斷路器失靈保護(hù)存在的問題分析及改進(jìn)

1、斷路器失靈保護(hù)存在的問題分析及改進(jìn) 0 前言珠海發(fā)電廠第一期工程為2臺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(fù)責(zé)電氣設(shè)備的供貨、設(shè)計和安裝調(diào)試。220kv系統(tǒng)共有11回開關(guān)間隔，6回出線間隔。每回220kv線路配置了2套南京自動化設(shè)備廠生產(chǎn)的csl101a，csl102a型微機保護(hù)裝置。斷路器失靈保護(hù)采用gecalsthom公司設(shè)備。由于雷神公司對我國線路保護(hù)的設(shè)計不理解，設(shè)計的線路斷路器失靈保護(hù)不能與線路保護(hù)正確配合，如線路保護(hù)和斷路器失靈保護(hù)都配置了失靈電流啟動元件(重復(fù)設(shè)置)；斷路器失靈保護(hù)的重跳回路設(shè)計不當(dāng)，造成線路的重合閘裝置不能重合等。線路開關(guān)

2、在正常的停電操作過程中發(fā)生了線路斷路器失靈保護(hù)誤動作現(xiàn)象。2000年2月9日，海三乙線路c相瞬時性故障，線路保護(hù)動作跳開c相，由于啟動了線路斷路器失靈保護(hù)的重跳繼電器，跳開了海三乙線路三相開關(guān)，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(guān)，又啟動了海屏甲線路斷路器失靈保護(hù)。1 斷路器失靈保護(hù)設(shè)計特點線路斷路器失靈保護(hù)原理接線如圖1所示，csl101a和csl102a分別為線路第1套保護(hù)和第2套保護(hù)的跳閘接點，lja，ljb，ljc為線路保護(hù)三相電流檢測繼電器接點，3i0為線路零序保護(hù)跳閘接點，radss為220kv母線差動保護(hù)接點。上述保護(hù)接點閉合啟動斷路

3、器失靈保護(hù)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(hù)設(shè)計上有如下特點：a.線路和母線任何保護(hù)動作均啟動斷路器失靈保護(hù)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(hù)接點串聯(lián)，只有保護(hù)動作后才將電流檢測繼電器50bf的控制電源接通，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(hù)。c.只有電流檢測繼電器50bf動作后，失靈時間繼電器62bf才開始計時；當(dāng)繼電器50bf和

4、失靈時間繼電器62bf都動作后，才啟動跳閘繼電器，跳母或/和母上的斷路器。d.失靈保護(hù)中設(shè)有重跳繼電器50bfrt，當(dāng)電流檢測繼電器50bf動作后，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(hù)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(hù)。e.當(dāng)失靈時間繼電器62bf動作后，一方面去啟動相應(yīng)的跳閘繼電器跳開其它開關(guān)，另一方面，啟動繼電器86bf斷開本斷路器跳閘回路的控制電源，防止斷路器跳閘線圈長時間通電而燒壞。2 失靈保護(hù)設(shè)計存在的問題2.1失靈啟動回路設(shè)計

5、錯誤線路保護(hù)中有用于啟動失靈保護(hù)的三相電流檢測繼電器lja，ljb，ljc，它與保護(hù)跳閘信號串聯(lián)啟動失靈保護(hù)的時間繼電器，再啟動失靈跳閘出口繼電器，即可構(gòu)成一套完整的失靈保護(hù)。而雷神公司設(shè)計的線路斷路器失靈保護(hù)有其獨立的失靈電流檢測繼電器50bf(mcti40型)。這是由于設(shè)計時未理解已有線路保護(hù)的事實，將繼電器lja，ljb，ljc和零序電流繼電器3i0當(dāng)成是三相過電流保護(hù)和零序保護(hù)，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(shè)計，在線路正常運行情況下，將啟動線路斷路器失靈保護(hù)。2.2失靈重跳使線路重合閘功能失效如上所

6、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(hù)，擴大事故，失靈保護(hù)中設(shè)有重跳繼電器50bf-rt。當(dāng)50bf動作后，啟動50bf-rt，進(jìn)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復(fù)歸，失靈時間繼電器62bf也返回不計時，失靈保護(hù)不動作。當(dāng)線路發(fā)生單相瞬時故障時，故障相保護(hù)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(hù)動作，在斷路器斷開之前，將啟動對應(yīng)相的50bf，從而啟動50bf-rt，從而跳開三相斷路器。因此，盡管線路只發(fā)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

7、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，而后者動作不是只跳故障相斷路器，而是跳開三相斷路器。2.3斷路器手動跳閘回路設(shè)計錯誤圖2為線路斷路器失靈保護(hù)改造后的控制回路，去掉了線路保護(hù)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一方面啟動跳閘線圈tc跳斷路器，另一方面又分別啟動了tjr和tjq。tjr和tjq動作后啟動失靈重跳繼電器50bfrt和失靈時間繼電器62bf(如圖4)。在線

8、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50bfrt和62bf啟動并出現(xiàn)相應(yīng)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(hù)的跳閘出口回路失去了62bf的閉鎖條件，降低了失靈保護(hù)的可靠性。3 對失靈保護(hù)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(dāng)成是線路過電流保護(hù)。事實上，線路保護(hù)中的電流檢測繼電器lja，ljb，ljc與失靈保護(hù)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，均用于失靈啟動的電流判斷元件。lja，ljb，ljc接點不能作為保護(hù)信號啟動50bf。如圖2所

9、示，修改后的失靈啟動回路去掉了lja，ljb，ljc接點，而增加了線路保護(hù)的永跳繼電器tjr和三跳繼電器tjq接點。由于零序保護(hù)動作啟動tjr和tjq，因此，去掉零序保護(hù)3i0啟動50bf的功能。3.2對失靈重跳回路的修改由于線路保護(hù)動作分相啟動失靈保護(hù)的電流檢測繼電器50bf，單相故障時，線路保護(hù)只啟動故障相失靈保護(hù)的50bf，非故障相的50bf不會啟動。修改后的失靈重跳回路如圖4所示，將失靈重跳繼電器50bfrt接點與失靈保護(hù)的每相50bf接點串聯(lián)啟動失靈斷路器的重跳，線路單相故障時只重跳故障相斷路器，而非故障相斷路器不跳閘，保證線路斷路器重合閘功能正常，線路發(fā)生單相瞬時性故障后跳單相重合

10、。由于50bf只有6個常開接點，因此去掉失靈重跳啟動回路中串接的50bf接點，而將其串接在失靈重跳回路中。將50bf-rt與失靈時間繼電器62bf的工作電源正極端子13與電流檢測繼電器50bf的電源端子18連接，保證只有保護(hù)動作后才能啟動50bfrt和62bf，但失去了50bf接點的閉鎖限制功能。如圖5所示，由于失靈出口跳閘啟動回路中串接了50bf接點，發(fā)生故障時保護(hù)動作，啟動了62bf，但只要斷路器已跳開，50bf不會啟動，也不會誤啟動失靈出口跳閘繼電器而跳其它開關(guān)。3.3斷路器手動跳閘回路修改線路斷路器的手動跳閘接點52cs只要啟動跳閘線圈tc跳開斷路器就行了，不必要啟動線路保護(hù)的永跳繼電器tjr和三跳繼電器tjq。因此，修改后的線路斷路器的手動跳閘回路去掉了接點52cs啟動tjr和tjq的接線，手動跳開關(guān)時不啟動tjr和tjq，避免誤啟動斷路器失靈保護(hù)。4 結(jié)論雷神公司設(shè)計的線路斷路器失靈保護(hù)有其特點，值得借鑒。但由于雷神公司沒有理解已有的線路保護(hù)