二分之三主接线断路器失灵及重合闸
浅谈220kV3／2接线断路器保护、短引线保护更换中危险点分析及控制措施
［３ 肖开 进 ， 庭 瑞 ． １ 鲁 电力 系 统 继 电保 护 原 理 与 实 用 技 术 ［ ］ 北 京 ： 国 电力 出版 社 ，０ ６ ４ ８４ １ Ｍ ． 中 ２ ０ ：６—９ ． ［ ］ 包 云 峰 ． ２ Ｖ 变 电站 二 次 回路 调 试 要 求 ［］ 电力 建 设 ，０ ９１ ：４７ ． ２ ２０ｋ Ｊ． ２ ０ （ ） ７—６ ［ ］ 沈 诗 佳 ． 力 系 统 继 电保 护 及 二 次 回 路 ［ ］北 京 ： 国 电力 出版 社 ，０ ７ １ ２１６ ３ 电 Ｍ ． 中 ２０ ：５— ７ ． ［ ］ 侯 劲 松 ． 引线 保 护 中 的 问题 探讨 ［］ 电 工 技 术 杂 志 ，０ １ ７ ：１４ ． ４ 短 Ｊ． ２ ０ （ ）４ —２
路器 保护 及短 引线 保护 更换 工程 。变 电站一 次 系
＿ ———————一 ］
Ｉ 线 母
１
一
统 图如 图 １ 此 次 工 程 共 进行 ３个 断 路 器 的 相关 ， 保 护更换 。 由于原 断 路器保 护屏 是断 路器保 护 、 短 引线保 护 、 作箱 集 中组 屏 ， 以此 次工 程连 同断 操 所
天， 工作 完 毕后将 ＱＦ３断路 器和线 路 ２投 入运行
（ ２断路 器 暂 不 投 运 ， 属 于工 作 范 围） 再 将 ＱＦ 仍 ， ＱＦ １断 路 器 退 出运 行 ， 作 完 毕后 将 ＱＦ ， 工 １ ＱＦ２
断路 器一起 投 入运行 。
２ 施 工 方Βιβλιοθήκη 案 Ｉ 母线 Ｉ换 的一 次设备 充 电时 投入 充 电保 护 ， 当线路 停运 而站 ｒ成 串运 行 时投入短 引线保 护 。 ｈ
１ 基 本 情 况
』
根 据 国家 电网公 司 ２ ０ｋ 断路 器保 护 及 短 ２ Ｖ 引线 保 护 的 反措 要 求 ， 变 电站 进 行 ２ ０ｋ 断 某 ２ Ｖ
断路器保护有这些知识
断路器保护有这些知识断路器保护主要包括：断路器失灵保护、自动重合闸、充电保护、死区保护、三相不一致保护和瞬时跟跳.本文主要讨论3/2接线方式下的断路器保护.一、断路器保护装置的配置一般在双母线、单母线接线方式中,输电线路保护要发跳闸命令时只跳线路本端的一个断路器,重合闸自然也只重合这一个断路器,所以重合闸按保护配置是合理的.在3/2接线方式中把失灵保护、自动重合闸、三相不一致保护、死区保护和充电保护做在一个装置内,这个装置即称为断路器保护.二、断路器失灵保护断路器失灵保护是指故障电气设备的继电保护动作发出跳闸命令而断路器拒动时,利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别,能够以较短的时限切除同一厂站内其他有关的断路器,使停电范围限制在最小,从而保证整个电网的稳定运行,避免造成发电机、变压器等故障元件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故.一般在220kV及以上断路器上配置断路器失灵保护功能,部分重要的110kV 断路器也会配置失灵功能.以下详细分析：3/2接线方式下的断路器失灵保护.如图1所示,在3/2接线方式下,如果在线路2发生短路,线路保护跳开5021和5022断路器.假如5021断路器失灵,为了短路点的熄弧,5021断路器的失灵保护应将500kVⅠ母上所有的断路器图中5011、5031断路器都跳开.图1 500kV变电站3/2接线方式简图如果在500kVⅠ母上发生短路,母线保护动作跳母线上所有断路器.假如5021断路器失灵,5021断路器的失灵保护应将5022断路器跳开,并发远方跳闸命令跳线路2对侧的断路器.如连接元件是变压器,则跳开变压器各侧断路器所以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并启动远方跳闸功能跳与边断路器相连的线路对侧断路器或跳变压器各侧断路器.如果在线路2上发生短路,线路保护跳5011和5021两个断路器.假如5022断路器失灵,5022断路器的失灵保护应将5023断路器跳开,并发远方跳闸命令跳2号主变各侧断路器,这样短路点才能熄弧.所以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,并启动远方跳闸功能跳与中断路器相连的线路对侧断路器或跳变压器各侧断路器.图2 失灵保护动作原理图如果上述失灵保护不起动远方跳闸功能,则利用线路的后备保护虽然可以切除对侧断路器,但将加长故障切除时间.而且中断路器失灵保护基本上都具有失灵动作起动远方跳闸功能.双母线接线方式下的断路器失灵动作过程就不再赘述,要比3/2接线方式简单点.三、关于自动重合闸1、自动重合闸顺序的要求在图1中,如果线路2发生短路,线路2的保护动作跳开5021和5022断路器,重合闸自然也要合这两个断路器.考虑有可能重合于永久性故障线路上,为减少冲击,这两个断路器不应该同时重合.所以存在一个先重合哪一个的顺序问题.究竟是先合边断路器还是中间断路器呢如果先合中间断路器5022,而又是重合于永久性故障上,线路保护再去跳5022断路器.万一此时5022断路器失灵,5022中间断路器的失灵保护再将5023断路器跳开,并发远跳跳开2号主变各侧断路器如果线路则跳对侧断路器,这将影响连接元件2号主变或线路的工作,所以不能先重合中间断路器.如果先合边断路器5021,也重合于永久性故障上,线路保护再去跳5021断路器.万一此时5021断路器失灵,5021断路器失灵保护跳开Ⅰ母上所有边断路器,并发送远跳跳开线路2的对侧的断路器,线路2的连接元件或其他元件工作不受影响.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,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.2、重合闸的启动及方式整定重合闸有两种方式启动：位置不对应启动和外部跳闸启动.外部跳闸启动指的是线路保护动作发跳闸命令同时启动重合闸.o 位置不对应启动分为：单相偷跳启动和三相偷跳启动.o 保护跳闸启动分为：单相跳闸启动和三相跳闸启动.关于重合闸的整定方式,可根据需要选用：单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸和重合闸停用四种方式中的一种.既可用屏上的切换开关也可用定值单中的控制字来选择重合闸方式.3、重合闸检查方式重合闸检查方式：当线路三相跳闸需要三相重合时可采用下面三种方法.§检同期方式：线路,同期电压都大于40V,再满足线路电压和同期电压中的同名相电压的相位差在定值整定的范围内.§检无压方式：检查线路或同期电压小于30V,同时相应的TV没有断线.§无检定方式：不作任何检查,时间到了就发合闸命令.4、关于先合和后合重合闸先合断路器合于故障,后合断路器不再合闸.在3/2接线方式下对于边断路器和中断路器的重合闸存在先合和后合的问题.我们在前面谈到失灵问题时,已经提到过.下面作简要说明：先合重合闸可经较短延时发出一次合闸脉冲.在先合重合闸启动时,输出的开关量接点作为后合重合闸的“闭锁先合”的开关量输入.当后合重合闸接收到“闭锁先合”输入接点闭合的信息后,它的重合闸将经较长延时发合闸脉冲.后合重合闸只有在“闭锁先合”开入量有输入时才真正以较长延时发合闸脉冲.图3 先合重合闸和后合重合闸配合图先合重合闸：“投先合”——软压板、硬压板短延时重合闸整定时间,约后合重合闸：“闭锁先合”开入“后合固定”控制字长延时重合闸整定时间后合重合延时,约四、充电保护当用本装置所在的断路器对母线等元件充电而合于故障元件上时,有充电保护作为此种情况下的保护.充电保护由按相构成的两段两时限相过流和一段零序过流组成,电流取自本断路器的TA.当充电保护投入时,相应段的相电流元件动作经相应整定延时后充电保护动作出口跳本断路器.充电保护动作后,起动失灵保护,再经失灵保护延时出口跳其他断路器.此外,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.充电保护仅在线路变压器充电时投入,充电正常后立即退出.五、死区保护死区产生原因：在断路器和电流互感器之间发生短路时,很多情况下保护动作后故障并不能切除.死区的简单说明：如下K1处故障,在I母母线保护区内,但I母保护动作跳开含1DL所有I母断路器后,故障点仍在系统中,此类故障即为死区故障.死区配置的意义：考虑到站内发生的此类死区故障,电流一般较大,对系统影响也较大,虽可靠失灵来切除,但失灵保护动作一般要经较长的延时,所以专设了比失灵保护动作快的死区保护.图4 死区原因示意图死区保护的投入：在失灵保护投入的基础上,死区保护控制字也投入死区保护功能才起作用.死区保护的动作：三相跳闸信号例如：发变三跳、线路三跳、或A、B、C 三个分相跳闸同时动作＋三相跳位TWJ信号＋死区电流动作,经死区延时起动死区保护.死区保护的出口：和断路器失灵保护的出口一致,即边断路器的失灵出口跳哪些断路器,则边断路器死区出口就跳哪些断路器.这就是死区保护依附于失灵保护压板的原因,死区保护也可理解为一种另类的判据不同,延时不同失灵保护.六、三相不一致保护三相不一致的由来：分相操作的断路器,由于设备质量和操作等原因,运行中可能出现三相断路器动作不一致最终导致只有一相或者两相跳开,处于非全相的异常状态.三相不一致的危害：当系统处于非全相运行状态时,系统中出现的负序、零序等分量对电气设备产生一定危害,同时也影响系统保护装置的正确动作,所以电力系统不允许长时间地非全相运行.在线路重合不成功,则系统进入非全相运行时将无其它保护可以消除这种故障,所以在分相操作的断路器安装有非全相保护三相不一致保护,当系统出现非全相达到一定时间就跳开其他相.三相不一致的实现：消除三相不一致的异常状态的保护功能,在高压或超高压等级系统中,一般都放入断路器本体中实现,但是也有放入断路器保护中实现的或者线路保护中.不一致保护在断路器本体中,国网十八项反措要求：220kV及以上电压等级的断路器均应配置断路器本体三相位置不一致保护.既在断路器单相跳开后,如果重合闸动作,断路器由于压力、机械、二次回路等原因,没有重合成功,必须在内跳开三相,并且不再重合,以保证系统的安全.图5 三相不一致保护逻辑图当断路器中没有三相不一致保护时,可以安装独立的三相不一致保护装置.独立的三相不一致保护除了用断路器辅助触点或位置接点构成判断三相不一致的起动回路外,还可以用零序电流与负序电流闭锁回路,用以提高该回路的可靠性.三相不一致保护的投入：在三相不一致保护软压板和硬压板都投入时控制字,三相不一致保护功能才起作用.三相不一致的起动：三相跳位开入不一致＋跳位相无流.三相不一致保护的动作：不一致经零序开放控制字投入,不一致起动经不一致零序电流判据动作,然后经不一致延时出口跳本断路器三相.不一致经负序开放控制字投入,不一致起动经不一致负序电流判据动作,然后经不一致延时出口跳本断路器三相.以上两个控制字都退出时,三相不一致起动后经不一致延时出口跳本断路器三相.三相不一致保护动作不起动失灵,同时闭锁重合闸.三相不一致保护的闭锁：断路器处于三相不一致状态12秒,发位置不一致告警,并闭锁三相不一致保护.三相不一致保护的时间继电器的整定原则：继电保护装置的三相不一致保护延时定值要能躲过重合闸的动作时间.七、瞬时跟跳该回路由用户决定是否投入.瞬时跟跳分为：单相跟跳、两相跳闸联跳三相和三相跟跳.这三个回路出口后再跳一次本断路器,只有起动元件动作情况下上述三个回路才能发跳闸命令.·单相跟跳：收到线路保护来的Ta、Tb、Tc单相跳闸信号,并且相应相的高定值电流元件动作,瞬时分相跳闸.·两相跳闸联跳三相：收到而且仅收到线路保护来的两相跳闸信号,并且任一相的高定值电流元件动作,经15ms延时联跳三相.·三相跟跳：收到三相跳闸信号,并且任一相的高定值电流元件动作,瞬时三相跳闸出口.八、交流电压断线判断交流电压断线判断的判据为：保护不启动,且三相电压向量和大于12V,延时发TV短线异常信号.TV断线时,将低功率因素元件退出,将检同期和检无压重合功能退出,其他功能正常.当三相线路电压恢复正常10s后自动恢复正常运行.九、跳闸位置异常告警当TWJ动作且该相线路有电流,或三相的TWJ位置不一致时经10S延时报TWJ 异常.。
变电站3 2接线方式
1.名词解释元件：两台断路器之间的引出线(线路或者变压器)，称为元件。
完整串：用3台断路器把2个元件连接在两条母线之间，称为一个完整串。
不完整串：如果用2台断路器把1个元件连接在两条母线之间，称为一个不完整串。
线路串：在一个完整串中，2个元件都是线路，称为线路串。
线路变压器串：在一个完整串中，一个元件是线路，另一个元件是变压器，称为线路变压器串。
2.3/2断路器接线方式的优缺点1)优点运行调度灵活---正常运行时两条母线和全部断路器全部投入运行，形成多环路供电方式。
倒闸操作方便---隔离开关一般仅作检修用，避免了双母线接线时用隔离开关进行倒母线的操作。
当一条母线停电时，回路不需要切换，任何一台断路器检修各回路仍按原方式运行，也不需要切换。
【运行规程4.4.2规定：电网正常时，220kV及以下隔离开关可以拉、合3/2接线的母线环流（需具备3串运行）。
】运行可靠性高---每一回路由两台断路器供电，合环运行时，发生母线故障或单个断路器故障退出运行，都不会导致出线停电。
对于完整串，即使是双母线故障，也可保证出线与系统最低限度的连接。
2)缺点投资费用大，保护及二次回路接线复杂。
3.CT的配置及电流回路1)电流互感器的配置3/2断路器接线采用敞开式断路器时，每串只需配置3组CT。
靠母线侧的CT有6个二次绕组，中间的CT有7个二次绕组。
具体配置如下图所示。
这样的CT配置存在一个问题：保护在断路器和CT之间存在死区，发生故障时不能瞬间切除。
这一问题的存在可分为母线侧断路器与CT之间故障、中间断路器与CT之间故障两种情况来讨论，见下图。
当故障发生在K1或K3点时，故障点处于线路保护区外、母差保护区内，母差保护动作跳开边开关，但此时故障并未消除。
由于采用3/2断路器接线，母差保护动作不能使线路高频保护停信，使线路对侧断路器瞬时跳闸，同时，由于在线路L1的保护区外，中开关也不能瞬时跳闸。
因此，当故障发生在K1或K3点时，要靠线路对侧保护二段带时限切除，后果是延长了故障切除时间，对系统稳定不利。
电气3／2接线概述
3/ 2接线特点:500KV变电所在高压系统中一般担负汇集电能、重新分配负荷、输送功率等多重任务。
因此它是高压输电系统中的重要地位非常关键。
目前我国500KV变电所电气主接线一般采用双母线四分段带旁路和3/2断路器的接线方式。
3/2断路器接线方式的运行优点日渐凸现，所以，现在用3/2接线方式的多。
1、主要运行方式:1）、正常运行方式。
两组母线同时运行，所有断路器和隔离开关均合上;2）、线路停电，断路器并串运行方式。
线路停电时，考虑到供电的可靠性，常常将检修线路的断路器合上，将检修线路的线路侧隔离开关拉开；3）、断路器检修时运行方式，任何一台断路器检修，可以仅将该断路器及两侧隔离开关拉开；4）、母线检修时的运行方式。
断开母线断路器及其两侧隔离开关。
这种方式相当于单母线允许，运行可靠性低，所以应尽量的缩短单母线运行时间。
2、3/2断路器主接线的优缺点:1）、优点:A 、供电可靠性高。
每一回路有两台断路器供电，发生母线故障或断路器故障时 不会导致出线停电；B 、运行调度灵活。
正常运行时两组母线和所有断路器都投入工作，从而形成多 环路供电方式；C 、倒闸操作方便，特别是对于母线停电的操作，不需要像双母线接线方式时进 行到负荷倒排操作，所以操作较简单。
但是检修断路器或检修母线或检修线 路，只要涉及断路器检修，就要注意二次回路的切换（主要是重合闸先投压 板和失灵启动母差、失灵启动其它线路、失灵启动远跳等压板的投退）。
2）、缺点：_二次接线复杂。
特别是 CT 配置比较多。
在重叠区故障，保护动作繁杂。
再者, 与双母线相比，运行经验还不够丰富。
____ 目前看来，最大的缺点是造成整个系统全部接死，无法分裂运行。
由于现在系统短路电流超标，经常需要母线分列运行。
对于双母线接线方式就容易实现，而2/3接线方式就无法实现。
随着电网规模越来越大，其弊端将越发明显。
_ 上所述，3/2断路器接线方式的利大于弊。
针对这种接线方式的弊端，我们可以在 继电保护选用上下功夫，在满足选择性、快速性、灵敏性、可靠性的基础上，提高继电保护 动作的精度，简化范围配置，实现单一保护，避免重复性。
500kV变电站3／2接线保护死区分析
500kV变电站3/2接线保护死区分析摘要：当下500kV变电站的主接线主要采用3/2断路器接线方式，这种接线方式具有高灵活性、高可靠性以及方便倒闸操作的优势。
但是3/2断路器接线同时也存在死区较多以及分裂困难的缺点，为此可能在没有及时切除故障的情况下导致事故扩大。
文章从死区的成因入手，重点论述了其危害以及治理措施。
关键词：500kV；变电站；3/2接线；保护；死区我国电网的高速发展促进了电网对于经济型以及可靠性的要求。
而当下500kV的系统电网作为基本类型在电网的规模化建设中显示了重要地位。
大多的系统采用3/2接线方式，，如果采用HGIS或者GIS设备可以采用套管CT，并且由于可以在开关两侧设置配套的CT来消除保护的死区问题。
但是实际中为了节约成本，在采用敞开式设备中采用了配备开关单侧流变方式，虽然简化了设计、节约了成本，但是也导致了死区的存在。
为此针对死区问题进行详尽的论述并提出针对性的治理措施具有极大的现实意义。
1死区成因在初期生产500kV3/2接线系统中，线路以及母线均使用双重配置每串在靠近母线侧电流互感器需要6个二次绕组，而位于中间的电力互感器需要8个二次绕组。
但是当时限于生产工艺及技术水平，仅能提供6个二次绕组的500kV电流互感器，为此就需要四组电流互感器。
而随着互感器生产工艺及技术的进步，当下已经可以生产带有8个二次绕组的电流互感器。
但是由于500kV电流互感器昂贵，采用每串三组的配置方式不仅可以减少投资，同时也减少了占地面积。
一般规模的变电扎为5串设计，如果每串按照3组配置就减少了5组电流互感器。
下表1为两种配置方式的经济性比较：表1 两种流变配置方式经济性比较但是在节约投资的情况下也出现了一个问题，即对于电路互感器以及断路器之间的故障不能及时切除。
例如在下图1为完整串，存在三个如上所述的区域：图 1 死区示意图（1）如果K1发生故障，对于L1线路保护是区外故障，对I母线室差动保护是区内故障。
二分之三接线方式之断路器失灵保护及其重合闸
2.保护交流接线的设计
每串配置三组 CT
3.死区分析
线路 L1 的 保护
线路 L2 的 保护
甲
QF1
L1 一组 CT的两个二次线圈 QF2
L2
QF3
乙
3.死区分析
K1、K2 短路时的动作情况
K1故障L1保护动作，跳QF1 QF2故障切除
QF1
线路 L1 的 保护
QF2 线路 L2 的 保护
K2故障L2保护动作，跳QF2 QF3故障切除
3/2主接线断路器失灵及重合闸
一 引言 二 220kV及以上电气主接线 三 3/2断路器保护 四 3/2断路器的重合闸 五 练习题
一 引言
我司海外项目电压等级较高，电气主 接线复杂，保护配置难度很大。深入分析 3/2断路器主接线，分析保护原理，制订 正确的保护配置方案。
330kV ～500kV线路，一般情况下应采 用单相重合闸。 3/2断路器主接线，合于 故障后，重合闸顺序不正确将导致停电范 围扩大，且重合闸闭锁条件较多。电气二 次设计时应给予足够重视。
?K5故障L2保护动作，跳QF2 QF3 故障不能切除
?L1的保护不会动作
线路
L1 的
?QF2的失灵保护动作，跳QF1和 保护
L1线路对侧断路器—
此时切除时间长
远方断路器可靠动作的风险大
线路
? 扩大事故！此串三个断路器
L2 的 保护
全跳了
QF1
K5 QF2
QF3
甲
K1 L1
L2 K
乙
每串配置 4组CT
TA1 线路保护：
TA1、TA3、TV3 1DL边断路器保护：
TA1、UA、UB 、UC 接线 路电压TV3。UM接母线电压 TV1 2DL中断路器保护： TA2或TA3、 UA、UB 、 UC 接线路电压接TV3（或 TV4）、UM接TV4（或TV3）
RCS-921G断路器失灵及三相不一致保护、失灵保护与跳闸方案、三相不一致保护、三相不一致跳闸回路
2. 断路器失灵跳闸方案
2. 断路器失灵跳闸方案
2. 断路器失灵跳闸方案
（2）Байду номын сангаас断路器失灵
➢ 中断路器的失灵保护由线路或变压器保护或充电保护 起动，失灵保护动作后瞬时再跳一次本断路器并跳两 个边断路器。如果连接元件是线路的话还延时起动该 线路的远跳，如果连接元件是变压器的话则延时起动 变压器保护的跳闸继电器跳各侧断路器。
➢ 基本上所有跳开关的保护（线路、母线、短线、主变和高 抗的电气量保护）均起动开关失灵保护，除： ① 主变本体保护 ② 开关本体三相不一致保护 ③ 远方跳闸 ④ 手动跳闸
➢ 起动失灵的判别元件一般为相电流元件；发电机变压器组 或变压器断路器失灵保护的判别元件应采用零序电流或负 序电流元件。判别元件的动作和返回时间均不应大于 20ms。
➢ 由于边断路器与中断路器失灵保护跳闸对象不同，所 以失灵保护要单独跟着断路器设置。
2. 断路器失灵跳闸方案
2. 断路器失灵跳闸方案
3.断路器三相不一致保护
当不一致保护投入，任一相TWJ动作,且无电流时, 确认为该相开关在跳闸位置, 当任一相在跳闸位置而 三相不全在跳闸位置，则确认为不一致。不一致可经 零序电流或负序电流开放，由控制字控制其投退。经 可整定的动作时间满足不一致动作条件时，出口跳开 本断路器。
1.断路器失灵保护
（4）为什么要配置断路器保护
4）从重合闸的角度考虑 ➢ 一般在双母线、单母线接线方式中，输电线路保护要发 跳闸命令时只跳线路本线路本端的一个断路器，重合闸自 然也只重合这一个断路器，所以重合闸按保护配置是合理 的。对微机型重合闸来说就与微机线路保护做在一起。 ➢ 对3/2接线方式来说，如图所示。线路L1的保护要发跳 令时，要跳1号、2号两个断路器，重合闸自然也要合这两 个断路器。而且这两个断路器的重合还有一个顺序问题， 所以重合闸应该按断路器设置，每个断路器上设置一套重 合闸装置，各自重合自己的断路器。
一个半断路器接线方式
近几年来，我国已相继建成了许多区域性的大型电网，如果在大型电力网络中的大容量发电厂和枢纽变电站发生了停电事故，那么将给整个电力系统的平安稳定运行带来严重威胁。
因此，为了提高这些重要厂、站的运行可靠性，在330KV及以上的电压等级系统中，3/2断路器接线已经得到广泛采用。
那么，什么是3/2接线或者叫一个半接线方式呢？它有什么特点呢？每一回路经一台断路器1QF或3QF接至一组母线，两回路之间设一联络断路器2QF，形成一个“串〞，两个回路共用三台断路器，故又称二分之三接线。
和常规双母线带旁路接线方式比拟，3/2主接线方式主要有以下优点。
1〕运行调度灵活，操作更加方便。
当任一开关需要检修时，只需把相应开关及刀闸拉开即可，不影响送电和保护运行。
因此，操作更加简便，减少了人为误操作的可能性。
而常规接线开关需要检修时必须带路，尤其是母联开关需要检修时，必须倒成单母线运行，一次操作量大，且十分繁琐，每次停电需要很长时间。
2〕供电更加可靠、平安。
①当任何一台断路器在切除故障过程中拒动时，最多只扩大到多切除一条引出线或一台主变。
如下列图所示：线路1线路2I1DL4DL7DL2DL5DL8DL3DL6DL9DLII线路3线路4当线路3上发生故障时， 6DL跳开，而5DL开关拒动时，由5DL的断路器失灵保护动作切除4DL，这时最多切除线路2，而其它线路、主变和发电机照样正常运行，因此供电可靠性较高。
而在双母线带旁路主接线中，假设一条出线故障，其开关假设发生拒动，失灵保护将跳开该开关所在母线上连接的所有开关。
②当两台断路器同时运行时，如果引出线故障，两侧开关同时跳开后，假设先重合的断路器拒绝重合或重合失败，可以由后重合的断路器来补救。
常规接线在重合闸拒动或重合失败时将影响正常供电。
因此，和双母线带旁路主接线相比拟，3/2接线的供电可靠性将大大提高。
③在3/2接线中，母线保护不再象常规接线中那么重要，即使母差保护误动也不会影响正常运行。
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4.断路器失灵保护
（4）为什么要配置断路器保护
1）断路器失灵的影响 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，将会造成很严重的后果： ➢损坏主设备或引起火灾。例如变压器出口短路而保护动作 后断路器拒绝跳闸，将严重损坏变压器或造成变压器着火。 ➢扩大停电范围。 ➢可能使电力系统瓦解。当发生断路器失灵故障时，要靠各 相邻元件的后备保护切除故障，由于故障被切除时间过长， 可能会影响系统的稳定运行，甚至可能使系统瓦解。
4.断路器失灵保护
（4）为什么要配置断路器保护
2）缩短故障切除时间 断路器失灵保护能解决的问题是缩短故障切除的时间并在
一定程度上减少停电范围。为此加断路器失灵保护，来缩短故 障切除时间并减少停电范围。断路器动作及返回时间均为20ms
4.断路器失灵保护
（4）为什么要配置断
路器保护
4G
3）失灵保护应该按断路器设置
TA1 线路保护：
TA1、TA2、TV3 1DL边断路器保护：
TA1、UA、UB 、UC 接线 路电压TV3。UM接母线电压 TV1 2DL中断路器保护： TA2、 UA、UB 、UC接线 路电压接TV3（或TV4）、 UM接TV4（或TV3）
2.保护交流接线的设计
2）4CT接线 母线I差动保护：
3G 路 1
4.断路器失灵保护
➢ 3/2断路器接线如图所示 ，如果边断路器1失灵，失 灵保护除需要跳开I母线上 的各个断路器外还需要跳 开中断路器2并起动远方跳 闸装置跳7号断路器。而中 断路器失灵的话，失灵保 护需要跳开两个边断路器1 、3并起动远方跳闸装置跳 7、8号断路器。
➢ 显然，再把失灵保护做在 母线保护内是不合理的， 失灵保护应该按断路器设 置。
5. 断路器失灵跳闸方案
5. 断路器失灵跳闸方案
5. 断路器失灵跳闸方案
（2）中断路器失灵
➢ 中断路器的失灵保护由线路或变压器保护或充电保护 起动，失灵保护动作后瞬时再跳一次本断路器并跳两 个边断路器。如果连接元件是线路的话还延时起动该 线路的远跳，如果连接元件是变压器的话则延时起动 变压器保护的跳闸继电器跳各侧断路器。
3.死区分析
甲
QF1
线路 L1 的 保护
线路 L2 的 保护
L1
K5
QF2
这是两组CT
K6 L2
QF3
乙
每串配置4组CT
3.死区分析
K5故障,
L1的保护动作
跳QF1和QF2,切除故障。 L2的保护启动，如L1的 保
线路 L1
护先跳开QF2，L2保护返回 的
否则，L2保护动作跳QF2和 保护
QF3， 三个断路器均很快
4.断路器失灵保护
（5）断路器保护的配置
3/2接线方式中把失灵保护、自动重合闸，再加上三相 不一致保护、死区保护、充电保护做在一个装置内，这个装 置称作断路器保护。(RCS-921C)
5. 断路器失灵跳闸方案
（1）边断路器失灵
边断路器的失灵保护由母线保护或线路保护或变压器 保护或充电保护起动，失灵保护动作后瞬时再跳一次本 断路器并跳该母线上的所有断路器和中断路器。如果连 接元件是线路的话还延时起动该线路的远跳，如果连接 元件是变压器的话则延时起动变压器保护的跳闸继电器 跳各侧断路器。
3/2主接线断路器失灵及重合闸
张贵民 2014.01.01
3/2主接线断路器失灵及重合闸
一 引言 二 3/2电气主接线 三 3/2断路器保护 四 3/2断路器的重合闸 五 练习题
一 引言
电气主接线复杂多样，对保护的配置 影响很大，不规范的主接线会造成保护配 置难度很大。深入分析3/2断路器主接线， 分析保护原理，有利于理解正确的保护配 置方案、运行特点和注意事项。
➢ 3/2断路器接线，特别 适宜于220KV以上的超 高压、大容量系统中， 但使用设备较多，特别 是断路器和电流互感器 ，投资较大，二次控制 回路接线和继电保护都 比较复杂。
二 330kV及以上电气主接线
2.3/2断路器主接线
➢ 运行时，两组母线和同一串 的断路器都投入工作，称为 完整串运行,形成多环供电， 具有较高的供电可靠性和运 行灵活性。任一母线、断路 器故障或检修，均不致引起 停电；甚至两组母线同时故 障（或一组检修时另一组故 障）的极端情况下，功率仍 能继续输送。
4.断路器失灵保护
（1）概述
➢ 断路器失灵的原理 起动回路应由能瞬时复归的保护出口接点与电流元件
串联组成； 单相跳闸经本相电流控制；三相跳闸经任一相电流控
制；用于发变组的开关失灵保护应具有负序或零序电流 判别元件，其时间定值与相电流的时间定值应分别整定 。
4.断路器失灵保护
（2）启动失灵的条件
➢ 电气量保护动作起动失灵，非电量保护不启动失灵。非电 量保护动作后返回较慢，不能满足失灵保护启动量快速返 回的要求（30ms）。
➢ 基本上所有跳开关的保护（线路、母线、短线、主变和高 抗的电气量保护）均起动开关失灵保护，除： ① 主变本体保护 ② 开关本体三相不一致保护 ③ 远方跳闸 ④ 手动跳闸
➢ 起动失灵的判别元件一般为相电流元件；发电机变压器组 或变压器断路器失灵保护的判别元件应采用零序电流或负 序电流元件。判别元件的动作和返回时间均不应大于 20ms。
➢在双母线、单母线接线方式中， I母 如果断路器失灵，失灵保护应 II母 1TV
2DL
该跳开失灵断路器所在母线上
的所有断路器，其跳闸对象与 Nhomakorabea2TV 1G
2G
母线保护跳闸对象完全一致，
5G
也就是说双母线接线失灵保护 与母差保护跳闸出口相同，可
1DL 线
以与母差做在一起，先跳母联 断路器，再跳母线上所有元件。
7.断路器三相不一致保护
当不一致保护投入，任一相TWJ动作,且无电流时, 确认为该相开关在跳闸位置, 当任一相在跳闸位置而 三相不全在跳闸位置，则确认为不一致。不一致可经 零序电流或负序电流开放，由控制字控制其投退。经 可整定的动作时间满足不一致动作条件时，出口跳开 本断路器。
TA1 线路保护：
TA1、TA3、TV3 1DL边断路器保护：
TA1、UA、UB 、UC 接线 路电压TV3。UM接母线电压 TV1 2DL中断路器保护： TA2或TA3、 UA、UB 、 UC 接线路电压接TV3（或 TV4）、UM接TV4（或TV3）
2.保护交流接线的设计
2.保护交流接线的设计
4.断路器失灵保护
（3）失灵保护的实现方式
➢ 500kV电网按断路器配置独立的失灵保护装置，带完备的 电流判别及延时功能，失灵动作后直接跳开相邻断路器并 跳母差
➢ 220kV电网按断路器配置失灵启动元件，动作后启动母差 ，由母差完成延时出口功能（与母差公用复压闭锁，部分 厂站将闸刀辅接点串接在启动回路中）。
跳掉。
此处有两套保护快慢竞
争。也有风险
线路
L2
K6故障，类似分析
的
保护
QF1
K5 QF2
K6
QF3
甲
L1
L2
乙
死区
K2
CT
断路器
一个实例
3.死区分析
每串配置4组CT
实际设计中 ： 在3/2接线串中加装第四组CT通常 要做风险评估和经济性比较，并要考 虑故障切除时间对系统稳定性的影响。 超高压系统对故障切除时间有一定的要 求。如西北330系统要求100ms切除故障。
3）6CT接线 母线I差动保护：
TA2（包含断路器） 线路保护：
TA1、TA4、TV3 1DL边断路器保护：
TA1、UA、UB 、UC 接线 路电压TV3。UM接母线电压 TV1 2DL中断路器保护： TA3或TA4、 UA、UB 、 UC 接线路电压接TV3（或 TV4）、UM接TV4（或TV3）
4.断路器失灵保护
（4）为什么要配置断路器保护
4）从重合闸的角度考虑 ➢ 一般在双母线、单母线接线方式中，输电线路保护要发 跳闸命令时只跳线路本线路本端的一个断路器，重合闸自 然也只重合这一个断路器，所以重合闸按保护配置是合理 的。对微机型重合闸来说就与微机线路保护做在一起。 ➢ 对3/2接线方式来说，如图所示。线路L1的保护要发跳 令时，要跳1号、2号两个断路器，重合闸自然也要合这两 个断路器。而且这两个断路器的重合还有一个顺序问题， 所以重合闸应该按断路器设置，每个断路器上设置一套重 合闸装置，各自重合自己的断路器。
➢ 运行方便，操作简单，隔离 开关只在检修时作为隔离电 器。该接线目前在大容量电 厂中已被广泛采用。 用断路 器多些，投资可能大一些。
二 330kV及以上电气主接线
不同接线方式下重合闸和失灵保护的配置
三 3/2断路器保护
1. 保护配置 2. 保护交流接线的设计 3. 死区分析 4. 断路器失灵保护 5. 断路器失灵跳闸方案 6. 死区保护 7. 断路器三相不一致保护 8. 充电保护 9. 短引线保护
2.保护交流接线的设计
每串配置三组CT
3.死区分析
甲
QF1
线路 L1 的 保护
L1 一组CT的两个二次线圈
线路 L2 的 保护
QF2 L2
QF3
乙
3.死区分析
K1、K2 短路时的动作情况
K1故障L1保护动作，跳QF1 QF2故障切除
QF1
线路 L1 的 保护
QF2 线路 L2 的 保护
K2故障L2保护动作，跳QF2 QF3故障切除
330kV～500kV线路，一般情况下应采 用单相重合闸。 3/2断路器主接线，合于 故障后，重合闸顺序不正确将导致停电范 围扩大，且重合闸闭锁条件较多。电气二 次设计、运行、管理的时候应给予足够重 视。
二 330kV及以上电气主接线
2.3/2断路器主接线