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摘 要失灵保护运行的可靠性是大家都非常关注的问题，为最大限度地减少失灵保护的不正确动作次数，需要我们从接线、操作和设备质量等各环节着手努力。采用高可靠性的失灵保护判别元件或装置，合理接线、整定，严格按规程操作，必将极大地提高失灵保护的正确动作率，为电网的安全运行作出应有的贡献。
关键词高压电网；断路器；失灵保护
中图分类号TM文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)051-0100-01
失灵保护是电网的重要保护，在220kV及以上电压等级电网中，按照近后备的保护配置原则，根据GB14285-93《继电保护和安全自动装置技术规程》的要求，均配置了失灵保护。从高压电网的要求和电网的实际运行经验看，应该特别强调失灵保护的安全性，在断路器失灵保护上，应力求安全，在安全的基础上，提高可依赖性。
1失灵保护的工作原理
线路发生故障后，线路保护发出跳闸命令，同时失灵保护接收到来自线路保护的跳闸开入信号，如果同时又检测到其保护的断路器仍有电流，失灵保护即判断为断路器失灵，并发出跳闸命令。首先以较短的时限再跳本断路器，以较长时限跳相邻断路器。
下面以某断路器失灵保护及自动重合闸装置为例，具体介绍断路器失灵保护的工作原理。
断路器保护时按照故障相失灵、非故障相失灵和发、变三跳失灵启动。①故障相失灵。收到线路保护跳闸信号并且判定失灵过流高定值动作后，先经较短延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经较长延时跳开相邻断路器。②非故障相失灵。由三相跳闸输入节点保持失灵过流高定值动作元件，并且失灵过流低定值动作元件连续动作，此时，输出的动作逻辑先经较短延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经较长延时跳开相邻断路器。③发、变三跳起动失灵。可经由整定控制字投退的辅助判据开放失灵保护，输出的动作逻辑先经较短延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经较长延时跳开相邻断路器。
2断路器失灵保护的基本构成及其作用
失灵保护由电压闭锁元件、保护动作与电流判别构成的启动回路、时间元件及跳闸出口回路组成。
时间元件是断路器失灵保护的中间环节，对于双母线接线的变电站可以每个断路器设一个，也可以几个断路器共设一个。一般每条母线设一个具有两段延时的时间元件，以较短延时跳母线联络断路器，以较长时间跳其他有关断路器。3/2接线的变电站每个断路器设一个时间元件，以较短延时再跳本断路器，以较长时间跳与拒动断路器相关的其他有关断路器。为防止单一时间元件故障造成失灵保护误动，时间元件应与启动回路构成“与”逻辑后，再启动出口继电器。
启动回路是保证整套保护正确工作的关键之一，包括启动元件和判别元件，两个元件构成“与”逻辑，实现双重判别，防止单一条件判断断路器失灵。启动元件通常利用断路器自动跳闸出口回路本身，可直接用瞬时返回的出口跳闸继电器触点，也可与出口跳闸继电器并联的、瞬时返回的辅助中间继电器触点，触点动作不复归表示断路器失灵。判别元件以不同的方式鉴别故障确未消除。现有运行设备采用相电流（线路）、零序电流（变压器）的“有流”判别方式。保护动作后，回路中仍有电流，说明故障确未消除。
失灵保护的电压闭锁元件一般由母线低电压、负序电压和零序电压继电器构成。当失灵保护与母差保护共用出口跳闸回路时，它们也共用电压闭锁元件。3/2接线的变电站失灵保护通常不设电压闭锁。
3存在的主要问题和改进措施
3.1线路失灵保护存在的问题
常规的断路器失灵保护都是采用能够快速复归的相电流元件作为断路器未断开的判别元件，该判别无件继电器的触点与保护触点配合分别构成单相跳闸和三相跳闸启动失灵回路，加装判别元件就是为了防止保护出口触点卡住不返回，或者误碰、误通电等情况时造成开关失灵保护误启动，进而使失灵保护工作更安全可靠。但在实际整定过程中，由于要考虑系统运行方式以及母联开关跳开后线路末端故障时相电流元件仍应有足够的灵敏度，因此，其定值很难躲过正常运行的负荷电流，这就导致在线路正常运行时，电流判别元件一直处于动作状态，因而，并没有起到防止误动的把关作用。
事实上，失灵保护在没有加装复合电压闭锁前，系统中会有传动保护时因忘记断开启动失灵的连线（开关失灵电流判别元件处于动作状态）等原因而造成失灵保护误动作的情况。如果正常运行时，失灵保护相电流判别元件不动作，则完全可以避免这些误动。另外，对于电磁型继电器，当负荷电流与定值接近时，将造成继电器舌片和触点的抖一动，长时间运行就会使继电器的转轴脱落，使失灵保护拒动。
3.2发变组、变压器失灵保护存在的问题及解决措施
由于在变压器低压侧发生内部故障（或者发变组高压开关出现缺相运行）时，装设于母差保护中的只反应220kV侧复合电压的失灵保护电压闭锁元件往往不能开放，因而变压器、发变组启动失灵保护除了要注意将瓦斯保护（或其他触点会延时返回的保护）出口和电气量出口分开外，还应注意复合电压闭锁元件的解锁问题。可以采取以下措施。
1）对220kV发变组，可用“电流判别+保护出口+合闸位置“继电器常开触点”相串联构成与门的方式解锁。电流判别元件可采用零序电流和相电流并联的方式（或门）构成；保护出口为跳高压侧开关的出口。此外，还可在解锁回路中加人压板，以备在某种特殊情况下发变组高压开关检修时，断开该解锁回路。
2）对于变压器失灵保护，可用“电流判别+保护出口+复合电压闭锁触点”相串联构成与门的方式解锁。电流判别元件可采用零序电流和相电流并联的方式（或门）构成；保护出口为跳高压侧开关的出口；复合电压闭锁触点应为低压侧的复合电压触点，电压触点动作后应延时返回。电压闭锁触点中包括低压侧电压，主要是防止低压侧故障时高压侧复合电压元件没有灵敏度而不能开放失灵保护；而延时返回主要是考虑如果变压器差动保护动作低压开关跳开后，低压母线的电压可能会立即恢复正常（例如变压器低压侧有小电源或变压器低压侧并列运行），从而没有起到开放闭锁的作用。延时的时间应保证即使是发生低压侧区内故障，差动保护或低压侧后备保护能有足够的时向启动失灵保护跳开故障变压器所在母线上的所有元件，即延时时间应大于低压侧保护出口后跳低压开关与跳三侧开关的整定时间之差（一般为0.3s～0.5s），加上失灵保护启动后跳开故障变压器母线上所有元件时间（一般为0.5s），考虑留有一定的裕度，一般取3s即可。采用上述方式保证了误传动时有电压把关，而区外故障电压开放时有“电流判别”和“保护出口”把关。该方法的优点是在高压开关三相失灵时也能解锁。此外，变压器低压开关检修时，低压母线可能失去电压，此时解锁回路中的电压闭锁将开放，因此，还可在解锁回路中串人压板，以备断开该解锁回路。
4结语
随着微机保护技术的迅速发展和日趋成熟，保护装置的安全性、稳定性、可靠性是以往元件保护所无法比拟的。断路器失灵保护的瞬时跟跳功能，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。采用高可靠性的失灵保护判别元件或装置，合理接线、整定，严格按规程操作，必将极大的提高失灵保护的正确动作率，为电网的安全运行做出应有的贡献。
参考文献
[1]刘胤彬.浅谈高压电网断路器失灵保护[J].科技资讯,2008,28.
[2]常凤然.高压电网失灵保护的若干问题分析.
关键词高压电网；断路器；失灵保护
中图分类号TM文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)051-0100-01
失灵保护是电网的重要保护，在220kV及以上电压等级电网中，按照近后备的保护配置原则，根据GB14285-93《继电保护和安全自动装置技术规程》的要求，均配置了失灵保护。从高压电网的要求和电网的实际运行经验看，应该特别强调失灵保护的安全性，在断路器失灵保护上，应力求安全，在安全的基础上，提高可依赖性。
1失灵保护的工作原理
线路发生故障后，线路保护发出跳闸命令，同时失灵保护接收到来自线路保护的跳闸开入信号，如果同时又检测到其保护的断路器仍有电流，失灵保护即判断为断路器失灵，并发出跳闸命令。首先以较短的时限再跳本断路器，以较长时限跳相邻断路器。
下面以某断路器失灵保护及自动重合闸装置为例，具体介绍断路器失灵保护的工作原理。
断路器保护时按照故障相失灵、非故障相失灵和发、变三跳失灵启动。①故障相失灵。收到线路保护跳闸信号并且判定失灵过流高定值动作后，先经较短延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经较长延时跳开相邻断路器。②非故障相失灵。由三相跳闸输入节点保持失灵过流高定值动作元件，并且失灵过流低定值动作元件连续动作，此时，输出的动作逻辑先经较短延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经较长延时跳开相邻断路器。③发、变三跳起动失灵。可经由整定控制字投退的辅助判据开放失灵保护，输出的动作逻辑先经较短延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经较长延时跳开相邻断路器。
2断路器失灵保护的基本构成及其作用
失灵保护由电压闭锁元件、保护动作与电流判别构成的启动回路、时间元件及跳闸出口回路组成。
时间元件是断路器失灵保护的中间环节，对于双母线接线的变电站可以每个断路器设一个，也可以几个断路器共设一个。一般每条母线设一个具有两段延时的时间元件，以较短延时跳母线联络断路器，以较长时间跳其他有关断路器。3/2接线的变电站每个断路器设一个时间元件，以较短延时再跳本断路器，以较长时间跳与拒动断路器相关的其他有关断路器。为防止单一时间元件故障造成失灵保护误动，时间元件应与启动回路构成“与”逻辑后，再启动出口继电器。
启动回路是保证整套保护正确工作的关键之一，包括启动元件和判别元件，两个元件构成“与”逻辑，实现双重判别，防止单一条件判断断路器失灵。启动元件通常利用断路器自动跳闸出口回路本身，可直接用瞬时返回的出口跳闸继电器触点，也可与出口跳闸继电器并联的、瞬时返回的辅助中间继电器触点，触点动作不复归表示断路器失灵。判别元件以不同的方式鉴别故障确未消除。现有运行设备采用相电流（线路）、零序电流（变压器）的“有流”判别方式。保护动作后，回路中仍有电流，说明故障确未消除。
失灵保护的电压闭锁元件一般由母线低电压、负序电压和零序电压继电器构成。当失灵保护与母差保护共用出口跳闸回路时，它们也共用电压闭锁元件。3/2接线的变电站失灵保护通常不设电压闭锁。
3存在的主要问题和改进措施
3.1线路失灵保护存在的问题
常规的断路器失灵保护都是采用能够快速复归的相电流元件作为断路器未断开的判别元件，该判别无件继电器的触点与保护触点配合分别构成单相跳闸和三相跳闸启动失灵回路，加装判别元件就是为了防止保护出口触点卡住不返回，或者误碰、误通电等情况时造成开关失灵保护误启动，进而使失灵保护工作更安全可靠。但在实际整定过程中，由于要考虑系统运行方式以及母联开关跳开后线路末端故障时相电流元件仍应有足够的灵敏度，因此，其定值很难躲过正常运行的负荷电流，这就导致在线路正常运行时，电流判别元件一直处于动作状态，因而，并没有起到防止误动的把关作用。
事实上，失灵保护在没有加装复合电压闭锁前，系统中会有传动保护时因忘记断开启动失灵的连线（开关失灵电流判别元件处于动作状态）等原因而造成失灵保护误动作的情况。如果正常运行时，失灵保护相电流判别元件不动作，则完全可以避免这些误动。另外，对于电磁型继电器，当负荷电流与定值接近时，将造成继电器舌片和触点的抖一动，长时间运行就会使继电器的转轴脱落，使失灵保护拒动。
3.2发变组、变压器失灵保护存在的问题及解决措施
由于在变压器低压侧发生内部故障（或者发变组高压开关出现缺相运行）时，装设于母差保护中的只反应220kV侧复合电压的失灵保护电压闭锁元件往往不能开放，因而变压器、发变组启动失灵保护除了要注意将瓦斯保护（或其他触点会延时返回的保护）出口和电气量出口分开外，还应注意复合电压闭锁元件的解锁问题。可以采取以下措施。
1）对220kV发变组，可用“电流判别+保护出口+合闸位置“继电器常开触点”相串联构成与门的方式解锁。电流判别元件可采用零序电流和相电流并联的方式（或门）构成；保护出口为跳高压侧开关的出口。此外，还可在解锁回路中加人压板，以备在某种特殊情况下发变组高压开关检修时，断开该解锁回路。
2）对于变压器失灵保护，可用“电流判别+保护出口+复合电压闭锁触点”相串联构成与门的方式解锁。电流判别元件可采用零序电流和相电流并联的方式（或门）构成；保护出口为跳高压侧开关的出口；复合电压闭锁触点应为低压侧的复合电压触点，电压触点动作后应延时返回。电压闭锁触点中包括低压侧电压，主要是防止低压侧故障时高压侧复合电压元件没有灵敏度而不能开放失灵保护；而延时返回主要是考虑如果变压器差动保护动作低压开关跳开后，低压母线的电压可能会立即恢复正常（例如变压器低压侧有小电源或变压器低压侧并列运行），从而没有起到开放闭锁的作用。延时的时间应保证即使是发生低压侧区内故障，差动保护或低压侧后备保护能有足够的时向启动失灵保护跳开故障变压器所在母线上的所有元件，即延时时间应大于低压侧保护出口后跳低压开关与跳三侧开关的整定时间之差（一般为0.3s～0.5s），加上失灵保护启动后跳开故障变压器母线上所有元件时间（一般为0.5s），考虑留有一定的裕度，一般取3s即可。采用上述方式保证了误传动时有电压把关，而区外故障电压开放时有“电流判别”和“保护出口”把关。该方法的优点是在高压开关三相失灵时也能解锁。此外，变压器低压开关检修时，低压母线可能失去电压，此时解锁回路中的电压闭锁将开放，因此，还可在解锁回路中串人压板，以备断开该解锁回路。
4结语
随着微机保护技术的迅速发展和日趋成熟，保护装置的安全性、稳定性、可靠性是以往元件保护所无法比拟的。断路器失灵保护的瞬时跟跳功能，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。采用高可靠性的失灵保护判别元件或装置，合理接线、整定，严格按规程操作，必将极大的提高失灵保护的正确动作率，为电网的安全运行做出应有的贡献。
参考文献
[1]刘胤彬.浅谈高压电网断路器失灵保护[J].科技资讯,2008,28.
[2]常凤然.高压电网失灵保护的若干问题分析.