变电运行新进职工培训资料－断路器保护 .pdf

断路器保护 断路器保护主要是针对断路器本体的非电气量故障而设置的，断路器保护主要包括失灵保护、重合闸、三相不一致等 三相不一致是指断路器本身原因造成的三相位置不一致，这种状况下运行会造成较大的零序和负序电流，会对设备造成影响。我局目前只有 220KV 线路装有三相不一致保护。三相不一致保护可以通过断路器保护装置或开关本体的非全相保护两种形式来进行保护。目前断路器保护装置中的三相不一致一般不投入，而是使用开关本体的三相不一致保护利用开关三相辅助节点的常开节点并联后再与三相辅助节点的常闭节点的并联来实现的，如下图所示 如上图所示，当开关机构正常三相同期开断时，3 个常开节点闭合的同时常闭节点开放（或者相反），所以回路不导通，但当开关 3 相不一致时，会有一相的节点闭合情况与其他两S1LA S1LB S1LC S1LA S1LB S1LC 常开节点 常闭接点 项不一致，所以就会导致回路导通，可以启动开关的三相不一致保护。断路器失灵保护：1.当线路，变压器，母线或其他主设备发生故障，保护装置动作发出跳闸指令，但故障设备的断路器拒绝动作跳闸，称为断路器失灵。它有 2 个主要条件：第一是保护对该断路器发出过跳闸命令，2 是该断路器在一段时间内一直有电流，所以它采用保护动作，复压电流判据和负压闭锁三者经与门后延时出口。它是近后备保护。断路器失灵会造成损坏主设备或引起火灾、扩大故障范围、甚至可能引起电力系统瓦解。对于双母线接线形式的线路的失灵保护一般第一时限跳母联或母分开关，第二时限跳拒动断路器所在母线上的所用支路的断路器 2.断路器失灵的原因：断路器跳闸线圈断线、断路器操动机构出现故障，断路器的气压降低或液压降低、直流消失或控制回路故障。3.失灵保护为了能跳开一条母线上的所有支路的断路器，所以它借用母差保护的出口回路。当一个断路器失灵时，由该线路的失灵启动装置提供一个失灵启动接点给母差保护装置，当母差装置检测到有失灵启动接点闭合且该线路 三相中有任一相电流过流，从而启动该线路断路器所在母线段的失灵出口逻辑，经失灵负压闭锁整定（判断电压是否下降），然后第一时限跳联络开关，第二时限跳该母线上的所有断路器。在上图中可以看出失灵保护出口动作，采用了母线负压闭锁来提高保护的灵敏性，失灵的负压闭锁元件是以低线电压、负序电压、3 倍零序电压来构成的。线路保护 跳闸接点 相电流继 电器接点 开入公共端 外 部 接 点 失灵启动开 入 母失灵启动出口 母失灵启动出口 BP-2B 母失灵启动出口 母失灵负压动作 与 失灵出口延时 失灵出口延时 跳母联 跳母 母联开关的失灵保护：母联开关的失灵保护与线路失灵保护有不同之处：母联开关没有单独的断路器保护装置，它使用的是母差保护装置自带的保护逻辑 母联开关分位 母联死区延时 差动动作（平时）充电动作（用母联给母线充电）或 母联失灵过流 母联失灵延时 或 封母联 TA 并列运行（失灵故障）分裂运行（死区故障）线路断路器的失灵保护（如图）其中：1LP5 CSC-103A 保护 A 相启动失灵压板 9LP10 RCS-931A 保护 A 相启动失灵压板 1LP6 CSC-103A 保护 B 相启动失灵压板 9LP11 RCS-931A 保护 B 相启动失灵压板 1LP7 CSC-103A 保护 C 相启动失灵压板 9LP12 RCS-931A 保护 C 相启动失灵压板 3LP4 CSC-122A 失灵保护总启动压板 LP55 220kV 母差 XX 线开关失灵启动总压板 整个回路可视为母差保护启动失灵回路的一个接点，用于启动母差保护中该 220kV 线路间隔的失灵保护。两套线路保护各提供三个分相保护动作接点与 CSC-122A 内提供的失灵启动接点串联，由 3LP4 开出到母差保护屏的 LP55，最后开入到 220kV 母差保护装置的 2N4-228。变压器的失灵保护 与线路基本相同，区别在于多了一个解除负压闭锁的回路。这是因为考虑到主变中、低压侧有故障时，主变三侧开关跳闸，如果 220KV 侧开关失灵拒动，主变高压侧开关失灵保护启动，但主变的电抗较大会使高压侧的电压下降不明显，从而使母线保护装置的负压闭锁条件不开放，造成主变高压侧开关的失灵保护不动作，所以加入此回路，使主变高压侧开关失灵保护启动时能马上开入到母线保护装置中，从而解除主变高压侧开关失灵保护的负压闭锁元件。重合闸 1.在电力系统中，大部分故障是“瞬时性的”，当保护动作跳开后电弧会自动熄灭，这时如果将跳开的断路器合上就能恢复送电，所以有了重合闸。2.重合闸的作用：可以提高电力系统运行的完整性和供电的可靠性，减少线路停电次数及时间，可以纠正断路器机构本身的问题或保护误动作所引起的误跳闸。3.重合闸方式可以根据开入量中的“重合闸方式1”和“重合闸方式2”（重合闸切换开关），实现：单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸、停用重合闸四种方式，其对应关系如表所示。单重：单相故障跳开故障相并进行重合，故障未消失则再跳开三相开关多相故障时，跳开三相开关不进行重合闸 三重：不论是任何故障都跳开三相开关，并进行三相重合闸。若故障没消失就再次跳开三相开关。综重：单相故障跳开故障单相并进行重合，故障未消失则再 跳开三相开关，相间故障时，跳开三相开关后进行三相重合，若故障点未消失则再次跳开三相开关。特重：单相故障时跳三相并进行三相重合，失败则再跳开三相；相间故障时，跳开三相不重合。4.检无压和检同期：重合闸时必须考虑两侧系统是否同期，如果不同期合闸会对系统造成危害。目前较多的是检线路无压和检查同期重合闸，通常在检无压的一侧也投入检定同期功能，检无压通过线路电压值来整定，检同期是用角差来整定的。5.重合闸前加速保护：重合闸前加速保护一般用于单侧电源电网，装置一般也装载电源侧的一段线路上。6.重合闸后加速保护：重合闸后加速保护是当线路第一次故障时保护动作然后进行重合闸，如果重合于永久故障，则在断路器合闸后再加速保护动作瞬时切除故障。（保护选择动作重合运行 若重合于永久故障保护选择动作）7.220KV 线路重合闸特点：因 220KV 线路线间距较大，所以绝大所数故障是单相接地短路，在这种情况下，如果把故障相断开并进行重合，而没有故障的另两相保持运行，就会很大的提高供电可靠性和系统的稳定性，所以 220KV 线路一般使用单相重合闸。8.重合闸启动方式：（1）保护单相跳闸启动重合闸；(2)保护三相跳闸启动重合闸；(3)断路器位置启动重合闸。1.断路器位置启动重合闸的条件为(与门条件)：(1)控制字的第0 位=1；(2)断路器单相或三相断开(单相或三相跳位继电器动作)；(3)断路器断开相无电流；(4)不满足单跳启动或三跳启动条件；(5)合后继开入动作（仅当整定为“合后继可用”时需满足此条件）；重合闸需要引入STJ 信号到装置的“闭锁重合闸”开入，以闭锁手跳时的跳闸位置启动。2.保护单跳启动重合闸的条件为(与门条件)：(1)保护发单相跳闸信号；(2)跳闸相无电流；(3)不满足三相启动条件；3.保护三跳启动重合闸的条件为(与门条件)：(1)保护发三相跳闸信号；(2)三相无电流；(3)重合闸处于三重方式或综重方式；9.重合闸充电条件：（与门条件)1)不满足重合闸放电条件；2)断路器在“合闸”位置（接进保护装置的跳闸位置继电器TWJ 不动作）；3)重合闸启动回路不动作。4）没有闭锁重合闸信号开入 5）重合闸不再停用位置 10.重合闸放电条件：(或门条件)（满足一个条件即可）：1)重合闸方式在停用方式；2)重合闸在单重方式时保护动作三跳或者开关三相偷跳；3)收到外部闭锁重合闸信号（如手跳闭锁重合闸或永跳闭锁重合闸等）；4)有压力低闭锁重合闸信号经300MS延时后放电 5）重合闸启动过程中，跳开相有电流 6)装置出现严重错误而告警 7)重合闸“充电”未满时，有跳闸位置继电器TWJ 动作或有保护启动重合闸信号开入；10.线路保护和重合闸的配合关系 上图为本所 220kV 线路重合闸功能的二次回路，其中 1LP11为 CSC-103A 保护启动重合闸压板，9LP15 为 RCS-931A 保护启动重合闸压板；CSC-122A 实现重合闸功能，两套保护动作后提供保护动作接点，开入 CSC-122A 单相启动和三相启动重合闸端子用于保护动作启动重合闸方式；同时两套保护和操作箱提供外部闭锁接点到 CSC-122A，实现保护永跳，母差及失灵保护闭锁重合闸，手跳闭锁重合闸（2ZJ 为手跳闭锁重合闸接点）。11.沟通三跳 调规中有规定“220KV 线路重合闸方式改为停用方式或重合闸装置停用时，有关保护应沟通三跳”所以由重合闸输出勾通三跳信号开入至保护装置中实现任何故障均跳三相。上图为本所 CSC-122A 沟通三跳功能的二次回路图，其中9LP21 为 RCS-931A 保护沟通三跳功能投入压板；（1）由于 CSC-122A 重合闸的原因不允许保护装置选跳，由重合闸输出沟通三跳信号，连至保护装置相应开入端，实现任何故障时均跳三相，在以下情况下，CSC-122A 输出沟通三跳触点：（沟通三跳触点是动断触点）重合闸方式把手在三重位置或停用位置；）装置失电；）重合闸未充好电。（2）如图 CSC-122A 提供两个沟通三跳接点：一个开入RCS-931A 的 610 端子；另一个开入到 CSC-103A。当两套装置接到该开入量后，实现单相故障仍三跳功能。（3）当最后的 610 段子有开入时，沟通三跳即单相故障也跳三相，闭锁重合闸即重合闸投入则放电。因此 RCS931 保护装置的沟通三跳可以通过自动完成或人为强制完成。当停用 220KV 线路的重合闸功能时，我们放上 9LP21 来增加可靠性。