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摘 要：
简要分析了侯村站500kV系统、220kV系统失灵保护，包括220kV断路器失灵保护、220kV母线差动保护的失灵出口、220kV母联（分段）失灵保护、500kV断路器失灵保护、500kV母线差动保护的失灵出口。
关键词： 失灵保护 线路 断路器 主变 逻辑
中图分类号：TM77
0引言
断路器失灵保护是指电网故障情况下又叠加断路器操作失灵的双重故障时，利用故障设备的保护动作信息启动失灵，利用拒动断路器的电流信息对断路器的拒动进行判别，从而启动失灵保护，并经失灵保护的出口逻辑，使失灵保护能够以较短的时限切除同站内其他相关的断路器，使停电范围限制在本站系统内，从而使故障点及时隔离，使非故障设备继续运行，保证整个电网的稳定运行，避免造成变压器等元件的严重烧损（尤其侯村站的变压器是自耦变压器，短路阻抗小短路电流大更应注意）和电网的崩溃瓦解事故。在现代高压和超高压电网中，断路器失灵保护作为一种近后备保护方式得到了普遍采用。
1、失灵保护的基本构成
失灵保护由复合电压闭锁元件、保护动作与电流判别构成的启动回路、时间元件及跳闸出口回路组成。启动回路是保证整套保护正确工作的关键之一，必须安全可靠，应实现双重判别，即故障设备保护动作且不返回，同时故障设备跳闸后仍有电流且超过失灵电流定值，从而防止单一条件判断断路器失灵，避免因保护触点卡涩不返回或误碰、误通电等造成的误启动。启动回路包括启动元件和判别元件；2个元件构成“与”逻辑。时间元件是断路器失灵保护的中间环节，可以及时可靠有序的切除故障元件。为了防止误碰出口繼电器等原因，造成失灵保护误动，失灵保护增加复合电压闭锁来提高可靠性，失灵保护的复合电压闭锁一般由母线低电压（线电压）、负序电压和零序电压继电器构成。（本站220kV系统失灵保护存在复合电压闭锁的约束条件，500kV系统失灵保护不存在复合电压闭锁约束条件）。跳闸出口回路由各个电气单元母线刀闸的辅助触点确定母线运行方式，即由刀闸辅助触点决定该条母线上带有哪些电气单元，作为出口跳闸的依据，从而实现正确跳闸。
2、220kV系统失灵保护
2.3对于侯村主变断路器（220kV侧）的失灵保护，由于情况复杂需分别讲述：由于1号主变失灵启动的一次电流为250A，而1号主变在正常运行时一次电流一般在600A以上，所以1号主变的三个相电流继电器经常保持在动作状态（为了提高失灵保护的灵敏度，允许设备在正常运行时，相电流大于失灵电流定值），满足失灵电流定值越限，当1号主变保护范围内故障时，1号主变220kV侧201断路器拒动将启动失灵保护，但是1号主变没有直接解除复压闭锁功能，所以当主变低压侧故障时，220kV母线电压有可能降不下来，220kV母线复压闭锁不开放，造成失灵保护拒动，扩大了事故范围；当220kV母差动作而1号主变201开关拒动，母差也没有直接跳主变三侧开关功能，而是靠主变后备动作跳主变三侧，延长了故障时间对主变造成了威胁，所以今后要列计划对1号主变保护进行改造。2号主变与1号主变不同，2号主变没有相电流继电器，当2号主变电气量保护动作跳主变三侧，220kV侧202断路器拒动，同时经2号主变保护失灵电流判据越限，启动220kV母线失灵， 并且主变保护能直接解除220kV母线复压闭锁，短延时跳母联分段，长延时则是跳故障断路器所在母线其他断路器，该回路关系如图4所示；当220kV母差动作而2号主变202开关拒动，直接启动主变非电量跳闸出口中间继电器跳主变三侧。（220kV母差屏设有“202启动主变非电量”压板）
2.4对于母联（分段）开关的失灵保护，由于本站给母线充电使用独立母联（分段）断路器保护中的过流保护，母线保护中的母联充电、母联过流保护不用， 所以母联失灵保护由母线差动保护或母联断路器保护的过流保护跳母联时同时启动失灵，且母联一直有电流（大于母联失灵电流定值），经母联失灵延时，经过两条母线复合电压开放（“与”逻辑关系），保护动作跳两条母线上所有设备。
3、500kV系统失灵保护
3.1本站500kV系统为3/2接线，失灵保护主要以RCS921断路器保护为主，是南瑞继电保护有限公司制造，RCS921保护主要由失灵保护、死区保护、三相不一致保护、充电保护、重合闸组成，本站使用其中的失灵保护、重合闸，其余正常运行时不用。本站500kV系统共有六串电气设备，每串有三台断路器，每台断路器都有失灵保护；其中的边断路器的失灵保护由母线保护或线路保护或变压器保护启动，失灵保护动作后先以较短延时再跳一次本断路器，随后跳中断路器并经母线保护装置跳该母线上所有断路器。如果连接元件是线路的话还将启动线路的远跳保护发远跳令，如果连接元件为变压器的话还将跳变压器三侧断路器； 中断路器的失灵保护由线路或变压器保护启动，失灵保护动作后以较短延时再跳本断路器，随后跳两个边断路器，如果连接元件是线路，还将启动远跳保护功能发远跳令，如果连接元件为变压器的话还将跳变压器三侧断路器；线路保护或变压器保护动作后，本装置相应的开关量输入接点闭合启动失灵保护，母线保护动作后，用边断路器操作箱中的TJR接点作为本装置相应的开关量输入接点，启动边断路器的失灵保护
3.2 500kV断路器失灵保护的实现有以下几种方式
故障相失灵的实现：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，先经可整定的失灵跳本开关时间延时定值发三相跳闸命令跳本断路器，再经可整定的失灵跳相邻开关延时定值发失灵保护动作令跳相邻断路器。
非故障相失灵的实现： 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，此时输出的动作逻辑先经可整定的失灵跳本开关时间延时定值发三相跳闸命令跳本断路器，再经可整定的失灵跳相邻开关延时定值发失灵保护动作令跳相邻断路器
发变三跳（即永跳）起动失灵回路的实现： 由发、变三跳起动的失灵保护可分别经低功率因素、负序过流和零序过流三个辅助判据开放。三个辅助判据均可由整定控制字投退（本站三个辅助判据均未投入）。输出的动作逻辑先经可整定的失灵跳本开关时间延时定值发三相跳闸命令跳本断路器，再经可整定的失灵跳相邻开关延时定值发失灵保护动作令跳相邻断路器
3.4根据华北网500kV母差、失灵保护的配置原则：每条母线配置两套差动保护并使用其中的失灵直跳功能。所以侯村站每条500kV母线有两套保护，一套为南瑞产的RCS-915E，另一套为国电产的BP-2B，这两套母线保护的失灵保护的过流判别元件和时间元件是在边断路器保护中完成，母线保护中的失灵直跳功能仅仅是为失灵保护提供跳闸出口，当500kV元件故障且边开关失灵时，由该边开关的断路器失灵保护输出四路空接点，启动两套母线保护中的失灵直跳功能，每套母线保护内部对两个启动开关量进行“与”逻辑的判断，确认无误后失灵直跳功能跳开失灵断路器所在母线的所有断路器，完成对故障点的隔离。
4结束语
本文通过对侯村站的失灵保护进行分析，讲述了失灵保护的原理，组成、动作过程及动作范围，是为了说明失灵保护作为近后备保护的重要性，复杂性，用以提高变电运行人员对失灵保护的认识及运行专业水平，对运行人员提高对设备的正确认识，提高运行人员事故、异常分析和处理能力有重要作用。
参考文献：
[1] 国家电力调度通信中心编著. 国家电网公司继电保护培训教材，北京：中国电力出版社，2009
[2] 贺家李.电力系统继电保护原理 北京：中国电力出版社 2001
[3] RCS921A断路器失灵保护及自动重合闸装置[Z] 南京：南京南瑞继保电气有限公司，2003
[4]BP-2B微机母线保护装置[Z] 深圳：国电自动化研究院，2004
简要分析了侯村站500kV系统、220kV系统失灵保护，包括220kV断路器失灵保护、220kV母线差动保护的失灵出口、220kV母联（分段）失灵保护、500kV断路器失灵保护、500kV母线差动保护的失灵出口。
关键词： 失灵保护 线路 断路器 主变 逻辑
中图分类号：TM77
0引言
断路器失灵保护是指电网故障情况下又叠加断路器操作失灵的双重故障时，利用故障设备的保护动作信息启动失灵，利用拒动断路器的电流信息对断路器的拒动进行判别，从而启动失灵保护，并经失灵保护的出口逻辑，使失灵保护能够以较短的时限切除同站内其他相关的断路器，使停电范围限制在本站系统内，从而使故障点及时隔离，使非故障设备继续运行，保证整个电网的稳定运行，避免造成变压器等元件的严重烧损（尤其侯村站的变压器是自耦变压器，短路阻抗小短路电流大更应注意）和电网的崩溃瓦解事故。在现代高压和超高压电网中，断路器失灵保护作为一种近后备保护方式得到了普遍采用。
1、失灵保护的基本构成
失灵保护由复合电压闭锁元件、保护动作与电流判别构成的启动回路、时间元件及跳闸出口回路组成。启动回路是保证整套保护正确工作的关键之一，必须安全可靠，应实现双重判别，即故障设备保护动作且不返回，同时故障设备跳闸后仍有电流且超过失灵电流定值，从而防止单一条件判断断路器失灵，避免因保护触点卡涩不返回或误碰、误通电等造成的误启动。启动回路包括启动元件和判别元件；2个元件构成“与”逻辑。时间元件是断路器失灵保护的中间环节，可以及时可靠有序的切除故障元件。为了防止误碰出口繼电器等原因，造成失灵保护误动，失灵保护增加复合电压闭锁来提高可靠性，失灵保护的复合电压闭锁一般由母线低电压（线电压）、负序电压和零序电压继电器构成。（本站220kV系统失灵保护存在复合电压闭锁的约束条件，500kV系统失灵保护不存在复合电压闭锁约束条件）。跳闸出口回路由各个电气单元母线刀闸的辅助触点确定母线运行方式，即由刀闸辅助触点决定该条母线上带有哪些电气单元，作为出口跳闸的依据，从而实现正确跳闸。
2、220kV系统失灵保护
2.3对于侯村主变断路器（220kV侧）的失灵保护，由于情况复杂需分别讲述：由于1号主变失灵启动的一次电流为250A，而1号主变在正常运行时一次电流一般在600A以上，所以1号主变的三个相电流继电器经常保持在动作状态（为了提高失灵保护的灵敏度，允许设备在正常运行时，相电流大于失灵电流定值），满足失灵电流定值越限，当1号主变保护范围内故障时，1号主变220kV侧201断路器拒动将启动失灵保护，但是1号主变没有直接解除复压闭锁功能，所以当主变低压侧故障时，220kV母线电压有可能降不下来，220kV母线复压闭锁不开放，造成失灵保护拒动，扩大了事故范围；当220kV母差动作而1号主变201开关拒动，母差也没有直接跳主变三侧开关功能，而是靠主变后备动作跳主变三侧，延长了故障时间对主变造成了威胁，所以今后要列计划对1号主变保护进行改造。2号主变与1号主变不同，2号主变没有相电流继电器，当2号主变电气量保护动作跳主变三侧，220kV侧202断路器拒动，同时经2号主变保护失灵电流判据越限，启动220kV母线失灵， 并且主变保护能直接解除220kV母线复压闭锁，短延时跳母联分段，长延时则是跳故障断路器所在母线其他断路器，该回路关系如图4所示；当220kV母差动作而2号主变202开关拒动，直接启动主变非电量跳闸出口中间继电器跳主变三侧。（220kV母差屏设有“202启动主变非电量”压板）
2.4对于母联（分段）开关的失灵保护，由于本站给母线充电使用独立母联（分段）断路器保护中的过流保护，母线保护中的母联充电、母联过流保护不用， 所以母联失灵保护由母线差动保护或母联断路器保护的过流保护跳母联时同时启动失灵，且母联一直有电流（大于母联失灵电流定值），经母联失灵延时，经过两条母线复合电压开放（“与”逻辑关系），保护动作跳两条母线上所有设备。
3、500kV系统失灵保护
3.1本站500kV系统为3/2接线，失灵保护主要以RCS921断路器保护为主，是南瑞继电保护有限公司制造，RCS921保护主要由失灵保护、死区保护、三相不一致保护、充电保护、重合闸组成，本站使用其中的失灵保护、重合闸，其余正常运行时不用。本站500kV系统共有六串电气设备，每串有三台断路器，每台断路器都有失灵保护；其中的边断路器的失灵保护由母线保护或线路保护或变压器保护启动，失灵保护动作后先以较短延时再跳一次本断路器，随后跳中断路器并经母线保护装置跳该母线上所有断路器。如果连接元件是线路的话还将启动线路的远跳保护发远跳令，如果连接元件为变压器的话还将跳变压器三侧断路器； 中断路器的失灵保护由线路或变压器保护启动，失灵保护动作后以较短延时再跳本断路器，随后跳两个边断路器，如果连接元件是线路，还将启动远跳保护功能发远跳令，如果连接元件为变压器的话还将跳变压器三侧断路器；线路保护或变压器保护动作后，本装置相应的开关量输入接点闭合启动失灵保护，母线保护动作后，用边断路器操作箱中的TJR接点作为本装置相应的开关量输入接点，启动边断路器的失灵保护
3.2 500kV断路器失灵保护的实现有以下几种方式
故障相失灵的实现：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，先经可整定的失灵跳本开关时间延时定值发三相跳闸命令跳本断路器，再经可整定的失灵跳相邻开关延时定值发失灵保护动作令跳相邻断路器。
非故障相失灵的实现： 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，此时输出的动作逻辑先经可整定的失灵跳本开关时间延时定值发三相跳闸命令跳本断路器，再经可整定的失灵跳相邻开关延时定值发失灵保护动作令跳相邻断路器
发变三跳（即永跳）起动失灵回路的实现： 由发、变三跳起动的失灵保护可分别经低功率因素、负序过流和零序过流三个辅助判据开放。三个辅助判据均可由整定控制字投退（本站三个辅助判据均未投入）。输出的动作逻辑先经可整定的失灵跳本开关时间延时定值发三相跳闸命令跳本断路器，再经可整定的失灵跳相邻开关延时定值发失灵保护动作令跳相邻断路器
3.4根据华北网500kV母差、失灵保护的配置原则：每条母线配置两套差动保护并使用其中的失灵直跳功能。所以侯村站每条500kV母线有两套保护，一套为南瑞产的RCS-915E，另一套为国电产的BP-2B，这两套母线保护的失灵保护的过流判别元件和时间元件是在边断路器保护中完成，母线保护中的失灵直跳功能仅仅是为失灵保护提供跳闸出口，当500kV元件故障且边开关失灵时，由该边开关的断路器失灵保护输出四路空接点，启动两套母线保护中的失灵直跳功能，每套母线保护内部对两个启动开关量进行“与”逻辑的判断，确认无误后失灵直跳功能跳开失灵断路器所在母线的所有断路器，完成对故障点的隔离。
4结束语
本文通过对侯村站的失灵保护进行分析，讲述了失灵保护的原理，组成、动作过程及动作范围，是为了说明失灵保护作为近后备保护的重要性，复杂性，用以提高变电运行人员对失灵保护的认识及运行专业水平，对运行人员提高对设备的正确认识，提高运行人员事故、异常分析和处理能力有重要作用。
参考文献：
[1] 国家电力调度通信中心编著. 国家电网公司继电保护培训教材，北京：中国电力出版社，2009
[2] 贺家李.电力系统继电保护原理 北京：中国电力出版社 2001
[3] RCS921A断路器失灵保护及自动重合闸装置[Z] 南京：南京南瑞继保电气有限公司，2003
[4]BP-2B微机母线保护装置[Z] 深圳：国电自动化研究院，2004