断路器失灵保护位置闭锁接点配置存在的缺陷_杨博VIP专享VIP免费

16296(2014－6)断路器失灵保护位置闭锁接点配置存在的缺陷杨博1马晋辉2(1西安热工研究院有限公司，710032，陕西西安;2．华能集团公司，100031，北京)所谓断路器失灵，就是当输电线路、变压器、母线或其他主设备发生短路时，保护装置动作并发出了跳闸指令，但故障设备的断路器拒绝动作或不能正确切除故障。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。它可能损坏主设备、引起火灾、扩大停电范围，严重时可能使电力系统瓦解。下面就一典型案例作分析。1断路器失灵保护拒动情况内蒙古自治区某电厂是蒙西电网与华北电网联网运行的并网点，经两条500kV线路与华北电网相连，装机容量120万kW(为6台20万kW机组)。2003年6月2日清晨，该电厂5号发电机组完成检修后准备并网。6:10，在完成起动的准备工作、机组并网断路器断开的情况下，工作人员合上出线刀闸。此时，发电机转速突然异常上升。运行人员立即关闭主汽门和调速汽门，关闭电动主闸门，但均无法限制发电机转速上升。随即，发电机两侧漏氢着火，地面剧烈振动，发电机差动及向华北主网送电的线路等保护动作跳闸。事故造成5号发电机设备损坏，4号、6号机组停机，全厂甩负荷27．8万kW(两台机组负荷)，蒙西电网与华北主网解网，华北主网频率从49．99Hz降至49．91Hz，蒙西电网频率升至50．32Hz。经初步调查分析，主要原因是5号机组的并网断路器处于断开位置时，断路器A相绝缘拉杆脱落，致使该断路器A相未能有效分断，造成5号机组一相运行。发电机因定子磁场不平衡而振动，加之汽机与热工的一些原因，最终导致发电机两侧漏氢爆炸着火，发电机损坏。2拒动原因分析事后发现，该厂保护设置存在严重的缺陷，即在断路器的失灵保护逻辑原理中设置了断路器位置判据闭锁元件，导致失灵保护拒动。当其他保护动作启动断路器失灵保护时，由于位置接点闭锁而拒动，使失灵保护不能有效跳闸。“断路器位置闭锁”有两种形式:一种是通过断路器合闸位置逻辑闭锁，另一种是通过断路器三相不一致逻辑闭锁。目前，第一种形式的闭锁较多，第二种形式基本已不存在。下面重点讨论断路器合闸位置接点闭锁存在的缺陷，即上述故障缺陷。带位置闭锁的失灵保护启动逻辑图如图1所示。断路器位置接点闭锁功能通常都是通过断路器常开接点来完成的，当断路器分闸后，其位置辅助接点会同步动作闭锁失灵保护，使其不能动作。只有当断路器辅助接点处于合闸位置时，也就是断路器合闸时，失灵保护才能投入使用。这种逻辑配置存在一个重大缺陷，就是当三相断路器分闸过程中发生一相连杆脱落或灭弧室不能灭弧时，会由于断路器辅助接点闭锁了失灵保护，使得失灵保护拒动。若失灵保护拒动，则会对电气设备及电网造成严重的后果。其主要原因是，当断路器分闸过程中发生连杆脱落时，断路器位置表面显示“已分闸”，作为“断路器位置闭锁”元件的辅助触点也处于断路器“已分闸的位置”，而实际断路器故障相可能仍处于导通状态。这时，若主变高压侧中性点采用直接接地方式，母线与发电机变压器组之间会由于有电压存在而在故障相一、二次侧绕组及发电机定子线圈中产生较大电流。在这种状态下，断路器的辅助接点位置处于“分闸位置”，而配置有“断路器位置闭锁”判据的失灵保护只有在断路器处于“合闸位置”及“故障电流”“保护动作”等条件同时满足时才能动作跳闸。发生连杆脱落时，失灵保护会由于“断路器位置闭锁”判据不能解除而发生拒动。拒动后，带电的绕组会在一定时间内烧损。若此时转子仍处于励磁状态，则发电机会由于内部磁场不均衡而强烈振荡，造成发电机及轴系损坏或漏氢爆炸，导致事态扩大。3建议一般认为，发生断路器失灵故障的主要原因是·发输变电·(2014－6)29717图1带位置闭锁的失灵保护启动逻辑图断路器跳闸线圈断线、断路器操动机构出现故障、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。因此，相关的标准规范按照这些故障制定对策，如《〈防止电力生产重大事故的二十五项重点要求〉继电保护实施细则(国电调〔2002〕138号)》第5．4条就对变压器和发电机变压器组的断路器失灵保护提出规定，要求...