浅谈220KV变电站失灵保护应用

廖宗明

摘要：失灵保护作为220KV变电站保护的重要组成部分，特别是在开关拒动的情况下，对于220KV系统及时消除故障，保障主变安全起着至关重要的作用。

关键词：失灵保护；拒动；启动；死区故障

中图分类号：U226.8+1文献标识码：A 文章编号：

断路器由于机械或者操作回路故障等原因拒绝跳闸时，故障断路器的保护通过失灵启动元件跳闸与之相关的相邻断路器，从而切除故障点的保护称为断路器失灵保护。现在的变电站一般采用光纤通道，具有远程跳闸的能力。

1失灵保护的原理

目前，220kV变电所失灵保护主要包括220kV线路开关失灵保护、主变220kV侧开关失灵保护、220kV母联开关失灵保护、220kV母差保护失灵出口回路。保护装置种类型号非常繁杂，它们的动作原理和保护回路基本大同小异。

1.1 220kV线路开关失灵保护主要由跳闸出口启动回路，经电流判别是否大于失灵启动的整定值（经相应的电流继电器或者保护装置判别），若电流继电器达到动作值，保护装置即判断为开关保护动作失灵，失灵保护动作出口，启动相应母线的母差保护并跳闸出口。有时，为了保证失灵保护的可靠性，会在启动回路中串入零序或者图变量启动元件。

1.2 220kV线路或220kV主变开关失灵保护启动母差出口回路，母差失灵出口回路会串入所在开关母线闸刀的辅助接点判断线路是正母运行还是副母运行并选择要启动的小差回路，并经所在母线的复压闭锁，第一时限跳开220kV母联开关，第二时限跳开所在母线的所有开关。主变开关失灵与线路开关失灵区别在于主变开关失灵启动开入的同时会开放母差保护的复压闭锁，以保证保护的可靠出口。

1.3 220kV主变开关失灵保护

由主变的非电量保护或220kV母差保护动作启动（同样经相应的电流继电器或者保护装置判别），若电流继电器达到动作值，第一时限跳开本开关，以避免保护校验时保护启动而开关依然在合位导致相邻开关的误跳，第二时限启动失灵回路，这时又可分为两种情况：①若是主变非电量保护启动，则失灵保护将启动母差失灵出口回路，跳开相应母线所有开关。②若是母差保护动作启动，则失灵保护将启动跳主变其他侧开关。

1.4 220kV母联开关失灵保护

由母差保护或母线充电保护启动，经电流继电器或者保护装置判别是否超过失灵电流整定值，达到整定值则延时封220kV母联CT，然后母差保护动作跳开相应母线上所有开关。

特殊情况：死区故障即故障发生在220kV母联开关和母联CT间，此时，虽然母差保护动作跳开相应母线上所有开关，但是故障仍存在，这时保护会根据220kV母联开关的辅助接点判别开关位置（分位），延时50ms，封220kV母联CT，使母差保护再次动作跳开另外一条母线所有开关，隔离故障点。

2失灵启动回路

2.1线路开关失灵回路

以PSL-631保护为例，PSL603和RCS931装置的单跳接点串联启动失灵压板至RCS931保护装置，PSL-631保护经过电流判别，并由失灵启动母差压板决定是否启动母差失灵出口，通过CZX12R操作箱的三跳接点启动失灵。

2.2母差失灵出口回路

以BP-2B母差保护为例，母差失灵出口回路由启动压板，闸刀位置辅助节点，并经主变开关复压闭锁的跳闸回路串联组成。能保证失灵保护可靠的动作。值得注意的是，主变的非电量保护和母差保护动作都会启动220kV主变开关的失灵保护，为了能快速的隔离故障，尽可能减少主变承受短路电流的时间，有些变电站的母差保护动作启动失灵保护时，会借用主变非电量保护的三跳接点。例如在某220kV变电站，当220kV母线故障而220kV主变开关拒动，主变将承受极大的短路电流，会对主变造成极大的伤害。通过串联220kV母差保护动作接点、主变开关正副母闸刀位置辅助接点、主变开关失灵保护动作接点的回路，启动主变非电量保护快速跳开主变三侧开关，隔离主变，防止主变承受长时间短路电流的伤害。

3案例分析

3.1线路开关失灵

以220kV中埠变（采用BP-2B母差保护）为例，若某220kV线路1线路侧故障，对侧变电站线路保护动作，跳开线路1开关；本站线路1保护动作，但开关拒动，母差保护判断为区外故障，不动作，但线路1开关失灵保护动作启动母差失灵出口逻辑，母差保护通过该开关母线闸刀位置辅助接点自动判别开关在所在母线，同时开放该母线的复压闭锁逻辑，于是失灵保护启动，第一时限跳开220kV母联开关，第二时限跳开该母线上所有开关，切除故障。

若中埠变220kV母线故障，母差保护判断为区内故障，跳开该母线上所有开关，而220kV线路1开关拒动，由于母差保护动作的同时对该线路1所在母线上所有线路发允许跳闸信号，其对侧变电站线路1保护判别线路正方向故障，对侧变电站线路1保护动作跳闸，跳开线路1开关，切除故障（本变电站220kV母差保护屏远跳压板投入）。

3.2 220kV主变开关失灵

若该变电站220kV主变开关与主变间故障，主变差动保护动作跳开主变三侧开关，而主变220kV开关失灵拒分，主变220kV失灵保护动作，启动220kV母差失灵出口逻辑，母差保护通过该开关母线闸刀位置辅助接点自动判别开关所在母线，同时开放该母线复压闭锁，于是失灵出口启动，第一时限跳开220kV母联开关，第二时限跳开该母线上所有开关，切除故障。也有某些变电站不设置两段延时，一旦失灵出口启动，会同一时限跳开该母线上所有开关。

3.3母联开关失灵

若220kV母联开关失灵，Ⅱ段母线故障，母差保护的大差和Ⅱ母小差同时动作跳开Ⅱ母上所有开关，而220kV母联开关失灵拒分，则通过母联失灵过流判别是否操作整定值，延时50ms封母联CT。导致母差保护的大差和Ⅰ母小差同时动作跳开Ⅰ母线上所有开关。

4结语

综上所述，失灵保护作为220kV系统的主要后备保护，尤其在开关拒动的情况下，通过与母差保护，非电量保护等保护装置的相互配合，对于快速可靠的切除故障，保护主变起着至关重要的作用。认识失灵保护的特点以及与各个保护之间的联系，能更好的指导我们在倒闸操作中注意其中的关联，把握操作要点，理解相关压板的作用，防止因漏项操作或者多项操作引起误操作事故，甚至因此引发的重大设备伤害事故。

参考文献：

[1]杨奇逊，黄少峰.微机型继电保护基础[M].北京：中国电力出版社，2005.