高压断路器分闸失灵的原因分析

高压断路器拒动的原因分析

作者：贾晓进

来源：《消费电子·理论版》2013年第11期

摘 要：伴随着越来越快的经济发展节奏，电力系统的安全关系到人们的生产和日常生活，受到越来越高的重视，高压断路器是电力系统中一个比较关键的设备，是变电站发电、供电与变电系统的主要设备，它的好坏直接影响整个变配电系统能否正常运行，及时的发现设备隐患，尽量避免事故的发生，实现安全供电，对整个系统的安全稳定运行十分重要。 关键词：高压断路器；拒动；电力系统

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 22-0000-01

影响高压断路器不能正常工作的因素很多，如何保证它可靠安全的运行，是变电所设备管理工作中的首要问题。下面就高压断路器的作用、结构以及变电所出现的高压断路器的拒合、拒跳故障现象结合实际，说明一下它的原因。

一、高压断路器的作用

高压断路器是发电厂、变电所及电力系统中最重要的控制和保护设备，它的作用是：

（1）控制作用。根据电力系统运行的需要，将部分或全部电气设备，以及部分或全部线路投人或退出运行。（2）保护作用。当电力系统某一部分发生故障时，它和保护装置、自动装置相配合，将该故障部分从系统中迅速切除，减

断路器失灵保护简介

在110kV及以上电压等级的发电厂和变电所中，当输电线路、变压器或母线发生短路，在保护装置动作于切除故障时，肯能伴随故障元件的断路器拒动，也即发生了断路器的失灵故障。产生断路器失灵故障的原因是多方面的，如断路器跳闸线圈短线，断路器的操动机构失灵等。高压电网的断路器和保护装置，都应具有一定的后备作用，以便在断路器或保护装置失灵时，仍能有效切除故障。相邻元件的远后备保护方案是最简单合理的后备方式，既是保护据动的后备，又是断路器拒动的后备。但是在高压电网中，由于各电源支路的助增作用，实现上述后备方式往往有较大困难（灵敏度不够），而且由于动作时间较长，易造成事故范围的扩大，甚至引起系统失稳而瓦解。有鉴于此，电网中枢地区重要的220kV及以上主干线路，系统稳定要求必须装设全线速动保护时，通常可装饰两套独立的全线速动主保护（即保护的双重化），以防保护装置的拒动；对于断路器的拒动，则专门装设断路器失灵保护。

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1.装设断路器失灵保护的条件

由于断路器失灵保护是在线路故障的同时断路器失灵的双重故障情况下的保护，因此允许适当降低对它的要求，即仅要最终能切除故障即可。装设断路器失灵保护的条件：

（1）相邻元件保护的远后备保护灵敏度不够

母线保护和断路器失灵保护

4.1母线差动保护对系统安全、稳定运行至关重要。母线差动保护一旦投入运行后，就很难有全面停电的机会进行检验。因此，对母线差动保护在设计、安装、调试和运行的各个阶段都应加强质量管理和技术监督，不论在新建工程，还是扩建和技改工程中都必须保证母线差动保护不留隐患地投入运行。

4.2为确保母线差动保护检修时母线不至失去保护、防止母线差动保护拒动而危及系统稳定和事故扩大，必要时在500千伏母线以及重要变电站、发电厂的220千伏母线采用双重化保护配置。双重化配置应符合2.11条款中的技术要求，同时还应注意做到：

1)每条母线采用两套完整、独立的母线差动保护，并安装在各自的柜内。两套母线差动保护的跳闸回路应同时作用于断路器的两个跳闸线圈。

2)对于3/2接线形式的变电站，如有必要按双重化配置母差保护，每条母线均应配置两套完整、独立的母差保护。进行母差保护校验工作时，应保证每条母线至少保留一套母差保护运行。

3)用于母线差动保护的断路器和隔离刀闸的辅助接点、切换回路、辅助变流器以及与其他保护配合的相关回路亦应遵循相互独立的原则按双重化配置。

4)应充分考虑母线差动保护所接电流互感器二次绕组合理分配，对确无办法解决的保护动作死区，在满足系统稳定要

母线保护和断路器失灵保护

4.1母线差动保护对系统安全、稳定运行至关重要。母线差动保护一旦投入运行后，就很难有全面停电的机会进行检验。因此，对母线差动保护在设计、安装、调试和运行的各个阶段都应加强质量管理和技术监督，不论在新建工程，还是扩建和技改工程中都必须保证母线差动保护不留隐患地投入运行。

4.2为确保母线差动保护检修时母线不至失去保护、防止母线差动保护拒动而危及系统稳定和事故扩大，必要时在500千伏母线以及重要变电站、发电厂的220千伏母线采用双重化保护配置。双重化配置应符合2.11条款中的技术要求，同时还应注意做到：

1)每条母线采用两套完整、独立的母线差动保护，并安装在各自的柜内。两套母线差动保护的跳闸回路应同时作用于断路器的两个跳闸线圈。

2)对于3/2接线形式的变电站，如有必要按双重化配置母差保护，每条母线均应配置两套完整、独立的母差保护。进行母差保护校验工作时，应保证每条母线至少保留一套母差保护运行。

3)用于母线差动保护的断路器和隔离刀闸的辅助接点、切换回路、辅助变流器以及与其他保护配合的相关回路亦应遵循相互独立的原则按双重化配置。

4)应充分考虑母线差动保护所接电流互感器二次绕组合理分配，对确无办法解决的保护动作死区，在满足系统稳定要

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A B B公司高压断路器技术的进步Pr o g r e s s i n Hi g h— Vo l t a g e Gi r e u i t Br e a k e r Te c h n o l o g y o f ABB

李建基近年， A B B公司高压断路器技术有了长足的进步，取得了新的发展。这主要表现在三个方面：一、 研制出 P M型 1 4 5 k V 2 4 2 k V 8 0 k A单断口压气罐式 S F 6断路器；二、将 S t ' 6发电机断路器的短路开断电流提高到 2 0 0 k A,研发出 H E C 7/ 8型额定电压 3 0/ 2 5 k V额定电流 2 4 0 0 0 A(自然冷却 )和 3 8 0 0 0 A(强迫风冷 )额定短路开断电流 1 6 0/ 2 0 0 k A的 s t ' 6发电机两种灭弧室可使用同一操动机构和同一连杆， 因为 8 0 k A灭弧室不需增加多大的操作功。活塞和气缸面积亦未变。6 o k A和 8 O k A灭弧室工作在同一

压力升高极限值和同一打开行程，因此两者的压

缩功相同。

断路器；三、突破中压断路器制造传统，将配永磁机构的真空断路器做大做强，现已推出 2 O k A

玉门风电场 检修规程

高压断路器检修规程

1 范围

本标准规定了大唐玉门风电场LW36-126/3150型高压六氟化硫断路器、ZN63A-12/1250-31.5断路器的检修标准。

本标准适用于大唐玉门风电场LW36-126/3150型高压六氟化硫断路器、ZN63A-12/1250-31.5断路器的检修工作。 2 引用标准

下列标准所包含的条文，通过在标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB／T 8905—1996 《六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则》

DL 408-91 《电业安全工作规程》（发电厂和变电所电气部分）

DL/T 639-1997 《六氟化硫电气设备运行、试验及检修人员安全防护细则》 电供[1991]30 号 《高压断路器运行规程》

《ZN63A-12型户内交流高压真空断路器使用说明书》Z07.SM.04.01 3 LW36-126/3150型高压六氟化硫断路

高压真空断路器生产工艺

一、 工艺流程图：

二、适用范围、设备及工具：

1、适用范围：本工艺文件适用于高压真空断路器生产。

2、设备及工具：螺杆式空压机、空气冷干机、三相电机、单相电机、特性测试设备、磨合台、试验变压器、电动葫芦、终检测试台、行车（10t ）、气动扳手、扭力扳手、相柱装配机械臂、底盘装配机械臂、平面自动循环线、回路电阻测试仪、铜排折弯机、冲压模具、折弯模具、磨光机、锉刀、手电钻、内六角扳手、外六角扳手、卷尺、卡尺、活动扳手、梅花扳手、套筒扳手、木榔头、剪刀、铅笔等；

三、工艺流程说明：

1、主轴装配：

该工序首先要将机箱移至流水线上，根据当日生产计划和客户订单，将对应的主轴组件和缓冲器装入机箱内部，经核对图纸无误后将机箱送入流水线，至下一工序；

1.1操作人员首先核对生产计划单并填写装配流转卡，然后在上料区选择相应机箱，并送至生产流水线，并在机箱底部放置对应的流转托盘。待机箱随托盘流至主轴装配工位时，阻挡器阻挡托盘，操作人员手动将托盘从流水线拖至工位；

1.2根据装配流转卡要求，首先在机箱内部装配油缓冲器，并用m6沉头螺钉紧固（此时严禁打螺纹胶）；然后将主轴组件按照从左到右的顺序依次装入：传动小拐臂、合闸保持、套管、辅助开关小拐臂、主传动拐臂传

中压与高压断路器选用指南

- 1 -

1.0在选用断路器时要注意下列参数 （1）绝缘电压等级

1000V以下低压为690V 10KV以下中压为7.2KV

10KV以上高压（适用于海洋石油，并以ABB断路器为例）

12KV，17.5KV，24KV（32KV，42KV，55KV）（括号中为分级估计值） 级间差 1.46 （2）额定电压

电力系统的供电电压等级（海洋石油选用） 50赫 级差 60赫 级差

3.3KV，6.3KV，10.5KV，15.2KV，22KV，35KV

1.91

1.67

1.45

1.45

1.59

1.37 1.33 1.31 1.31

4.16KV，13.8KV，38.5KV

3.32

2.79

（3）能承受电压

28KV，38KV，50KV

对应于相应电压等级的过电压倍数

28=2.33, 1238=2.17, 17.550=2.08 24

断路器能承受的电压应能承受其所在系统的大多数机率可能出现的过电压。 今以三相中性点不接地系统为例，对可能出现的操作和故障引起的过电压，以出现振荡的理论分析，得出其最高过电压为相电压的7.5倍，从多次的在系统中试验得出其过电压值有百分之八

第五章 母线保护和断路器失灵保护

5.1 判断题

5.1.1 固定连接方式的母差保护，当运行的双母线的固定连接方式被破坏时，此时发生任一母线故

障，该母差保护能有选择故障母线的能力，即只切除接于该母线的元件，另一母线可以继续运行。（错 ）

5.1.2 对空母线充电时，固定连接式和母联电流相位比较式母线差动保护应退出运行。（对） 5.1.3 双母线接线的母差保护采用电压闭锁元件是因为有二次回路切换问题；一个半断路器接线的

母差保护不采用电压闭锁元件是因为没有二次回路切换问题。（错）

5.1.4 母联电流相位比式完全电流差动保护，由于母联断路器电流没有进差电流回路，在母线倒闸

操作过程中，无需将母联断路器的跳闸回路跳开。（错）

5.1.5 母线倒闸操作时，电流相位比较式母线差动保护退出运行。（错）

5.1.6 母联电流相位比较式母线保护只与电流的相位有关，而与电流幅值大小无关。（错） 5.1.7 母联断路器电流相位比较式母线差动保护，当母联断路器和母联断路器的电流互感器之间发

生故障时将会切除非故障母线，而故障母线反而不能切除。（对）

5.1.8 中阻抗母线差动保护的差动元件动作电流一般整定为0.5A，若辅助变流器为10/2

断路器的选择

1、 一般选用原则

(1)根据用途选择断路器的型式及极数； 根据最大工作电流选择断路器的额定电流；根据需要选择脱扣器的类型、附件的种类和规格。具体要求是： ①断路器的额定工作电压≥线路额定电压； ②断路器的额定短路通断能力≥线路计算负载电流； ③断路器的额定短路通断能力≥线路中可能出现的最大短路电流（一般按有效值计算）； ④线路末端单相对地短路电流≥1.25倍断路器瞬时（或短延时）脱扣整定电流； ⑤断路器欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压； ⑥断路器的分励脱扣器额定电压等于控制电源电压； ⑦电动传动机构的额定工作电压等于控制电源电压； ⑧断路器用于照明电路时，电磁脱扣器的瞬时整定电流一般取负载电流的6倍。

(2)采取断路器作为单台电动机的短路保护时，瞬时脱扣器的整定电流为电动机启动电流的1.35倍（DW系列断路器）或1.7倍（DZ系列断路器）。

(3)采用断路器作为多台电动机的短路保护时，瞬时脱扣器的整定电流为1.3倍最大一台电动机的启动电流再加上其余电动机的工作电流。

(4)采用断路器作为配电变压器低压侧总开关时，其分断能力应大于变压器低压侧的短路电流值，脱扣器的额定电流不应小于变压器的额定电流，短路保护的整定电流