高压断路器拒分故障与原因分解

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1、高压断路器拒分故障与原因分解　　摘要：本文结合高压断路器拒分故障统计及造成电网火烧连营事故和大面积长时间停电，解析了拒分故障中隐含有继电保护整定与原理误区的原因。针对保护方式/保护整定的时间/电流/选择性/灵敏度等因素，定量分析了其误症细节，理出并归纳了继电保护整定原理的更新要点。简单经济实用。　　　　关键词：高压断路器，拒分拒合故障，继电保护整定，电站火烧连营事故，差动保护。　　　　1高压断路器拒分故障与原因分解　　　　高压断路器的拒分故障影响电网的控制和保护，特别是对电网短路保护的失效给电网带来的损失是很大的，

2、严重的甚至引起火烧连营事故造成大面积长时间停电。短路保护性能的好坏很难实地实战演习验证，容易造成麻痹侥幸思维，平时很少短路都认为安然无事，一旦短路失保就会出大事。资料显示全国电网每年仅火烧连营事故就有近百面开关柜被烧毁。2004年火烧连营事故又有上升趋势[2]。近年来世界多个按理说是技术先进的发达国家也都有发生大面积长时间停电和火烧连营事故。这就不是偶然的现象了，其原因值得深思和细究。笔者认为这里面隐含更深层的继电保护整定与原理误区的原因，并非都归结为高压断路器厂家制造质量这么简单。　　　　根据国家电网公司统计19

3、98~2002年6~500kV高压断路器拒分故障占总故障的14.5%，排各类故障的第二位。2004年6~500kV高压断路器拒分故障占总故障的15.2%，排各类故障的第三位。2006年12kV以上高压断路器的拒分拒合故障,共占总故障的14.5%，排名各类故障的首位。40.5kV高压断路器拒分故障2004年占总故障的18.2%，2005年占总故障的29.6%。可见其故障率还不小！　　　　电力部门在事故统计中一般都习惯将拒分故障的原因归结为断路器，有时还以拒动故障来归类包括拒分与拒合故障。对短路保护来说拒分影响较大，应

4、该分开统计拒分、拒合，是断路器故障拒分，还是继电装置主保护拒动或后备保护都拒动造成的拒分。后备保护还有低电压闭锁拒动、差动保护拒动、距离保护拒动，有无火烧连营事故，等等。各占比例是多少，才便于分析真正原因。在高压电网保护中，高压断路器与继电保护装置是分开制造选配安装的，较后由电力部门来组合整定，形成一个完整的保护系统。这两个部分都有可能造成拒分故障。从现在的统计中看不出继保装置拒动造成的拒分故障和火烧连营故障的比例，也就找不出高压电网火烧连营事故上升的真正元凶。或许另有内部统计,通过仔细分析都应该能得出问题所在。　

5、　　　执行开断任务的断路器拒分和拒合是开关制造厂的问题，可由继保信号继电器有无发出动作信号来判断。有动作信号发出，就是断路器拒分；没有动作信号发出，就是继保装置整定失保拒动，造成断路器无法执行分断的拒分。二者是有本质区别的，不能混为一谈。继保装置拒动有主保护拒动和后备保护拒动，是继保装置和电站整定的问题，与断路器制造厂无关。主/后备保护拒动和保护时间过长往往带来火烧连营事故。而由断路器拒分造成火烧连营事故的机率很小，因为断路器的开断时间＜0.1s，一般为0.06s，上下级断路器同时都出现故障拒分的可能性不大。第三级

6、断路器远后备保护的动作时间应该为0.5~0.7s时才不至于火烧连营。所以出现火烧连营事故，一般都是继保装置拒动和保护动作时间太长引起的，应该都是电站的装置整定问题和责任。这一点或许连统计拒分故障的电站和部门都不会想到，问题竟然会出在自己的继保系统。　　　　断路器的开断性能应该由厂家的型式试验和出厂试验来保证，并出具试验报告；继电保护装置及整定的各种主/后备保护时间电流安秒动作特性，应当在安装整定调试时进行二次回路通电验证，出具验证数据报告。严格具体地讲必须保证主保护能在末端为较小单相短路电流时0.1s内动作,后备保

7、护应在同样电流时0.3~0.5s内动作。国际电工IEC62271-200:2003内部故障电弧试验标准推荐的开关设备燃弧时间优选值为1s/0.1s，即远后备保护的动作时间都不能超过1s，较好控制在0.7s以内。否则极易造成烧毁开关设备和火烧连营事故！事实上，我国和世界上包括一些发达国家的许多电站目前都达不到这个要求。这就是继电保护整定原理之误区带来的结果[5]。　　　　国外资料显示开关设备的燃弧时间从0.1s每提高0.1s，开关柜的成本要增加10%。提高到1s时，将增加开关柜的成本100%。如果电网短路保护时间按现

8、在的4s来要求，开关柜的成本将无法承受，用户也接受不了。如果保护时间再延长，那造价将是个天文数字！是不可能实现的。所以继电保护原理中用长延时来作短路主保护，那根本就是一个主观的误导和天真的臆想！短路保护的原则应当尽量减少动作时间，故障电弧的烧损就小，供电的恢复时间也就短，利国利民利业。过去的短路保护原理缺乏与实际制造相结合的系统经济观念。　　　　低压断路器由