校验时，引起失灵保护动作。

b、当失灵保护装置停役时，不但要退出两套线路保护的A、B、C三相失灵启动压板，还需退出失灵装置的启动失灵出口压板（15LP13）和母差保护装置上的该条出线的失灵启动压板。

二、主变高压侧开关的失灵保护

1、主变高压侧开关失灵保护原理框图（以PST1200为例）

2、动作过程

当主变发生故障时，主变保护动作启动跳闸继电器，跳闸继电器接点闭合，一路至操作箱出口跳闸，另一路去起动失灵保护。

如果开关跳开，则保护返回，跳闸接点返回，电流闭锁接点返回，失灵保护不动作。

如果开关拒动，跳闸接点不返回，电流接点闭合，两个条件同时满足后，经过延时和电流判别接点去解除高压侧失灵复压闭锁;同时经过延时和主变保护动作的一副接点以及电流判别接点去启动母差失灵保护。通过母差装置里的闸刀切换接点来判断故障元件在正母还是副母，时间继电器SJ延时接点闭合，0.3s跳开母联开关，0.6s跳开拒动开关所在母线上的所有开关。

3、主变高压侧开关失灵保护倒闸操作注意事项

主变高压开关失灵保护相比于线路开关失灵保护多出“解除复压闭锁”的逻辑，运行人员在进行实际的操作过程中，要对“解除复压闭锁”压板尤为注意，因为在同电压的母差保护屏上也有相对应的一块“主变解除复压闭锁”压板，即在操作主变屏上“解除复压闭锁”压板时也应相应操作母差保护屏上的主变解除复压闭锁”压板。

三、出线开关失灵保护与主变高压侧开关失灵保护的不同点

1、复合电压闭锁

220kV线路开关失灵保护动作需经复合电压闭锁，即母线复合电电压动作和母线失灵出口两个条件同时满足才能经母差出口跳开关;而主变220kV侧开关失灵保护动作后0.5秒解除母差中复压闭锁接点，0.8秒后启动失灵。主变失灵解除复合电压的原因是由于当主变低压侧或中压侧发生短路故障时，220kV母线电压可能达不到复合电压的动作值，如果此时不去解除220kV母差保护的复合电压闭锁，失灵启动后，母差保护有可能拒动，故障无法切除。

2、失灵启动延时

220kV线路失灵保护动作后，不经延时去启动母差装置，即QSLJ继电器不带延时;而主变220kV侧开关失灵保护动作后经延时0.8秒才启动母差装置，即QSLJ1接点经0.8秒延时闭合，因此，主变220kV侧开关失灵保护更加可靠，不会因故障切除后因电流接点返回慢而造成失灵保护误动。

3、失灵保护死区

220kV线路失灵保护不存在死区问题;而主变220kV侧开关失灵保护则可能有死区。因为变电站主变失灵保护电流采用主变套管CT电流，而主变采用的双微机保护，第一套保护电流均采开关侧的独立CT电流，如果开关侧的独立CT与主变套管CT间发生故障时，主变第一套保护动作出口而高压侧开关拒动（失灵）时将造成失灵保护的拒动，因此建议主变失灵保护电流也采用开关侧的独立CT电流，以避免主变220kV侧开关失灵保护的死区问题。

四、结束语

随着电力系统网架结构联系越来越紧密，继电保护拒动相对其误动对电力系统的危害更大。失灵保护作为断路器的后备保护，能有效避免事故的扩大，其瞬时跟跳功能，以及有选择的将失灵拒动的断路器所连接母线上的其余运行中的断路器断开的功能，有利于电网的安全、稳定、可靠的运行。作为运行人员要对失灵保护的原理要有充分的认识和理解。

以上是本人的一点粗浅看法，希望能与运行的同行一起交流、探讨。如有不当之处，请批评指正，谢谢！

参考文献

1、BP-2B微机母线保护装置技术说明书

2、220kV变电站现场运行规程

3、PSL631A保护装置技术说明书

4、PST1200保护装置技术说明书

5、220kV变电站竣工图

作者简介：

周  慧（1983- ），男，本科，硕士学位，高级工程师，主要从事变电运行