摘要：結(jié)合高壓斷路器拒分故障統(tǒng)計(jì)及造成電網(wǎng)事故,解析拒分故障中隱含的繼電保護(hù)整定與原理誤區(qū)的原因.歸納繼電保護(hù)整定原理。

關(guān)鍵詞：高壓斷路器;拒分拒合故障;繼電保護(hù)整定

高壓斷路器的拒分故障影響電網(wǎng)的控制和保護(hù)，特別是對電網(wǎng)短路保護(hù)的失效給電網(wǎng)帶來的損失是很大的，嚴(yán)重的甚至引起大面積長時間停電。而短路保護(hù)性能的好壞很難實(shí)地實(shí)戰(zhàn)演習(xí)驗(yàn)證。

根據(jù)國家電網(wǎng)公司統(tǒng)計(jì)，1998~2002年6~500kV高壓斷路器拒分故障占總故障的14.5%，而到2005年，已經(jīng)占總故障的29.6%。

在事故統(tǒng)計(jì)中，一般情況下我們都習(xí)慣將拒分故障的原因歸結(jié)為斷路器，有時還以拒動故障來歸類包括拒分與拒合故障。對短路保護(hù)來說拒分影響最大，應(yīng)該分開統(tǒng)計(jì)拒分、拒合，是斷路器故障拒分，還是繼電裝置主保護(hù)拒動或后備保護(hù)都拒動造成的拒分。后備保護(hù)還有低電壓閉鎖拒動、差動保護(hù)拒動、距離保護(hù)拒動，有無火燒連營事故，等等。各占比例是多少，才便于分析真正原因。在高壓電網(wǎng)保護(hù)中，高壓斷路器與繼電保護(hù)裝置是分開制造選配安裝的，最后由電力部門來組合整定，形成一個完整的保護(hù)系統(tǒng)。這兩個部分都有可能造成拒分故障。

執(zhí)行開斷任務(wù)的斷路器拒分和拒合是開關(guān)制造廠的問題，可由繼保信號繼電器有無發(fā)出動作信號來判斷。有動作信號發(fā)出，就是斷路器拒分;沒有動作信號發(fā)出，就是繼保裝置整定失保拒動，造成斷路器無法執(zhí)行分?jǐn)嗟木芊�，二者是有本質(zhì)區(qū)別的。繼保裝置拒動有主保護(hù)拒動和后備保護(hù)拒動，主/后備保護(hù)拒動和保護(hù)時間過長往往帶來火燒連營事故。而由斷路器拒分造成火燒連營事故的機(jī)率很小，因?yàn)閿嗦菲鞯拈_斷時間<0.1s，一般為0.06s，上下級斷路器同時都出現(xiàn)故障拒分的可能性不大。第三級斷路器遠(yuǎn)后備保護(hù)的動作時間應(yīng)該為0.5~0.7s時才不至于火燒連營。所以出現(xiàn)火燒連營事故，一般都是繼保裝置拒動和保護(hù)動作時間太長引起的，應(yīng)該都是電站的裝置整定問題和責(zé)任。

斷路器的開斷性能應(yīng)該由廠家的型式試驗(yàn)和出廠試驗(yàn)來保證，并出具試驗(yàn)報(bào)告;繼電保護(hù)裝置及整定的各種主/后備保護(hù)時間電流安秒動作特性，應(yīng)當(dāng)在安裝整定調(diào)試時進(jìn)行二次回路通電驗(yàn)證，出具驗(yàn)證數(shù)據(jù)報(bào)告。嚴(yán)格具體地講必須保證主保護(hù)能在末端為最小單相短路電流時0.1s內(nèi)動作,后備保護(hù)應(yīng)在同樣電流時0.3~0.5s內(nèi)動作。國際電工IEC62271-200:2003內(nèi)部故障電弧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)推薦的開關(guān)設(shè)備燃弧時間優(yōu)選值為1s/0.1s，即遠(yuǎn)后備保護(hù)的動作時間都不能超過1s，最好控制在0.7s以內(nèi)。

繼電保護(hù)裝置與整定達(dá)不到在末端最小單相短路電流時，主保護(hù)<0.1s/后備保護(hù)0.3~0.5s/遠(yuǎn)后備保護(hù)0.5~0.7s動作特性要求的原因是：繼電保護(hù)整定原理一直采用長延時作短路主保護(hù)和后備保護(hù)致使時間太長;并按最大短路電流來整定瞬時保護(hù)與短延時保護(hù)，造成保護(hù)死區(qū)等于沒有瞬時/短延時保護(hù)和后備保護(hù)。這就從時間和電流兩個參數(shù)上都喪失了短路保護(hù)的作用。國內(nèi)外的微機(jī)保護(hù)裝置也都不具備這種明確的保護(hù)功能。

繼電保護(hù)整定原理對長延時/短延時/瞬時保護(hù)的功能作用即誰管短路保護(hù)和過載保護(hù)，誰應(yīng)該是主保護(hù)和后備保護(hù)都分界不清，對保護(hù)靈敏度的取值依據(jù)也不明確，對如何解決同線路首尾斷路器的保護(hù)選擇性問題更是手足無策，這些都導(dǎo)致了保護(hù)整定原理的扭曲。

長延時保護(hù)的時間很長，一般都>1s，根本不適合短路保護(hù)，只能用于過載保護(hù)，以避開電機(jī)的啟動時間。電流整定為1倍額定電流In，動作倍數(shù)在1.2~6倍。它有后備保護(hù)的功能，但對短路保護(hù)的速斷已失去作用。

短延時保護(hù)延時0.2/0.4/0.6s的作用就是能上下級配合即保證選擇性，只能是用于短路后備保護(hù)，不能作主保護(hù)。它應(yīng)該按額定電流來整定，不能按短路電流整定會造成保護(hù)死區(qū)。線路一般按3~4倍In整定，以避開尖峰涌流(一般為2~3倍In)。上下級電流整定值應(yīng)錯開至少1.1倍才能有選擇性，加上短延時來配合后備選擇性。

瞬時保護(hù)的速斷時間<0.1s就決定了它才應(yīng)該是短路的主保護(hù)，它也應(yīng)按額定電流來整定以消除保護(hù)死區(qū)。線路一般按5倍In整定即可，以避開尖峰涌流。上下級電流整定值應(yīng)錯開至少1.25倍，才能保證上下級和同線路首尾斷路器有選擇性。

保護(hù)的選擇性與繼電器返回系數(shù)(一般0.85)和繼保裝置元件的精度誤差(一般≯5%)有關(guān)。綜合取至少錯開1.25倍，才能使下級保護(hù)動作后，上級保護(hù)能返回。

保護(hù)靈敏度Sp的取值與繼保裝置精度誤差有關(guān)，應(yīng)當(dāng)在末端最小單相短路電流時，遠(yuǎn)后備保護(hù)能達(dá)到1.1，即總的精度誤差<10%，就能保證可靠動作。主保護(hù)的靈敏度自然越大越好。目前保護(hù)原理按最大短路電流來整定是達(dá)不到>1.1的，都<1，即有死區(qū)和拒分。

其它的保護(hù)如差動保護(hù)和低電壓閉鎖保護(hù)，都是由于保護(hù)原理的誤區(qū)導(dǎo)致瞬時保護(hù)有死區(qū)失效后增加的保護(hù)，實(shí)屬多余。如果瞬時保護(hù)沒有死區(qū)，它們也就失去了意義。這從整定值可以看出：差動保護(hù)整定在內(nèi)部短路0.4~4.5倍In范圍，相當(dāng)于外部加1倍In為1.4~5.5倍In時動作。差動保護(hù)的整定值低于額定電流和尖峰涌流以內(nèi)時，其鑒別裝置很復(fù)雜帶來誤動的風(fēng)險也隨之而來，時有報(bào)道差動保護(hù)發(fā)生誤動。過去瞬時保護(hù)整定為額定電流In的30倍左右(短路電流一般是額定電流的幾十倍)，造成保護(hù)死區(qū)很大甚至延伸到變壓器內(nèi)部，才發(fā)明了差動保護(hù),覺得差動保護(hù)有優(yōu)勢。當(dāng)保護(hù)原理被糾正后，瞬時保護(hù)按避開尖峰涌流整定也在5倍In范圍，沒有保護(hù)死區(qū)了，差動保護(hù)當(dāng)然就失去了優(yōu)越性和存在的價值。

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