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摘要：随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，对电力系统的可靠性要求越来越高，因此电网安全运行至关重要。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。本文浅谈220kV断路器失灵保护原理及回路分析，掌握220kV断路器失灵保护的动作原理，了解分析动作原因，为电气运行值班员在事故处理及分析时累计经验，从而更好保证电网设备稳定可靠运行，提高供电可靠性。
关键词：断路器失灵；双母线接线；接线方式
电力系统随着社会发展而迅速发展，电力系统的稳定运行问题显得越来越重要。当电力系统一次设备故障时，保证保护正确动作和限制故障范围就显得极其重要。断路器失灵保护在电力系统发生故障，而断路器拒绝跳闸或者故障发生在断路器和电流互感器之间时，能迅速跳开其他相关的断路器来切除短路故障，防止故障进一步扩大和减少故障时间。
一、断路器失灵保护的必要性
装设断路器失灵保护后，不仅缩短故障切除时间，缩小故障范围，而且有利于故障分析和缩短非故障设备恢复供电的时间。若由其他元件的后备保护动作来切除故障，明显延长了故障切除时间，并且扩大了故障范围。而在《继电保护和安全自动装置技术规程》中也明确规定：在220kV及以上电压等级的电网，以及110kV电网的重要部分均应装设断路器失灵保护。
二、断路器失灵保护的工作原理
断路器失灵保护的作用是，在电力系统一次设备母线连接元件上发生短路故障，故障元件的保护动作，而其断路器拒绝跳闸；或者故障发生在断路器和电流互感器之间，故障元件的保护动作跳开断路器，但是未切除故障的情况下，跳开相邻的断路器来切除短路故障，防止故障进一步扩大和减少故障时间。
为了保证断路器失灵保护动作的可靠性，保护必须具备下列两个条件才能启动：故障元件的保护出口继电器动作后不返回；在故障元件保护的保护范围内依然存在着短路，失灵判别元件启动。
失灵判别元件可采用检测母线电压的低电压继电器，或者采用检测故障元件的电流继电器作为失灵判别元件。失灵判别元件的动作值应按照该元件末端短路时保护有足够的灵敏系数整定。
为了保证断路器失灵保护动作的可靠性，断路器失灵保护的时间元件在故障元件的保护动作后开始计时。因此，整定断路器失灵保护的动作时间时，应按躲过断路器的跳闸时间与保护的返回时间之和来整定。
断路器失灵保护的配置与电力系统的一次接线方式有关，一次接线方式不相同，断路器失灵保护的配置和工作原理也不相同。下面以双母线接线方式和3/2断路器接线方式为例，分析断路器失灵保护的配置和工作原理。
三、双母线接线方式的断路器失灵保护
在110kV或220kV电压等级且比较重要的电力系统，为保证供电的可靠性，母线设备一般采用双母线接线方式。双母线接线方式下的断路器失灵保护与单母线接线方式的相比，工作原理相同，不同的是双母线接线方式的断路器失灵保护配置较为复杂。双母线接线方式的断路器失灵保护由失灵启动部分和失灵出口部分组成，前者由线路或母联的“断路器保护”的失灵启动元件实现，后者则由“母差保护装置”的失灵保护元件实现。
下面以深圳南瑞的BP-2B型微机母差保护装置和RCS-923A线路断路器保护装置为例，阐述双母线接线方式下断路器失灵保护的配置和工作原理。
1.“失灵启动部分”的工作原理
失灵启动分为单相失灵启动与三相失灵启动，其功能由线路保护及断路器保护实现，以RCS-923A型的断路器保护装置为例，其工作逻辑如图3所示，在线路保护启动且相电流I﹥ISLQD（失灵启动定值）时，瞬时接通断路器保护某相失灵启动接点，该接点与线路保护同相跳闸接点串联后启动开入（母差）失灵保护。
2.“失灵出口部分”的工作原理
双母线接线方式下断路器失灵保护的失灵出口功能由（母差）失灵保护实现。当母线连接的线路断路器失灵时，由该线路保护和断路器保护提供的“保护动作”和“过流接点”串接组合成失灵启动量，给（母差）失灵保护屏开入启动量。（母差）失灵保护装置检测到某一失灵启动接点闭合后，启动该断路器所连接的母线段失灵出口，在失灵复合电压动作的条件下，按整定的“失灵出口短延时”跳开母联开关，按“失灵出口长延时”跳开该母线连接的所有断路器。
双母线接线方式的（母差）失灵保护，通过I、II母隔离刀闸的辅助接点的闭合来判断断路器运行于哪段母线。下面，以I母连接的断路器失灵为例说明其动作出口过程。断路器运行于I段母线时，I段母线侧的隔离刀闸的辅助接点闭合，保护判断该断路器运行于I段母线，当该断路器失灵时，断路器保护失灵启动后，经I母失灵出口起动，同时在I母失灵复合电压动作前提下，失灵保护经短延时跳开母联开关后，再经长延时跳开I母连接的所有断路器。
四、3/2断路器接线方式的断路器失灵保护
3/2断路器接线的断路器失灵保护也是由失灵启动元件和失灵出口元件组成，与双母线方式不同的是，启动元件和出口元件的功能均由断路器保护装置实现，一般设有两个及以上启动元件：相电流突变量启动；零序电流辅助启动等；3/2断路器接线的断路器失灵保护在启动元件动作后，收到保护的跳闸信号及启动元件不返回，经一定的延时后动作出口，切除与该断路器相关的所有断路器。
与双母线接线方式的断路器失灵保护相比，在3/2断路器接线中，线路断路器失灵保护动作后，不仅跳开本侧相关的断路器，还通过该线路的远方跳闸保护跳开线路对侧的断路器。
3/2断路器接线方式的断路器失灵保护还具有瞬时联跳功能，启动元件动作后，断路器失灵保护收到保护跳闸的信号，且电流大于失灵电流定值时，瞬时联跳本断路器。若断路器还在合闸位置，断路器失灵保护收到保护的跳闸信号及启动元件不返回，经一定的延时后动作切除相关的断路器。确保了在断路器完全失灵的前提下起动断路器失灵保护，进一步避免停电范围的扩大。
五、断路器失灵保护运行注意事项
对双母线接线方式下的线路保护进行定检等工作时，为了防止工作时的试验电流误流入失灵保护回路，造成失灵保护误动，必须断开该断路器的失灵保护启动回路；断路器退出运行后，应退出其相应的断路器失灵保护启动回路；对电流互感器作升流试验时，应断开相关的断路器失灵回路，防止失灵保护误动；修改断路器失灵保护定值前，必须退出断路器失灵保护所有出口跳闸压板；3/2断路器接线方式的出线线路停电，断路器闭环运行时，应退出相关的断路器失灵启动远跳发信回路。
结束语
随着国民经济的快速发展，电力系统网架结构也在不断完善，继电保护的重要性显而易见，但不可避免的存在继电保护拒动的可能性。继电保护拒对电力系统的危害很大。断路器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断路器所连接母线上的其余支路断路器断开功能，有利于电网的安全、稳定、可靠的运行。因此断路器失灵保护是每一位电气运行值班员必须掌握的技术知识，作为电网设备的监护者，我们应加强对继电保护及自动装置的学习，提高自身专业技能，为电网的安全运行做出应有的贡献。
参考文献
[1]全国电力工人技术教育供电委员会.500kV变电运行岗位技能培训教材（220kV）[M].北京：中国电力出版社，1998.
[2]李宏任.实用继电保护[M].北京：机械工业出版社，2002.
[3]张慧.周宏文.断路器失灵保护工作原理及在运行中的注意事项[J].宁夏电力，2002，（S1）.