对500kV 断路器保护的研究
【摘要】介绍了500kV 断路器保护中的保护类型及动作原理，详细介绍了失灵保护及重合闸装置。为今后的工作打下一个良好的基础。 【关键词】断路器保护 失灵保护 重合闸
500kV 系统在电网中占据着重要的地位，其500kV 的保护配置也就更加复杂。除了两套线路保护之外，还配置了断路器保护，高抗保护，远跳及过电压保护。
500kV 断路器通常装有重合闸、断路器失灵保护、三相不一致保护、充电保护和死区保护。下面主要针对我站RCS-921A 断路器保护失灵保护及重合闸进行分析。
1、基本原理 如图：
L
1
发信的措施。但在3/2接线方式下仍然采用该方法将造成错误的后果。例如在上图中Ⅰ母发生短路，如果Ⅰ母的母线保护动作后就去停信或发信，将造成7号高频保护动作而跳7号断路器。其实Ⅰ母故障后，母线保护动作将1号断路器跳开就行了，线路可以继续运行，所以母线保护动作后不应去停信或发信。而真的在1号断路器和电流互感器之间发生短路时，可由1号断路器的失灵保护跳2号断路器并经远方跳闸跳7号断路器 。
2）边断路器的失灵保护动作后应该跳开边断路器所在母线上的所有断路器和中断路器，中断路器的失灵保护动作后应该跳开它两侧的两个边断路器，所以失灵保护应按断路器配置。
3）母线保护动作后要起动失灵保护母线上故障时母线保护动作是跳该母线上的所有断路器。例如图1中Ⅰ母线故障，Ⅰ母的母线保护动作后跳开1、4号断路器。如果此时1号断路器失灵，应再跳2号断路器。所以Ⅰ母的母线保护动作后应起动1号断路器的失灵保护，由1号断路器的失灵保护再跳2号断路器。
4）中断路器和边断路器的失灵保护动作后要起动远方跳闸
如果在图中线路的末端发生短路，线路保护动作跳1、2号断路器。假如中断路器2失灵，中断路器2的失灵保护动作后除跳开3号断路器外还要通过远方跳闸功能跳开8号断路器。因为如果完全靠8号的后备保护跳闸一方面时间很长，另一方面8号的后备保护很可能在相邻线路末端短路没有灵敏度。
如果在边断路器1和电流互感器之间发生短路，Ⅰ母的母线保护
动作跳开1号断路器。由于母线保护动作后已不再对线路的高频保护停信或发信，7号断路器的跳闸由边断路器1的失灵保护动作后起动远方跳闸功能完成。此时1号断路器的失灵保护由Ⅰ母的母线保护起动，电流互感器又一直有电流，经延时后失灵保护动作除跳2号断路器外还经远方跳闸跳7号断路器。同理在中断路器2和电流互感器之间发生短路，线路保护动作跳2号断路器后短路并未被切除。此时2号断路器的失灵保护由线路保护起动，电流互感器又一直有电流，经延时2号断路器失灵保护动作后跳1号断路器，并经远方跳闸跳7号断路器。所以中断路器和边断路器的失灵保护动作后都要起动远方跳闸功能。
2、断路器失灵保护
所谓断路器失灵保护，是指当系统发生故障时，断路器因操作失灵拒绝跳闸时，通过故障元件的保护，作用于本变电站相邻断路器跳闸，有条件的还可以利用通道，使远端断路器同时跳闸的接线称为断路器失灵保护。
断路器失灵保护可以按照如下几种情况来考虑，即故障相失灵、非故障相失灵和发、变三跳起动失灵，另外，充电保护动作时也起动失灵保护。 2.1故障相失灵
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“失灵跳本开关时间”延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动
作时间”延时跳开相邻断路器。 2.2非故障相失灵
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，此时输出动作逻辑先经“失灵跳本开关时间”延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。 2.3充电保护起动失灵
当充电保护动作时，如果失灵保护投入，则经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。
断路器失灵保护逻辑图
3、重合闸
既然线路保护动作后是跳两个断路器，当然重合闸也应合两个断路器。这两个断路器重合闸有一个程序上的要求。如果在线路上发生短路，线路保护跳1、2两个断路器后，倒底是先合边断路器1还是先合中断路器2？如果先合中断路器2，而又是重合于永久性故障上，保护再去跳2号断路器，如果万一此时2号断路器失灵，2号断路器的失灵保护再将3号断路器跳开，这将影响连接元件的工作。所以不能先合中断路器2。如果先合边断路器1，也是重合于永久性故障上，保护再去跳1号断路器，如果万一此时1号断路器失灵，1号断路器的失灵保护再将Ⅰ母上所有断路器（如图中4、7号断路器）都跳开，连接元件与其它各连接元件的工作都不受影响。所以当线路保护跳开两个断路器后应先合边断路器，等边断路器重合成功后（例如中断路器的装置检查到在一定时间内线路上一直有电压）再合中断路器。此时中断路器肯定合于完好线路。如果边断路器重合不成功，合于故障线路，保护再次将边断路器跳开，此时中断路器就不再重合了，所以重合闸也应按断路器配置。 3.1自动重合闸
重合闸由二种方式起动，一是由线路保护跳闸起动重合闸；二是由跳闸位置起动重合闸。跳闸位置起动重合分为跳闸位置起动单重与跳闸位置起动三重，可由控制字分别控制投退。
3.2“先合重合闸”与“后合重合闸”
当“先合投入”压板投入时设定该断路器先合闸。先合重合闸经较短延时（重合闸整定时间），发出一次合闸脉冲时间120ms ；当先合重合闸起动时发出“闭锁先合”信号；如果先合重合闸起动返回，并且未发出重合脉冲，则“闭锁先合”接点瞬时返回；如果先合重合闸已发出重合脉冲，则装置起动返回后该接点才返回。先合重合闸与后合重合闸配合使用时，先合重合闸的“闭锁先合”输出接点接至后合重合闸的“闭锁先合”输入接点。
当“先合投入”压板退出时设定该断路器为后合重合闸。后合重合闸经较长延时（重合闸整定时间+后合重合延时）发合闸脉冲。 当先合重合闸因故检修或退出时，先合重合闸将不发出闭锁先合信号，此时后合重合闸将以重合闸整定时限动作，避免后合重合闸作出不必要的延时，以尽量保证系统的稳定性。
3/2断路器接线中，要求母线侧断路器优先于中间断路器重合，其原因是当重合于永久性故障线路时，一旦断路器失灵，会联跳所有母线恻断路器，不影响其他设备的正常运行。否则，将影响其他线路送电（线路－线路串）或切除变压器（线路－变压器串）。优先回路的实现，是在中间断路器合闸的时间回路中，串接了相应母线恻断路器重合闸启动的常闭结点。当线路发生故障，保护动作，启动两台断路器的重合闸，并都进行自保持，而中间断路器重合闸时间继电器不能启动，只有等母线侧断路器重合闸动作出口后，才开始启动时间，两台断路器重合闸相继动作。一旦母线侧断路器重合于永久性故障线路
时，同时对中间断路器重合闸发出闭锁脉冲，使其重合闸回路自保持解除，不再进行重合。
3.3失灵保护、死区保护、不一致保护、充电保护动作均闭锁重合闸。 3.4沟通三跳
当线路有流且装置收到任一跳闸接点的同时满足以下任一条件时保护发沟通三跳命令跳本断路器：
1）. 重合闸在未充好电状态且未充电沟通三跳控制字投入。 2）. 重合闸为三重方式 沟三接点闭合的条件为：
1）. 当重合闸在未充好电状态且未充电沟通三跳控制字投入，将沟三接点（GST ）闭合。
2）. 重合闸为三重方式时，将沟三接点（GST ）闭合。
3）. 重合闸装置故障或直流电源消失，将沟三接点（GST ）闭合。 沟三接点为常闭接点，沟三接点是为了使断路器具备三跳的条件
沟通三跳逻辑方框图
沟通三跳
电流量起动：电流变化量起动或零序电流起动
未合, 线路三相电压不能恢复，则检线路有压后合的断路器不再合闸，若线路有流则经后合跳闸延时定值后跳本断路器。
图3.10.9 重合闸逻辑
4、总结
以上是我主要针对断路器失灵保护及重合闸的分析理解，经过分析总结，可以使我更加清楚地认识到失灵保护及重合闸在我站的具体配置，对今后的值班运行工作有了很大的帮助。让我知道变电站的各种具体工作、需要掌握哪些知识多有了较为深刻的领悟。 参考文献
【1】《RCS-921A 断路器失灵保护及自动重合闸装置技术说明书》，南瑞继保电气有限公司，2000.4
【2】500kV 断路器保护，远跳保护相关图纸
【3】《变电运行现场技术问答》，中国电力出版社，2004.6
对500kV 断路器保护的研究
【摘要】介绍了500kV 断路器保护中的保护类型及动作原理，详细介绍了失灵保护及重合闸装置。为今后的工作打下一个良好的基础。 【关键词】断路器保护 失灵保护 重合闸
500kV 系统在电网中占据着重要的地位，其500kV 的保护配置也就更加复杂。除了两套线路保护之外，还配置了断路器保护，高抗保护，远跳及过电压保护。
500kV 断路器通常装有重合闸、断路器失灵保护、三相不一致保护、充电保护和死区保护。下面主要针对我站RCS-921A 断路器保护失灵保护及重合闸进行分析。
1、基本原理 如图：
L
1
发信的措施。但在3/2接线方式下仍然采用该方法将造成错误的后果。例如在上图中Ⅰ母发生短路，如果Ⅰ母的母线保护动作后就去停信或发信，将造成7号高频保护动作而跳7号断路器。其实Ⅰ母故障后，母线保护动作将1号断路器跳开就行了，线路可以继续运行，所以母线保护动作后不应去停信或发信。而真的在1号断路器和电流互感器之间发生短路时，可由1号断路器的失灵保护跳2号断路器并经远方跳闸跳7号断路器 。
2）边断路器的失灵保护动作后应该跳开边断路器所在母线上的所有断路器和中断路器，中断路器的失灵保护动作后应该跳开它两侧的两个边断路器，所以失灵保护应按断路器配置。
3）母线保护动作后要起动失灵保护母线上故障时母线保护动作是跳该母线上的所有断路器。例如图1中Ⅰ母线故障，Ⅰ母的母线保护动作后跳开1、4号断路器。如果此时1号断路器失灵，应再跳2号断路器。所以Ⅰ母的母线保护动作后应起动1号断路器的失灵保护，由1号断路器的失灵保护再跳2号断路器。
4）中断路器和边断路器的失灵保护动作后要起动远方跳闸
如果在图中线路的末端发生短路，线路保护动作跳1、2号断路器。假如中断路器2失灵，中断路器2的失灵保护动作后除跳开3号断路器外还要通过远方跳闸功能跳开8号断路器。因为如果完全靠8号的后备保护跳闸一方面时间很长，另一方面8号的后备保护很可能在相邻线路末端短路没有灵敏度。
如果在边断路器1和电流互感器之间发生短路，Ⅰ母的母线保护
动作跳开1号断路器。由于母线保护动作后已不再对线路的高频保护停信或发信，7号断路器的跳闸由边断路器1的失灵保护动作后起动远方跳闸功能完成。此时1号断路器的失灵保护由Ⅰ母的母线保护起动，电流互感器又一直有电流，经延时后失灵保护动作除跳2号断路器外还经远方跳闸跳7号断路器。同理在中断路器2和电流互感器之间发生短路，线路保护动作跳2号断路器后短路并未被切除。此时2号断路器的失灵保护由线路保护起动，电流互感器又一直有电流，经延时2号断路器失灵保护动作后跳1号断路器，并经远方跳闸跳7号断路器。所以中断路器和边断路器的失灵保护动作后都要起动远方跳闸功能。
2、断路器失灵保护
所谓断路器失灵保护，是指当系统发生故障时，断路器因操作失灵拒绝跳闸时，通过故障元件的保护，作用于本变电站相邻断路器跳闸，有条件的还可以利用通道，使远端断路器同时跳闸的接线称为断路器失灵保护。
断路器失灵保护可以按照如下几种情况来考虑，即故障相失灵、非故障相失灵和发、变三跳起动失灵，另外，充电保护动作时也起动失灵保护。 2.1故障相失灵
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“失灵跳本开关时间”延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动
作时间”延时跳开相邻断路器。 2.2非故障相失灵
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，此时输出动作逻辑先经“失灵跳本开关时间”延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。 2.3充电保护起动失灵
当充电保护动作时，如果失灵保护投入，则经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。
断路器失灵保护逻辑图
3、重合闸
既然线路保护动作后是跳两个断路器，当然重合闸也应合两个断路器。这两个断路器重合闸有一个程序上的要求。如果在线路上发生短路，线路保护跳1、2两个断路器后，倒底是先合边断路器1还是先合中断路器2？如果先合中断路器2，而又是重合于永久性故障上，保护再去跳2号断路器，如果万一此时2号断路器失灵，2号断路器的失灵保护再将3号断路器跳开，这将影响连接元件的工作。所以不能先合中断路器2。如果先合边断路器1，也是重合于永久性故障上，保护再去跳1号断路器，如果万一此时1号断路器失灵，1号断路器的失灵保护再将Ⅰ母上所有断路器（如图中4、7号断路器）都跳开，连接元件与其它各连接元件的工作都不受影响。所以当线路保护跳开两个断路器后应先合边断路器，等边断路器重合成功后（例如中断路器的装置检查到在一定时间内线路上一直有电压）再合中断路器。此时中断路器肯定合于完好线路。如果边断路器重合不成功，合于故障线路，保护再次将边断路器跳开，此时中断路器就不再重合了，所以重合闸也应按断路器配置。 3.1自动重合闸
重合闸由二种方式起动，一是由线路保护跳闸起动重合闸；二是由跳闸位置起动重合闸。跳闸位置起动重合分为跳闸位置起动单重与跳闸位置起动三重，可由控制字分别控制投退。
3.2“先合重合闸”与“后合重合闸”
当“先合投入”压板投入时设定该断路器先合闸。先合重合闸经较短延时（重合闸整定时间），发出一次合闸脉冲时间120ms ；当先合重合闸起动时发出“闭锁先合”信号；如果先合重合闸起动返回，并且未发出重合脉冲，则“闭锁先合”接点瞬时返回；如果先合重合闸已发出重合脉冲，则装置起动返回后该接点才返回。先合重合闸与后合重合闸配合使用时，先合重合闸的“闭锁先合”输出接点接至后合重合闸的“闭锁先合”输入接点。
当“先合投入”压板退出时设定该断路器为后合重合闸。后合重合闸经较长延时（重合闸整定时间+后合重合延时）发合闸脉冲。 当先合重合闸因故检修或退出时，先合重合闸将不发出闭锁先合信号，此时后合重合闸将以重合闸整定时限动作，避免后合重合闸作出不必要的延时，以尽量保证系统的稳定性。
3/2断路器接线中，要求母线侧断路器优先于中间断路器重合，其原因是当重合于永久性故障线路时，一旦断路器失灵，会联跳所有母线恻断路器，不影响其他设备的正常运行。否则，将影响其他线路送电（线路－线路串）或切除变压器（线路－变压器串）。优先回路的实现，是在中间断路器合闸的时间回路中，串接了相应母线恻断路器重合闸启动的常闭结点。当线路发生故障，保护动作，启动两台断路器的重合闸，并都进行自保持，而中间断路器重合闸时间继电器不能启动，只有等母线侧断路器重合闸动作出口后，才开始启动时间，两台断路器重合闸相继动作。一旦母线侧断路器重合于永久性故障线路
时，同时对中间断路器重合闸发出闭锁脉冲，使其重合闸回路自保持解除，不再进行重合。
3.3失灵保护、死区保护、不一致保护、充电保护动作均闭锁重合闸。 3.4沟通三跳
当线路有流且装置收到任一跳闸接点的同时满足以下任一条件时保护发沟通三跳命令跳本断路器：
1）. 重合闸在未充好电状态且未充电沟通三跳控制字投入。 2）. 重合闸为三重方式 沟三接点闭合的条件为：
1）. 当重合闸在未充好电状态且未充电沟通三跳控制字投入，将沟三接点（GST ）闭合。
2）. 重合闸为三重方式时，将沟三接点（GST ）闭合。
3）. 重合闸装置故障或直流电源消失，将沟三接点（GST ）闭合。 沟三接点为常闭接点，沟三接点是为了使断路器具备三跳的条件
沟通三跳逻辑方框图
沟通三跳
电流量起动：电流变化量起动或零序电流起动
未合, 线路三相电压不能恢复，则检线路有压后合的断路器不再合闸，若线路有流则经后合跳闸延时定值后跳本断路器。
图3.10.9 重合闸逻辑
4、总结
以上是我主要针对断路器失灵保护及重合闸的分析理解，经过分析总结，可以使我更加清楚地认识到失灵保护及重合闸在我站的具体配置，对今后的值班运行工作有了很大的帮助。让我知道变电站的各种具体工作、需要掌握哪些知识多有了较为深刻的领悟。 参考文献
【1】《RCS-921A 断路器失灵保护及自动重合闸装置技术说明书》，南瑞继保电气有限公司，2000.4
【2】500kV 断路器保护，远跳保护相关图纸
【3】《变电运行现场技术问答》，中国电力出版社，2004.6