断路器保护原理及配置解析

14.2.2.1　断路器保护原理

断路器作为继电保护重要元件之一，与其他元件相配合，构成交流系统重要的继电保护。根据国内外特高压工程经验，常见的电气主接线方式有双母线双分段接线、双断路器接线以及3/2断路器接线，三种接线方式综合比较如表14-5所示。从可靠性角度分析，双断路器接线方式下，母线或任一元件故障都不会造成线路断电；3/2断路器接线方式下，串中断路器具有高故障率以及高检修成本，使该方式的可靠性有所降低；双母线双分段接线方式下，任一回路上断路器的检修都会造成该回路断电。因而，单考虑可靠性，双断路器接线方式最有优势。但从经济性角度分析，双断路器接线方式使用的断路器数量最多，成本较高。而3/2断路器接线方式下，使用设备数量较少，经济性更好，综合技术经济性考虑，在特高压交流系统中3/2断路器接线方式较为适用，3/2接线方式如图14-13所示。？

图14-13　3/2断路器典型接线示意图

表14-5　三种接线方式的综合比较

在3/2断路器接线中，失灵保护、自动重合闸以及三相不一致保护等置于同一装置内，特高压系统电压等级高，主接线较复杂，其保护配置的难度也较大，3/2接线方式断路器保护以断路器单元进行配置，每台断路器都配置有一面断路器保护屏。

14.2.2.2　断路器保护配置

1000kV断路器保护配置独立的断路器保护装置。断路器保护包含重合闸、失灵保护和充电过流保护功能。充电过流保护包括由硬压板投退的两段式相过流保护，具有瞬时和延时跳闸功能。

断路器三相不一致保护采用断路器本体三相不一致保护，断路器保护装置内的三相不一致保护停用，断路器保护配置如表14-6所示。

表14-6　断路器保护配置

14.2.2.3　断路器保护整定

1）断路器失灵保护(www.xing528.com)

对于断路器失灵保护情况，通常线路仅考虑线路两侧一台断路器单相拒动，而主变仅考虑主变高、中、低压侧一台断路器单相拒动（主变低压侧三相联动机构的断路器需考虑三相拒动）。

（1）线路断路器失灵保护电流判据

线路断路器失灵保护电流判据包括负序或零序电流与相电流。失灵保护延时跳相邻断路器的时间整定按躲断路器可靠跳闸时间和保护返回时间之和，再考虑一定的时间裕度，取0.2s。具体为：

相电流按系统小方式下本线路末端短路有灵敏度整定，并尽可能躲过负荷电流。灵敏度系数大于1.3；零序电流定值按躲过最大零序不平衡电流整定且保护范围末端故障有足够灵敏度整定；失灵保护负序电流定值按躲过最大不平衡负序电流且保护范围末端故障有足够灵敏度整定。

（2）主变断路器失灵保护电流判据

主变断路器失灵保护电流判据包括负序或零序电流。负序起动电流定值一般应保证在本变压器低压侧故障时有足够灵敏度，灵敏度系数大于1.3。失灵保护延时跳相邻断路器的时间整定按躲断路器可靠跳闸时间和保护返回时间之和，再考虑一定的时间裕度，取0.2s。

2）断路器过流保护

对于线路断路器过流保护，通常仅投Ⅰ段，其电流定值应保证保护范围末端故障有足够灵敏度并可靠躲线路充电电流，时间为0s。

对于主变断路器过流保护，通常投Ⅰ段和Ⅱ段。过流Ⅰ段定值按断路器安装侧主变套管及引线故障有足够灵敏度整定，灵敏度系数不低于2，时间取0.01s～0.2s；过流Ⅱ段应保证在本变压器低压侧故障时有足够灵敏度，灵敏度系数大于1.5，时间取0.3s～1.5s。

3）断路器重合闸保护

线路重合闸时间的整定应满足相应电网安全稳定要求并充分考虑断路器本身和潜供电流的影响，相邻两个断路器重合闸采取时间上的配合以满足重合闸的先后合闸顺序。

4）断路器三相不一致保护

断路器三相不一致保护应采用本体三相不一致，3/2接线与线路相关的断路器，动作时间原则上按可靠躲单相重合闸时间整定，一般统一取断路器三相不一致时间为2.5s。发变组等不需要和重合闸时间配合的断路器三相不一致保护时间可整定为0.5s。