繼電保護(hù)技術(shù)第七章母線保護(hù)

《繼電保護(hù)技術(shù)》

第七章母線保護(hù)

第七章母線保護(hù)第一節(jié)母線故障及其保護(hù)方式第二節(jié)母線電流差動(dòng)保護(hù)第三節(jié)電流比相式母線保護(hù)第四節(jié)雙母線同時(shí)運(yùn)行時(shí)的母線差動(dòng)保護(hù)第五節(jié)母差死區(qū)保護(hù)第六節(jié)斷路器失靈保護(hù)

一、母線故障運(yùn)行實(shí)踐表明，母線故障的原因主要有：母線絕緣子和斷路器套管的老化、污穢引起的閃絡(luò)接地故障，裝于母線上的電壓互感器和裝在母線和斷路器之間的電流互感器的故障，母線隔離開(kāi)關(guān)和空氣斷路器的支持絕緣子損壞，雷擊造成的短路故障，運(yùn)行人員帶地線合隔離開(kāi)關(guān)等。母線故障的類型主要有單相接地故障，兩相接地短路故障以及三相短路故障。兩相短路故障的幾率較少。二、母線保護(hù)（二）母線保護(hù)裝設(shè)的基本原則1.利用其他供電元件的保護(hù)裝置來(lái)切除母線故障。2.專用母線保護(hù)（一）母線保護(hù)的基本要求1.高度的安全性和可靠性。2.選擇性強(qiáng)、動(dòng)作速度快。1.利用其他供電元件的保護(hù)裝置來(lái)切除母線故障當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，將使連接在故障母線上的所有元件在修復(fù)故障母線期間，或轉(zhuǎn)換到另一組無(wú)故障的母線上運(yùn)行以前被迫停電。一般說(shuō)來(lái)，不采用專門的母線保護(hù)，而利用供電元件的保護(hù)裝置就可以把母線故障切除。利用供電元件的保護(hù)來(lái)切除母線故障，不需另外裝設(shè)保護(hù)，簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但故障切除的時(shí)間一般較長(zhǎng)。利用供電元件保護(hù)裝置切除母線故障2.專用母線保護(hù)（1）在110kV及以上的雙母線和分段單母線上，為保證有選擇性地切除任一組（或段）母線上所發(fā)生的故障，而另一組（或段）無(wú)故障的母線仍能繼續(xù)進(jìn)行，應(yīng)裝設(shè)專門的母線保護(hù)。（2）110kV及以上的單母線，重要發(fā)電廠的35kV母線或高壓側(cè)為110kV及以上的重要降壓變電所的35kV母線，按照裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)的要求必須快速切除母線上的故障時(shí)，應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)。2.專用母線保護(hù)為滿足速動(dòng)性和選擇性的要求，母線保護(hù)都是按差動(dòng)原理構(gòu)成的。所以不管母線上元件有多少，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)的基本原則仍是適用的，即：（a）在正常運(yùn)行以及母線范圍以外故障時(shí)，在母線上所有連接元件中，流入的電流和流出的電流相等。（b）當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，所有與電源連接元件都向故障點(diǎn)供給短路電流，而在供電給負(fù)荷的連接元件中電流等于零，因此，母線中的總電流等于差動(dòng)電流。（c）如從每個(gè)連接元件中電流的相位來(lái)看，則在正常運(yùn)行以及外部故障時(shí)，至少有一個(gè)元件中的電流相位和其余元件中的電流相位是相反的，具體地說(shuō)，就是電流流入的元件和電流流出的元件這兩者的相位相反。而當(dāng)母線故障時(shí)，除電流等于零的元件以外，其它元件中的電流則是同相位的。三、母差保護(hù)的分類所有的母差保護(hù)均反映母線上連接單元TA二次電流的相量和。按照母線差動(dòng)保護(hù)裝置差電流回路輸入阻抗的大小，可將其分為低阻抗母線差動(dòng)保護(hù)、中阻抗母線差動(dòng)保護(hù)、高阻抗母線差動(dòng)保護(hù)。目前母線保護(hù)中均使用為低阻抗母線差動(dòng)保護(hù)，也叫電流型母線差動(dòng)保護(hù)。根據(jù)動(dòng)作條件分根據(jù)動(dòng)作條件，電流型母線差動(dòng)保護(hù)可分為母聯(lián)電流比相式母線差動(dòng)保護(hù)、電流相位比較式母線差動(dòng)保護(hù)、電流差動(dòng)式母線差動(dòng)保護(hù)。迄今為止，經(jīng)各發(fā)、供電單位多年電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，普遍認(rèn)為就適應(yīng)母線運(yùn)行方式、故障類型、過(guò)渡電阻等方面而言，無(wú)疑是按分相電流差動(dòng)原理構(gòu)成的電流差動(dòng)式母差保護(hù)效果最佳。

第七章母線保護(hù)第一節(jié)母線故障及其保護(hù)方式第二節(jié)母線電流差動(dòng)保護(hù)第三節(jié)電流比相式母線保護(hù)第四節(jié)雙母線同時(shí)運(yùn)行時(shí)的母線差動(dòng)保護(hù)第五節(jié)母差死區(qū)保護(hù)第六節(jié)斷路器失靈保護(hù)

母線電流差動(dòng)保護(hù)一、母線電流差動(dòng)保護(hù)的作用原理母線電流差動(dòng)保護(hù)原理接線圖目前，國(guó)內(nèi)應(yīng)用的微機(jī)型母線差動(dòng)保護(hù)，多數(shù)采用比率制動(dòng)式電流差動(dòng)保護(hù)，其動(dòng)作方程為（7-1）（7-2）其中為第j條支路中的電流；K為比率制動(dòng)系數(shù)；為差動(dòng)元件的初始動(dòng)作電流。從式（7-1）可以看出，保護(hù)的動(dòng)作條件是由不平衡差動(dòng)電流決定的。從式（7-2）可以看出，保護(hù)的動(dòng)作條件是由母線上所有元件的差動(dòng)電流和制動(dòng)電流的比率決定的。綜上所述，裝置的動(dòng)作條件是由上述兩個(gè)判據(jù)與門輸出，提高的而保護(hù)的可靠性。其動(dòng)作特性為具有兩段折線式的比率制動(dòng)的曲線如圖7-7所示。圖7-7中為差動(dòng)電流，為制動(dòng)電流，K為制動(dòng)系數(shù)。比率制動(dòng)式電流差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作曲線二、母線差動(dòng)保護(hù)的邏輯框圖雙母線或者單母線分段母差保護(hù)邏輯框圖（以一相為例）大差元件與母線小差元件各有特點(diǎn)，大差元件用于檢查母線故障，大差的差動(dòng)保護(hù)涵蓋了各段母線，大多數(shù)情況下不受運(yùn)行方式控制；小差元件選擇出故障所在的哪段或者哪條母線，受運(yùn)行方式的控制，具有選擇性。從圖7-8可以看出，雙母線正常運(yùn)行時(shí)，若大差元件、小差元件和起動(dòng)元件同時(shí)動(dòng)作，母差保護(hù)出口繼電器才動(dòng)作；同時(shí)，只有復(fù)合電壓閉鎖元件也動(dòng)作，保護(hù)才能去跳各斷路器。TA飽和鑒定元件檢測(cè)出差動(dòng)電流越限是由于區(qū)外故障TA飽和時(shí)造成的，母線差動(dòng)保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作，而應(yīng)該立即閉鎖母差保護(hù)，當(dāng)轉(zhuǎn)入?yún)^(qū)內(nèi)故障時(shí)，應(yīng)立即開(kāi)放母差保護(hù)。

三、TA飽和鑒別為防止母線保護(hù)在母線近端發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，由于TA嚴(yán)重飽和形成的差動(dòng)電流而引起母線保護(hù)誤動(dòng)作，根據(jù)TA飽和發(fā)生后二次電流波形的特點(diǎn)，裝置設(shè)置了TA飽和檢測(cè)元件。在系統(tǒng)發(fā)生故障瞬間，無(wú)論一次電流有多大，TA不可能立即飽和。從故障發(fā)生到TA飽和至少經(jīng)1/4周波的時(shí)間，在此期間TA能正確傳變一次電流。

TA飽和后，二次電流波形出現(xiàn)畸變、缺損，但當(dāng)一次電流過(guò)零點(diǎn)附近時(shí)，飽和TA二次側(cè)將出現(xiàn)一個(gè)線性傳變區(qū)，即其二次電流能正確反應(yīng)一次電流。

同步識(shí)別法

TA是否飽和的判別可以采用同步識(shí)別法。同步識(shí)別法是判別“故障發(fā)生”與“差流越限”是否同步發(fā)生。若“故障發(fā)生”與“差流越限”同時(shí)出現(xiàn)，則認(rèn)為“差流越限”是由母線區(qū)內(nèi)故障引起。此時(shí)差動(dòng)保護(hù)在5ms以內(nèi)，發(fā)出“動(dòng)作指令”并記憶下來(lái)，快速切除故障。若判別到“故障發(fā)生”與“差流越限”不是同時(shí)出現(xiàn)，而是“故障發(fā)生”在前而后出現(xiàn)“差流越限”，則認(rèn)為“差流越限”是由母線區(qū)外故障TA飽和所引起。此時(shí)將母差保護(hù)閉鎖一個(gè)周波，然后在下一周波內(nèi)重復(fù)上述判別。若仍是區(qū)外故障，則在隨后的每個(gè)周波內(nèi)判別一次，直到區(qū)外故障消失；若發(fā)展成了區(qū)內(nèi)故障，則經(jīng)判定后發(fā)出跳閘命令。四、差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流的整定對(duì)于母線差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算，應(yīng)合理的確定差動(dòng)元件以及復(fù)合電壓閉鎖元件的整定值。1.動(dòng)作電流差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流按以下條件計(jì)算，并選擇其中較大的一個(gè)為整定值。（1）躲過(guò)外部短路時(shí)的最大不平衡電流。當(dāng)所有電流互感器均按10%誤差曲線選擇，且差動(dòng)繼電器采用具有速飽和鐵心的繼電器時(shí)，其動(dòng)作電流Iop按下式計(jì)算

式中——可靠系數(shù)，取1.3；——保護(hù)范圍外短路時(shí)，流過(guò)差動(dòng)保護(hù)電流互感器的最大短路電流；——母線保護(hù)用電流互感器變比。（2）按躲過(guò)最大負(fù)荷電流計(jì)算

在保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，應(yīng)按下式校驗(yàn)靈敏系數(shù)

式中——母線故障時(shí)最小短路電流；其靈敏系數(shù)應(yīng)不小于2

2.比率制動(dòng)系數(shù)S具有比率制動(dòng)特性的母差保護(hù)的比率制動(dòng)系數(shù)S的整定，應(yīng)按照能可靠躲區(qū)外故障產(chǎn)生的最大差流來(lái)整定，同時(shí)確保區(qū)內(nèi)故障時(shí)差動(dòng)保護(hù)具備足夠的靈敏度。（1）按照能可靠躲區(qū)外故障產(chǎn)生的最大差流來(lái)整定母線區(qū)外故障時(shí)，在差動(dòng)元件回路中產(chǎn)生的最大差流為其中為最大不平衡電流；為TA的10%誤差，取0.1；為保護(hù)裝置通道傳輸機(jī)調(diào)整誤差，取0.1；為區(qū)外故障瞬間由于各側(cè)TA暫態(tài)特性差異產(chǎn)生的誤差，取0.1；為區(qū)外故障的最大短路電流。即比率制動(dòng)系數(shù)有式中為可靠系數(shù)，取0.15-0.2

（2）按確保動(dòng)作靈敏度來(lái)整定當(dāng)母線出現(xiàn)故障時(shí)，其最小故障電流應(yīng)大于母差保護(hù)起動(dòng)電流的2倍以上，當(dāng)滿足上述條件時(shí)，有動(dòng)作靈敏度系數(shù)，取1.5-2.0.3.復(fù)合電壓閉鎖（1）低電壓元件的整定電壓在母差保護(hù)中，低電壓閉鎖元件的動(dòng)作電壓，應(yīng)該按照躲正常運(yùn)行時(shí)母線TV二次的最低電壓來(lái)整定。一般規(guī)定電力系統(tǒng)對(duì)用戶供電電壓的變化范圍是，實(shí)際上，母線電壓可能下降到90%-85%的額定電壓下運(yùn)行。同時(shí)考慮到母線TV的變比誤差2%-3%，母線低電壓保護(hù)動(dòng)作電壓為在母線上發(fā)生三相短路時(shí)，母線電壓將嚴(yán)重下降，此時(shí)電壓元件可以正確動(dòng)作。（2）負(fù)序電壓元件的動(dòng)作電壓負(fù)序電壓閉鎖元件的動(dòng)作電壓，應(yīng)該按照躲正常運(yùn)行時(shí)母線TV二次的最大負(fù)序電壓來(lái)整定。即其中為可靠系數(shù)，一般取1.3-1.5；為正常運(yùn)行時(shí)母線TV二次側(cè)的最大負(fù)序電壓，即

(?。?%-3%),取)。

（3）零序電壓元件的動(dòng)作電壓零序電壓的動(dòng)作電壓與負(fù)序電壓的動(dòng)作電壓是相同的。

第七章母線保護(hù)第一節(jié)母線故障及其保護(hù)方式第二節(jié)母線電流差動(dòng)保護(hù)第三節(jié)電流比相式母線保護(hù)第四節(jié)雙母線同時(shí)運(yùn)行時(shí)的母線差動(dòng)保護(hù)第五節(jié)母差死區(qū)保護(hù)第六節(jié)斷路器失靈保護(hù)

一、電流比相式母線保護(hù)的基本原理圖7-5(a)母線外部故障的電流分布圖7-5（b）母線內(nèi)部故障的電流分布二、電流比相式母線保護(hù)的特點(diǎn)：（一）電流比相式母線保護(hù)只與電流的相位有關(guān)，而與電流的幅值無(wú)關(guān)。因此，既不用考慮采用同型號(hào)和同變比的電流的互感器，也不需要考慮不平衡電流的影響等問(wèn)題，這就提高了保護(hù)的靈敏度，增加了使用的靈活性。（二）每條母線都裝設(shè)這種保護(hù)，從而克服了一般母線差動(dòng)保護(hù)不適應(yīng)母線運(yùn)行方式改變的缺點(diǎn)。

第七章母線保護(hù)第一節(jié)母線故障及其保護(hù)方式第二節(jié)母線電流差動(dòng)保護(hù)第三節(jié)電流比相式母線保護(hù)第四節(jié)雙母線同時(shí)運(yùn)行時(shí)的母線差動(dòng)保護(hù)第五節(jié)母差死區(qū)保護(hù)第六節(jié)斷路器失靈保護(hù)

雙母線同時(shí)運(yùn)行時(shí)母線保護(hù)的實(shí)現(xiàn)一、雙母線同時(shí)運(yùn)行時(shí)，元件固定連接的電流差動(dòng)保護(hù)雙母線同時(shí)運(yùn)行時(shí)元件固定連接的電流差動(dòng)保護(hù)單相原理接線圖

當(dāng)固定連接破壞時(shí)，能夠防止外部故障時(shí)差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作；當(dāng)母線故障時(shí)，保護(hù)將失去選擇性。外部故障時(shí)，流經(jīng)差動(dòng)繼電器1KD、2KD和3KD的電流均為不平衡電流。而保護(hù)裝置是按躲過(guò)外部故障時(shí)最大不平衡電流來(lái)整定的，所以保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)作。當(dāng)I母線故障時(shí)，流經(jīng)差動(dòng)繼電器1KD、3KD的電流為全部故障二次電流，1KD、3KD動(dòng)作；而2KD的電流為不平衡電流，不動(dòng)作。外部故障內(nèi)部故障固定連接破壞原理接線圖母線外部故障時(shí)的電流分布圖母線內(nèi)部故障電流分布圖固定連接破壞內(nèi)部故障固定連接破壞外部故障二、母聯(lián)電流相位比較式差動(dòng)保護(hù)

對(duì)于母線連接元件經(jīng)常變化的母線，也可以采用母聯(lián)電流相位比較式差動(dòng)保護(hù)。

母聯(lián)電流相位比較式差動(dòng)保護(hù)的基本原理是利用比較總差動(dòng)電流與母聯(lián)斷路器回路的電流的相位，作為故障母線的選擇元件。母聯(lián)電流相位比較式差動(dòng)保護(hù)的原理接線圖見(jiàn)圖7-14。

這種保護(hù)解決了固定連接方式破壞時(shí)，固定連接的母線差動(dòng)保護(hù)無(wú)選擇性的問(wèn)題。它不受元件連接方式的影響?？偛铍娏魇欠磻?yīng)母線故障的總電流，其相位是不變的，而流過(guò)母聯(lián)回路的電流，則隨故障點(diǎn)的位置相差180°。當(dāng)?shù)冖窠M母線上故障時(shí)，流過(guò)母聯(lián)中的電流是由母線Ⅱ流向母線Ⅰ，其電流分布如圖7-15所示。當(dāng)?shù)冖蚪M母線上故障時(shí)，流過(guò)母聯(lián)中電流是由母線Ⅰ流向母線Ⅱ，其電流分布如圖7-16所示。在這兩種故障情況下，母聯(lián)電流的相位相差180°，因此，利用這兩個(gè)電流的相位比較，可以選出故障母線。母聯(lián)電流相位比較式差動(dòng)保護(hù)圖7-14母聯(lián)電流相位比較式差動(dòng)保護(hù)的原理接線圖(a)交流電流回路(b)直流回路(c)跳閘回路母聯(lián)電流相位比較式差動(dòng)保護(hù)圖7-15Ⅰ母線故障時(shí)電流分布

圖7-16Ⅱ母線故障時(shí)的電流分布電流比相式母線保護(hù)的特點(diǎn)：1.保護(hù)的工作原理是基于相位比較，而與幅值無(wú)關(guān)，不需要考慮不平衡電流都問(wèn)題，提高了保護(hù)的靈敏性。2.當(dāng)連接在母線上的電流互感器型號(hào)不同時(shí)或者變比不一致時(shí)，任然可以采用該保護(hù)，放寬了保護(hù)的使用條件。母聯(lián)電流相位比較式母線保護(hù)

母聯(lián)電流相位比較式母線差動(dòng)保護(hù)的原理是比較母線聯(lián)絡(luò)斷路器回路的電流與總差動(dòng)電流的相位關(guān)系。

與同相位，則判別為I母線上發(fā)生了短路故障

與反相位，則判別為II母線上發(fā)生了短路故障

這種保護(hù)是在具有固定連接元件的母線電流差動(dòng)保護(hù)的基礎(chǔ)上改進(jìn)的成果，他克服了保護(hù)缺乏靈活性的缺點(diǎn)，適用于母線連接元件運(yùn)行方式經(jīng)常改變的母線保護(hù)。保護(hù)裝置的原理是利用比較母聯(lián)中的電流與總的差動(dòng)電流的相位作為故障母線的選擇元件。這是因?yàn)楫?dāng)?母線上故障時(shí)，流過(guò)母線的電流是由П母線流向?母線，當(dāng)П母線上故障時(shí)，流過(guò)母線的電流是由?母線流向П母線，此時(shí)，母聯(lián)電流的相位變化了，而總的差動(dòng)電流是反應(yīng)母線故障的總電流，其相位是不變的。因此，利用這兩個(gè)電流的相位比較，就可以選擇出故障母線。，基于這種原理，只要母線上有故障，不管母線上元件的連接方式如何，只要母聯(lián)有電流流過(guò)，就能夠保證正確動(dòng)作。母聯(lián)相位差動(dòng)保護(hù)對(duì)母線上的元件不需要固定的連接方式，這就是它的主要優(yōu)點(diǎn)。

第七章母線保護(hù)第一節(jié)母線故障及其保護(hù)方式第二節(jié)母線電流差動(dòng)保護(hù)第三節(jié)電流比相式母線保護(hù)第四節(jié)雙母線同時(shí)運(yùn)行時(shí)的母線差動(dòng)保護(hù)第五節(jié)母差死區(qū)保護(hù)第六節(jié)斷路器失靈保護(hù)

母差保護(hù)死區(qū)問(wèn)題

在各種類型的母線差動(dòng)保護(hù)中，存在一個(gè)共同的問(wèn)題，就是保護(hù)死區(qū)問(wèn)題。對(duì)于雙母線的母差保護(hù)，當(dāng)故障發(fā)生在母聯(lián)斷路器和母聯(lián)TA之間時(shí)，母線保護(hù)的大差出現(xiàn)差流，跳開(kāi)母聯(lián)斷路器，故障點(diǎn)對(duì)于II母屬于區(qū)外故障，II母小差不會(huì)動(dòng)作，而故障點(diǎn)對(duì)于I母則屬于區(qū)內(nèi)故障，雖然母聯(lián)斷路器已經(jīng)跳開(kāi)，但母聯(lián)CT仍然可以感受到故障電流，即I母小差會(huì)動(dòng)作跳I母線上所有間隔斷路器，且大差差流也仍然存在。實(shí)際上故障點(diǎn)并沒(méi)有被真正切除掉，這就是母聯(lián)死區(qū)故障。一般把母聯(lián)斷路器與母聯(lián)TA之間這一段范圍稱為死區(qū)。為了避免死區(qū)故障的發(fā)生，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在微機(jī)母線保護(hù)裝置中一般設(shè)置有專用的死區(qū)保護(hù)，用于快速切除母聯(lián)斷路器與母聯(lián)TA之間的故障，即當(dāng)：大差以及I母小差動(dòng)作跳I母線后，大差及I母小差均不返回，則死區(qū)保護(hù)邏輯啟動(dòng)直接跳II母線所有斷路器。反過(guò)來(lái)，當(dāng)大差以及II母小差動(dòng)作跳II母線后，大差及II母小差均不返回，則死區(qū)保護(hù)邏輯啟動(dòng)直接跳I母線所有斷路器。母線死區(qū)保護(hù)邏輯框圖

第七章母線保護(hù)第一節(jié)母線故障及其保護(hù)方式第二節(jié)母線電流差動(dòng)保護(hù)第三節(jié)電流比相式母線保護(hù)第四節(jié)雙母線同時(shí)運(yùn)行時(shí)的母線差動(dòng)保護(hù)第五節(jié)母差死區(qū)保護(hù)第六節(jié)斷路器失靈保護(hù)

一、斷路器失靈保護(hù)二、母聯(lián)失靈保護(hù)一、斷路器失靈保護(hù)斷路器失靈斷路器失靈保護(hù)又稱后備接線，是指當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，故障元件的保護(hù)動(dòng)作，而且斷路器操作機(jī)構(gòu)失靈拒絕跳閘時(shí)，通過(guò)故障元件的保護(hù)作用于同一母線所有有電源的相鄰元件斷路器使之跳閘切除故障的接線。這種保護(hù)能以較短的時(shí)限切除同一發(fā)電廠或變電所內(nèi)其他有關(guān)的斷路器，以便盡快地把停電范圍限制到最小。然而，電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)某個(gè)元件發(fā)生故障，該元件的繼電保護(hù)動(dòng)作發(fā)出跳閘脈沖之后，斷路器卻拒絕動(dòng)作（即斷路器失靈）的情況。這種情況可能導(dǎo)致擴(kuò)大事故范圍、燒毀設(shè)備，甚至破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。雖然，用相鄰元件保護(hù)作遠(yuǎn)后備是最簡(jiǎn)單、合理的后備方式，既可作保護(hù)拒動(dòng)時(shí)的后備，又可作斷路器拒動(dòng)時(shí)的后備。但是，這種后備方式在高壓電網(wǎng)中由于各電源支路的助增電流和汲出電流的作用，使后備保護(hù)的靈敏度得不到滿足，動(dòng)作時(shí)間也較長(zhǎng)。因此，對(duì)于比較重要的高壓電力系統(tǒng)，應(yīng)裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)。

斷路器失靈1.斷路器失靈的原因運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)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、斷路器操作機(jī)構(gòu)故障、空氣斷路器的氣壓降低或者液壓式斷路器的液壓降低、直流電源消失、以及操作回路故障等，其中發(fā)生最多的是液壓或者氣壓降低，操作回路出現(xiàn)故障以及直流電源消失。2.斷路器失靈的影響（1）設(shè)備損毀或者引起著火。例如變壓器出口短路而保護(hù)動(dòng)作后QF拒絕跳閘，將嚴(yán)重?fù)p毀變壓器，甚至造成變壓器起火。（2）擴(kuò)大停電范圍，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。（3）可能使電力系統(tǒng)瓦解。當(dāng)QF失靈故障時(shí)，要靠相鄰元件的后備保護(hù)切除故障，擴(kuò)大停電范圍，另外由于故障切除時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，影響了形同運(yùn)行的穩(wěn)定性，也可能使系統(tǒng)瓦解。3.斷路器失靈保護(hù)對(duì)失靈保護(hù)的技術(shù)要求（1）對(duì)雙母線接線的失靈保護(hù)，當(dāng)變壓器保護(hù)起動(dòng)失靈保護(hù)時(shí)，應(yīng)有解除電壓閉鎖的輸入回路。這是因?yàn)?，?dāng)變壓器內(nèi)部或低壓側(cè)故障時(shí)，失靈保護(hù)中的低電壓和負(fù)序電壓的靈敏度可能不夠，造成不能開(kāi)放跳閘回路，跳不開(kāi)母線上的其它QF。因此，《反措》中明確要求，變壓器起動(dòng)失靈保護(hù)要解除復(fù)合電壓閉鎖。（2）失靈保護(hù)跳閘時(shí)，應(yīng)同時(shí)起動(dòng)QF的兩組跳閘線圈。（3）對(duì)用于3/2接線的失靈保護(hù)，在保護(hù)動(dòng)作之后，以較短的延時(shí)，再次給故障開(kāi)關(guān)一次跳閘脈沖，以較長(zhǎng)的延時(shí)跳相鄰開(kāi)關(guān)。（4）失靈保護(hù)動(dòng)作后，應(yīng)給線路縱聯(lián)保護(hù)發(fā)出允許或閉鎖信號(hào)，以便使對(duì)側(cè)QF跳閘。斷路器失靈保護(hù)的工作原理

失靈保護(hù)的設(shè)置形式與一次系統(tǒng)的接線形式有關(guān)。在雙母線接線形式的廠、站，只設(shè)置一套失靈保護(hù)，母線上連接的任何一個(gè)元件（線路或變壓器）的保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘的同時(shí)，均起動(dòng)失靈保護(hù)。失靈保護(hù)根據(jù)故障開(kāi)關(guān)所在的位置，動(dòng)作后切除相應(yīng)母線上的其它開(kāi)關(guān)。在3/2接線的廠、站中，失靈保護(hù)是按斷路器設(shè)置的，當(dāng)保護(hù)動(dòng)作跳閘，斷路器跳不開(kāi)時(shí)，故障開(kāi)關(guān)本身的失靈保護(hù)起動(dòng)，如果故障開(kāi)關(guān)是中間開(kāi)關(guān)，則跳開(kāi)相鄰的兩個(gè)邊開(kāi)關(guān)。如果是邊開(kāi)關(guān)故障，則一方面跳開(kāi)中間開(kāi)關(guān)，另一方面，起動(dòng)所在母線的母差保護(hù)動(dòng)作，跳開(kāi)所在母線上的其他開(kāi)關(guān)。按《反措》要求，雙母線的失靈保護(hù)與母差保護(hù)相同，為防止正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)誤動(dòng)，應(yīng)設(shè)置復(fù)合電壓閉鎖。在發(fā)電廠或變電站，無(wú)論一次系統(tǒng)是哪種接線形式，均只設(shè)置一套失靈保護(hù)。斷路器失靈保護(hù)通常在斷路器確有可能拒動(dòng)的22OkV及以上的電網(wǎng)(以及個(gè)別重要的1lOkV電網(wǎng))中裝設(shè)。斷路器失靈保護(hù)的構(gòu)成原理圖斷路器失靈保護(hù)的邏輯框圖斷路器失靈保護(hù)由四個(gè)部分組成：起動(dòng)回路、失靈判別元件、動(dòng)作延時(shí)元件以及復(fù)合電壓閉鎖元件。雙母線斷路器失靈保護(hù)的邏輯框圖（1）失靈起動(dòng)及判別元件。失靈起動(dòng)及判別元件由電流起動(dòng)元件、保護(hù)出口動(dòng)作觸點(diǎn)及斷路器輔助觸點(diǎn)構(gòu)成。由于斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作時(shí)要切除一段母線上所有連接元件的斷路器，而且保護(hù)接線中是將所有斷路器的操作回路連接在一起，因此，保護(hù)的接線必須保證動(dòng)作的可靠性，以免保護(hù)誤動(dòng)作造成嚴(yán)重事故。為此，為提高保護(hù)動(dòng)作的可靠性，要求起動(dòng)元件同時(shí)具備下述兩個(gè)條件才能啟動(dòng)。(a)故障元件保護(hù)的出口繼電器動(dòng)作后不返回。(b)在故障元件的被保護(hù)范圍內(nèi)仍存在故障即失靈判別元件起動(dòng)。當(dāng)母線上連接的元件較多時(shí)，一般采用檢查故障母線電壓的方式以確定故障仍然沒(méi)有切除;當(dāng)連接元件較少或一套保護(hù)動(dòng)作于幾個(gè)斷路器(如采用多角形接線時(shí))以及采用單相合閘時(shí)，一般采用檢查通過(guò)每個(gè)或每相斷路器的故障電流的方式，作為判別斷路器拒動(dòng)且故障仍未消除之用。

（2）復(fù)合電壓閉鎖元件。復(fù)合電壓閉鎖元件的作用是防止失靈保護(hù)誤動(dòng)作，其動(dòng)作判據(jù)為

其中：為母線TV二次相電壓；為零序電壓（二次值）；為負(fù)序電壓（二次值）；分別為相電壓元件、零序電壓元件、以及負(fù)序電壓元件的動(dòng)作整定值。在小電流系統(tǒng)中，斷路器失靈保護(hù)采用的復(fù)合電壓閉鎖元件中，設(shè)有零序電壓判據(jù)。上述三個(gè)判據(jù)中只要有一個(gè)滿足動(dòng)作條件，復(fù)合電壓閉鎖元件就動(dòng)作，雙母線的復(fù)合電壓閉鎖元件有兩套，分別用于兩條母線所接元件的斷路器失靈判據(jù)及跳閘回路閉鎖。（3）運(yùn)行方式的識(shí)別。運(yùn)行方式識(shí)別回路用于確定失靈斷路器接在哪條母線上，從而決定失靈保護(hù)該將哪條母線切除。（4）動(dòng)作延時(shí)。根據(jù)失靈保護(hù)的動(dòng)作要求，其失靈保護(hù)延時(shí)有兩個(gè)：一個(gè)是以0.3-0.3s的延時(shí)跳母聯(lián)斷路器