【正文】 斷路器保護 國 網 技 術學 院 電網檢修培訓部 一、 220kV及以上電壓等級常見的母線接線形式 220kV及以上電壓等級的主接線，常用的有雙母線和 3/2接線。兩種接線在一次、二次方面都各有特點。都能滿足安全運行的要求，并在超高壓系統(tǒng)中獲得了廣泛的應用， 雙母線接線是一個元件通過一個斷路器接到兩段母線上，而 3/2接線是兩個元件通過 3個斷路器接到兩段母線上。其開關用的數(shù)量比雙母線用的多，因此從一次的角度看其可靠性與靈活性較雙母線接線好。 如圖 3/2接線正常運行時斷路器都接通，雙母線同時工作 ,任一個元件故障，其相連的兩個斷路器自動斷開，此時另一個元件仍可以通過第三個斷路器繼續(xù)工作。任一組母線故障時，斷開所有連接在這一組母線上的斷路器，而全部元件仍可通過另一組母線繼續(xù)供電。此外這種接線還能保證檢修任一斷路器時，兩個元件仍可繼續(xù)工作。 如圖 一、 220kV及以上電壓等級常見的母線接線形式 雙母線典型接線示意圖： 幻燈片 2 I 母I I 母1 T V2 T V1 G1 D L3 G4 G5 G2 D L線路 12 G一、 220kV及以上電壓等級常見的母線接線形式 3/2斷路器典型接線示意圖（請大家思考： 3/2接線 TA、 TV如何配置？） 幻燈片 13 1 6 5 4 3 2 1 L Ⅰ Ⅱ 2 L 3 L 1 TV 2 TV 3 TV 4 TV 5 TV 6 TV 7 8 P 3/2接線保護配置及 TA/TV的 應用 1 每串三組 TA 線路保護 遠方故障 啟動裝置 I母差動 母線 I差動保護： TA1 線路保護： TA TA TV3 1DL邊斷路器保護： TA UA、 UB 、 UC 接線路電壓 TV3。 UM接母線電壓 TV1（ UA、 UB 、 UC為線路三相電壓輸入， UM為重合閘中檢同期或者檢無壓元件用的電壓輸入） 2DL中斷路器保護： TA UA、 UB 、 UC接線路電壓接 TV3（或 TV4）、UM接 TV4（或 TV3） 任一相 。 斷路器保護 斷路器保護 及重合閘 斷路器保護 及重合閘 變壓器保護 II母差動 TV 1 TV 3 TV 4 TV 2 母線 1 母線 II TA 1 TA 2 TA 3 變壓器 * * * 1 DL 2 DL 3 DL 3/2接線保護配置及 TA/TV的 應用 2 每串四組 TA 線路保護 遠方故障 啟動裝置 I母差動 母線 I差動保護： TA1 線路保護： TA TA TV3 1DL邊斷路器保護： TA UA、 UB 、 UC 接線路電壓 TV3。 UM接母線電壓 TV1 2DL中斷路器保護： TA2或 TA UA、 UB 、 UC 接線路電壓接 TV3（或TV4）、 UM接 TV4（或 TV3）任一相 。 T V 1T V 3T V 4T V 2母 線 1母 線 I IT A 1T A 2T A 3T A 4變 壓 器****1 D L2 D L3 D L斷路器保護 斷路器保護 及重合閘 斷路器保護 及重合閘 變壓器保護 II母差動 I IIT VT VK G 1K G 2K G 3MN3/2接線保護配置及 TA/TV的應用 3 每串六組 TA 線路保護 遠方故障 啟動裝置 I母差動 斷路器保護 及重合閘 斷路器保護 及重合閘 母線 I差動保護： TA2 線路保護： TA1(TA4)、 TV3 1DL邊斷路器保護： TA UA、 UB 、 UC 接線路電壓 TV3。 UM接母線電壓 TV1 2DL斷路器保護： TA3或 TA UA、 UB 、 UC 接線路電壓接 TV3（或TV4）、 UM接 TV4（或 TV3）任一相 。 T V 1T V 3T V 4T V 2母 線 1母 線 I IT A 1T A 2T A 3T A 4變 壓 器1 D L2 D L3 D LT A 5T A 6斷路器保護 II母差動 變壓器保護 一、 220kV及以上電壓等級常見的母線接線形式 3/2斷路器接線的特點： ? 它兼有環(huán)形接線和雙母線接線的優(yōu)點，有很高的供電可靠性和靈活性。 ? 與雙母線加旁路母線比較，隔離開關少，配電裝置結構簡單 ,占地面積小，土建投資少。 ? 隔離開關在電路中仍作隔離電壓的操作，不易因誤操作而造成事故。 ?3/2斷路器接線，特別適宜于 220KV以上的超高壓、大容量系統(tǒng)中，但使用設備較多，特別是斷路器和電流互感器，投資較大，二次控制回路接線和繼電保護都比較復雜。 一、 220kV及以上電壓等級常見的母線接線形式 ?運行時，兩組母線和同一串的斷路器都投入工作，稱為完整串運行 ,形成多環(huán)供電，具有較高的供電可靠性和運行靈活性。任一母線、斷路器故障或檢修，均不致引起停電；甚至兩組母線同時故障（或一組檢修時另一組故障）的極端情況下，功率仍能繼續(xù)輸送。 ?運行方便，操作簡單，隔離開關只在檢修時作為隔離電器。該接線目前在大容量電廠中已被廣泛采用。 用斷路器多些，投資可能大一些。 二、斷路器失靈保護 當輸電線路、變壓器、母線或其他主設備發(fā)生短路，保護裝置動作并發(fā)出了跳閘指令，但故障設備的斷路器拒絕動作跳閘，稱之為斷路器失靈。 ? 斷路器失靈的原因 運行實踐表明，發(fā)生斷路器失靈故障的原因很多，主要有：斷路器跳閘線圈斷線、斷路器操動機構出現(xiàn)故障、空氣斷路器的氣壓降低或液壓式斷路器的液壓降低、直流電源消失及控制回路故障等。其中發(fā)生最多的是氣壓或液壓降低、直流電源消失及操作回路出現(xiàn)問題。 ?斷路器失靈的影響 系統(tǒng)發(fā)生故障之后，如果出現(xiàn)了斷路器失靈而又沒采取其他措施，將會造成很嚴重的后果。 （ 1）損壞主設備或引起火災。例如變壓器出口短路而保護動作后斷路器拒絕跳閘，將嚴重損壞變壓器或造成變壓器著火。 二、斷路器失靈保護 （ 2） 擴大停電范圍 。 （ 3）可能使電力系統(tǒng)瓦解。當發(fā)生斷路器失靈故障時，要靠各相鄰元件的后備保護切除故障，由于故障被切除時間過長，可能會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，甚至可能使系統(tǒng)瓦解。 二、斷路器失靈保護 斷路器失靈保護能解決的問題是縮短故障切除的時間并在一定程度上減少停電范圍。 為此加斷路器失靈保護，來縮短故障切除時間并減少停電范圍。斷路器失靈保護是一種近后備保護。 遠后備保護是當主保護拒動時，由相鄰電力設備或線路的保護來實現(xiàn)的后備保護。（當多個電源向某一電力元件供電時，需要在所有電源側的上級元件出配置遠后備保護。遠后備保護動作將切除所有上級電源側的斷路器，造成事故擴大。同時，遠后備保護的保護范圍覆蓋所有下級電力元件的主保護范圍，它能解決遠后備保護范圍內所有故障元件由任何原因造成的不能切除問題。）遠后備保護的配置、配合需要一定的系統(tǒng)接線條件，在高壓電網中往往不能滿足靈敏度的要求因而采用近后備附加斷路器失靈保護的方案。 近后備保護是當主保護拒動時，由本電力設備或線路的另一套保護來實現(xiàn)后備的保護；當斷路器拒動時，由斷路器失靈保護來實現(xiàn)后備保護。 三、斷路器保護裝置的配置與應用范圍 為什么要配置斷路器保護 （ 1）從失靈保護的角度考慮 ?在雙母線、單母線接線方式中，如果斷路器失靈，失靈保護應該跳開失靈斷路器所在母線上的所有斷路器，其跳閘對象與母線保護跳閘對象完全一致，也就是說雙母線接線失靈保護與母差保護跳閘出口相同，可以與母差做在一起，先跳母聯(lián)斷路器，再跳母線上所有元件。 ? 3/2斷路器接線 如圖 所示，如果邊斷路器 1失靈，失靈保護除需要跳開 I母線上的各個斷路器外還需要跳開中斷路器 2并起動遠方跳閘裝置跳 7號斷路器。而中斷路器失靈的話，失靈保護需要跳開兩個邊斷路器 3并起動遠方跳閘裝置跳 8號斷路器。 ?顯然，再把失靈保護做在母線保護內是不合理的，失靈保護應該按斷路器設置。 三、斷路器保護裝置的配置與應用范圍 為什么要配置斷路器保護 （ 2）從重合閘的角度考慮 ? 一般在雙母線、單母線接線方式中，輸電線路保護要發(fā)跳閘命令時只跳線路本線路本端的一個斷路器，重合閘自然也只重合這一個斷路器，所以重合閘按保護配置是合理的。對微機型重合閘來說就與微機線路保護做在一起。 ? 對 3/2接線方式來說， 如圖 所示。線路 L1的保護要發(fā)跳令時，要跳 1號、 2號兩個斷路器，重合閘自然也要合這兩個斷路器。而且這兩個斷路器的重合還有一個 順序問題 ，所以重合閘應該按斷路器設置，每個斷路器上設置一套重合閘裝置，各自重合自己的斷路器。 三、斷路器保護裝置的配置與應用范圍 斷路器保護的配置 3/2接線方式中把失靈保護、自動重合閘，再加上三相不一致保護、死區(qū)保護、充電保護做在一個裝置內，這個裝置稱作斷路器保護。 四、斷路器保護 —— 失靈保護 （一）配置原則 失靈保護的功能：高壓電網的一種 近后備保護 方式。 失靈保護的作用：當系統(tǒng)發(fā)生故障時，故障元件的保護動作，因其斷路器失靈拒絕跳閘時，通過故障元件的保護，作用于同一變電所相鄰元件的斷路器使之跳閘的保護方式。 失靈保護動作的跳閘對象： 對于 3/2接線方式，當邊斷路器失靈時，除要跳開其所在母線上的所有斷路器外，還要跳中斷路器， 同時還要跳開元件對側斷路器 ；中斷路器失靈時，要跳兩個邊斷路器， 同時還要跳 2個元件對側斷路器。 這樣的失靈保護邏輯在母線保護中是無法完成的，只能專設斷路器保護來實現(xiàn)。 失靈保護不起動遠方跳閘功能會怎樣？ 四、斷路器保護 —— 失靈保護 （一）配置原則 （ 1）如果上述失靈保護不起動遠方跳閘功能，利用對側的線路后備保護雖然也可切除對側斷路器，但這將加長故障切除時間。 如圖 ，線路 L1的末端發(fā)生短路，線路保護保護動作跳 2號斷路器。假如中斷路器 2失靈，如果中斷路器 2的失靈保護動作后只跳開 3號斷路器不通過遠方跳閘裝置跳開 8號斷路器。依靠 8號斷路器的后備保護跳閘，一方面跳閘時間很長，另一方面 8號的后備保護很可能在相鄰線路末端短路靈敏度不夠。所以中斷路器的失靈保護動作后應起動遠方跳閘功能跳與中斷路器相連的線路的對側斷路器。 四、斷路器保護 —— 失靈保護 （一）配置原則 （ 2）如果在斷路器 1和電流互感器 TA1之間發(fā)生短路， I母線的母線保護動作跳開 1號斷路器后故障并未切除。由于在 3/2接線中母線保護動作后已不再對 L1線路的 縱聯(lián)保護停信或發(fā)信 ， 7號斷路器的快速跳閘只能由邊斷路器 1的失靈保護動作后起動遠方跳閘功能完成。此時 1號斷路器的失靈保護由 I母的母線保護起動， TA1電流互感器又一直有電流，經延時后失靈保護動作除跳 2號斷路器外還經遠方跳閘跳 7號斷路器。同理在中斷路器和 TA2之間發(fā)生短路， L2線路保護動作跳 2號斷路器后短路并未被切除。此時 2號斷路器的失靈保護由 L2線保護起動，電流互感器 TA2又一直有電流，經延時后失