开关柜中断路器保护知识大讲解

1、开关柜断路器保护知识断路器通常用于开关柜的生产中。断路器也是开关柜中不可缺少的主要部件之一。它保护开关设备和相关设备。断路器保护主要包括：断路器故障保护、自动重合闸、充电保护、死区保护、三相不一致保护和瞬时跳闸。下面主要讨论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情况下，在双母线和单母线配置模式下，当输电线路保护发出跳闸命令时，线路本地端只有一个断路器跳闸，重合闸自然只与这一个断路器重合，因此重合闸根据保护配置是合理的。在3/2接线方式下，故障保护、自动重合闸、三相不一致保护、死区保护和充电保护集成在一个装置中，称为断路器保护。二、断路器失灵保护断路器失灵保护是指当故障电气设

2、备的继电保护动作发出跳闸命令，断路器拒绝动作时，故障设备的保护动作信息和被拒绝断路器的当前信息构成断路器失灵的判别，使同一厂内其他相关断路器在短时间内被切断，使停电范围最小化。 从而保证整个电网的稳定运行，避免发电机、变压器等故障元件的严重烧损和电网崩溃事故。断路器故障保护功能一般配置在220千伏及以上的断路器上，一些重要的110千伏断路器也配置有故障功能。以下详细分析：3/2接线方式下断路器失灵保护。如图1所示，在3/2连接模式下，如果线路2发生短路，线路保护跳闸5021和5022断路器。如果5021断路器发生故障，为了在短路点熄灭电弧，5021断路器的故障保护将使500千伏级母线上的所有断

3、路器(图中的5011和5031断路器)跳闸。图1 500kV变电站3/2接线方式示意图如果500千伏I母线发生短路，母线保护动作将跳母线上的所有断路器。如果5021断路器发生故障，5021断路器的故障保护将使5022断路器跳闸，并发送远程跳闸命令，使线路2另一侧的断路器跳闸。(如果连接元件是变压器，断开变压器两侧的断路器)因此，在侧断路器故障保护动作后，应跳闸侧断路器所在母线上的所有断路器和中型断路器，并应启动远程跳闸功能，以跳闸与侧断路器相连的线路对侧断路器(或变压器的各侧断路器)。如果线路2发生短路，线路保护断路器5011和5021将跳闸。如果5022断路器发生故障，5022断路器的故障保

4、护将使5023断路器跳闸，并发出远程跳闸命令，使2号主变压器两侧的断路器跳闸，以便短路点能够熄灭电弧。因此，在中型断路器故障保护动作后，中型断路器两侧的两侧断路器应跳闸，并应启动远程跳闸功能，以跳闸与线路另一侧的中型断路器相连的断路器(或跳闸变压器两侧的断路器)。图2故障保护动作示意图如果上述故障保护不能激活远程跳闸功能，线路后备保护可以切断对侧断路器，但会延长故障排除时间。此外，中型断路器的故障保护基本上具有因故障动作而启动远程跳闸的功能。断路器在双母线接线方式下的故障过程将不再详细描述，这比3/2接线方式简单。三、关于自动重合闸1、自动重合闸顺序要求在图1中，如果线路2短路，线路2的保护动

5、作将使断路器5021和5022跳闸，并且重合闸将自然闭合两个断路器如果中间断路器5022首先闭合并且重叠在永久性故障上，线路保护将再次使5022断路器跳闸。如果5022断路器此时发生故障，5022中间断路器的故障保护将使5023断路器跳闸，并使2号主变压器两侧的断路器跳闸(如果电路在相反侧跳闸)，这将影响连接元件的2号主变压器(或电路)的运行，因此中间断路器不能先重叠。如果侧断路器5021首先闭合，并且也与永久性故障重合，线路保护将再次跳闸5021断路器。如果5021断路器此时发生故障，5021断路器故障保护将跳闸总线1上的所有侧断路器，并发送一个远程跳闸信号，以跳闸线路2另一侧的断路器，从而

6、不会影响线路2的连接元件或其他元件的操作。因此，当线路保护跳闸两个断路器时，应先合上侧断路器，侧断路器重合成功后再合上侧断路器。此时，中间断路器必须闭合至完整线路。如果侧断路器未能重叠，靠近故障线路，并且保护再次跳闸侧断路器，则中间断路器将不再重叠。2、重合闸启动及方式设置重合闸有两种启动方式：位置与启动不一致和外部跳闸启动。外部跳闸启动意味着线路保护动作发送跳闸命令并开始重合闸。o位置不对应启动：单相跳启动和三相跳启动。o保护跳闸启动分为单相跳闸启动和三相跳闸启动。重合闸的设置方式可根据需要选择：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之一。可通过屏幕上的开关或固定值列表中的控

7、制字选择重合闸模式。3、重合闸检查方法重合闸检查方法：当线路跳闸的三相需要重合时，可采用以下三种方法。检查同步的方法：对于线路，同期电压大于40V，则同期线路电压与同名相电压的相位差在定值设定范围内。无电压检查法：检查线路或同期电压小于30V，相应的电视机未断开。无验证方法：未经任何检查，届时将发出开机命令。4.关于先关闭后关闭第一断路器对故障闭合，第二断路器不闭合。在3/2接线方式下，侧断路器和中间断路器的重合闸存在先合后合的问题。我们以前已经提到过失败的问题。以下是简要说明：第一次闭合重合闸可通过短暂延迟发出闭合脉冲。当预合重合闸启动时，输出开关值触点用作后合重合闸“闭锁预合”的开关值输入

8、。在接收到“锁定第一合闸”输入接点的合闸信息后，后合闸重合闸将在长时间延时后发出合闸脉冲。闭合重合闸后，只有输入“闭合前锁定”的开启量，闭合脉冲才能真正以更长的延迟发送。图3一次合闸和二次合闸配合图预闭合重合闸：“先铸”软硬压板短延时(重合闸设定时间，约0.7s)关闭重合闸后：“先锁定”条目“后关闭固定”控制字长延时(重合闸设定时间后重合闸延时，约1.4s)四.充电保护当设备所在的断路器用于为母线和其他部件充电至故障部件时，在这种情况下有充电保护作为保护。充电保护由两相过流和一相零序过流组成，两相由相组成。电流取自该断路器的电流互感器。充电保护投入运行时，相应区段的相电流分量将在相应的整定延时

9、后从充电保护出口的断路器中跳出来。充电保护动作后，启动故障保护死区简单说明：以下K1故障在I母线保护区内，但在I母线保护跳闸所有1DL的I母线断路器后，故障点仍在系统内，此类故障为死区故障。死区配置的意义：考虑到该站发生的死区故障，电流通常较大，对系统有很大影响。虽然故障可以可靠地消除，但是故障保护动作通常需要长时间的延迟，因此专门设置了比故障保护动作更快的死区保护。图4死区原因示意图死区保护输入：在故障保护输入的基础上，死区保护控制字也输入，具有死区保护功能。死区保护动作：三相跳闸信号(如发电机和变压器三次跳闸，线路三次跳闸，或A、B、C三相跳闸同时动作)，三相跳闸(TWJ信号)死区电流动作

10、，死区保护由死区延时启动。死区保护退出：与断路器故障保护退出一致，即哪个断路器在侧断路器的故障出口处跳闸，哪个断路器在侧断路器的死区出口处跳闸。这就是死区保护连接到故障保护压板的原因。死区保护也可以理解为替代故障保护(不同的标准和不同的延迟)。六、三相不一致保护三相不一致的根源：对于分相运行的断路器，由于设备质量、运行等原因，运行中可能会出现三相断路器的不一致运行，导致只有一相或两相跳开，处于不完整相的异常状态。三相不一致的危害：当系统处于非全相运行时，系统中的负序、零序等元件会对电气设备造成一定的危害，也会影响系统保护装置的正确运行。因此，电力系统不允许长时间非全相运行。如果线路重合不成功，

11、当系统进入非全相运行时，将没有其他保护来消除该故障。因此，非全相保护(三相非一致保护)安装在分相运行的断路器中，当系统的非全相达到一定时间时，其他相将跳闸。三相不一致的实现：消除三相不一致异常状态的保护功能一般在高压或超高压等级系统的断路器本体中实现，但也在断路器保护(或线路保护)中实现。断路器本体包含不一致保护，国家电网18项反措施要求220千伏及以上断路器应配备断路器本体三相位置不一致保护。如果断路器单相跳闸后，由于压力、机械、二次回路等原因，断路器未能成功重合闸，则三相必须在2-2.5s内跳闸，不再重合闸，以确保系统安全。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。

12、独立的三相不一致保护除了断路器的辅助触点或位置触点外，还可以利用零序电流和负序电流闭锁电路来提高电路的可靠性，形成判断三相不一致的启动电路。三相不一致保护的输入：三相不一致保护功能只有在三相不一致保护的软压板和硬压板都输入(控制字)时才起作用。三相不一致启动：三相不一致跳开相不流动。三相不一致保护动作：不一致由零序开控制字投入运行，不一致启动由不一致零序电流判据动作，三相断路器由不一致延时出口跳闸。由负序开控制字输入不一致，由负序电流判据动作不一致启动，然后由不一致延时退出跳三相断路器。当上述两个控制字退出时，三相断路器将从三相后不一致的延时出口跳开循环由用户决定是否投资。瞬时跟踪包括单相跟踪、两相跳闸、三相跳闸和三相跟踪。这三个回路退出后，断路器将再次跳闸，上述三个回路只能在启动元件的作用下发出跳闸命令。单相跟随跳闸：收到线路保护的Ta、Tb、Tc单相跳闸信号，相应相的高固定电流分量动作，导致瞬时分相跳闸。两相跳闸和三相跳闸：接收并仅接收线路保护的两相跳闸信号，任一相的高置位电流元件动作，三相跳闸延时15 ms。三相跟随跳闸：当接收到三相跳闸信号且任一相的高