断路器失灵保护

断路器失灵保护，即预定在相应的断路器跳闸失败的情况下通过启动其他断路器跳闸来切除系统故障的一种保护。

断路器失灵保护电网系统随着社会的发展而迅速发展，电网的稳定运行问题也越来越重要。当电力系统一次设备故障时，保证护的正确动作和限制故障的范围就显得极其重要。断路器失灵保护在发生故障时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。

110kV以及以上系统，输电线路、变压器、母线发生故障，保护动作切除故障时，故障元件的断路器拒切，即断路器失灵而安装的保护失灵保护首先动作于母联断路器和分段断路器

断路器失灵保护是指故障电气设备的继电保护动作发出跳闸命令而断路器拒动时，利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别，能够以较短的时限切除同一厂站内其他有关的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个电网的稳定运行，避免造成发电机、变压器等故障元件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故。

断路器拒动是电网故障情况下又叠加断路器操作失灵的双重故障，允许适当降低其保护要求，但必须以最终能切除故障为原则。在现代高压和超高压电网中，断路器失灵保护作为一种近后备保护方式得到了普遍采用。

故障相失灵的实现：按相对应的线路保护跳闸接点和失灵过流高定值都动作后，先经可整定的失灵跳本开关时间延时定值发三相跳闸命令跳本断路器，再经可整定的失灵跳相邻开关延时定值发失灵保护动作跳相邻断路器。

断路器失灵保护非故障相失灵的实现：由三相跳闸输入接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可整定的失灵跳本开关时间延时定值发三相跳闸命令跳本断路器，再经可整定的失灵跳相邻开关延时定值发失灵保护动作跳相邻断路器。

发变三跳起动失灵回路的实现：由发、变三跳起动的失灵保护可分别经低功率因素、负序过流和零序过流三个辅助判据开放。三个辅助判据均可由整定控制字投退。输出的动作逻辑先经可整定的失灵跳本开关时间延时定值发三相跳闸命令跳本断路器，再经可整定的失灵跳相邻开关延时定值发失灵保护动作跳相邻断路器。

失灵保护首先动作于母联断路器和分段断路器

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。启动回路是保证整套保护正确工作的关键之一，必须安全可靠，应实现双重判别，防止单一条件判断断路器失灵，以及因保护触点卡涩不返回或误碰、误通电等造成的误启动。启动回路包括启动元件和判别元件；2个元件构成“与”逻辑。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。时间元件是断路器失灵保护的中间环节，为了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。失灵保护的电压闭锁一般由母线低电压、负序电压和零序龟压继电器构成。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。

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，故障元件的保护正确动作，而其断路器拒绝跳闸时；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，但是故障未切的情况下，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。《继电保护和安全自动装置技术规程》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。

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：

（1）故障元件的保护出口继电器动作后不返回；

（2）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查母线电压的低电压继电器，或者采用检查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，按躲过断路器的跳闸时间与保护的返回时间之和即可。

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。下面从双母线接线方式和3/2断路器接线方式两种方式分析断路器失灵保护的工作原理。

运行实践表明，发生断路器失灵故障的原因很多，主要有：断路器跳闸线圈断线、断路器操作机构出现故障、空气断路器的气压降低或液压式断路器的液压降低、直流电源消失及控制回路故障等。其中发生最多的是气压或液压降低、直流电源消失及操作回路出现问题。

断路器系统发生故障之后，如果出现了断路器失灵而又没采取其他措施，将会造成严重的后果。

1、损坏主设备或引起火灾

例如变压器出口短路而保护动作后断路器拒绝跳闸，将严重损坏变压器或造成变压器着火。

2、扩大停电范围

当线路L1上发生故障断路器QF5跳开而断路器QF1拒动时，只能由线路L3、L2对侧的后备保护及发电机变压器的后备保护切除故障，即断路器QF6、QF7、QF4将被切除。这样扩大了停电的范围，将造成很大的经济损失。