解析高壓斷路器拒分故障的隱含原因與微機(jī)差動(dòng)保護(hù)

　　1高壓斷路器拒分故障與原因分解

　　高壓斷路器的拒分故障影響電網(wǎng)的控制和保護(hù)，特別是對(duì)電網(wǎng)短路保護(hù)的失效給電網(wǎng)帶來(lái)的損失是很大的，嚴(yán)重的甚至引起火燒連營(yíng)事故造成大面積長(zhǎng)時(shí)間停電。短路保護(hù)性能的好壞很難實(shí)地實(shí)戰(zhàn)演習(xí)驗(yàn)證，容易造成麻痹?xún)e幸思維，平時(shí)很少短路都認(rèn)為安然無(wú)事，一旦短路失保就會(huì)出大事。資料顯示全國(guó)電網(wǎng)每年僅火燒連營(yíng)事故就有近百面開(kāi)關(guān)柜被燒毀。2004年火燒連營(yíng)事故又有上升趨勢(shì)[2]。近年來(lái)世界多個(gè)按理說(shuō)是技術(shù)先進(jìn)的發(fā)達(dá)國(guó)家也都有發(fā)生大面積長(zhǎng)時(shí)間停電和火燒連營(yíng)事故。這就不是偶然的現(xiàn)象了，其原因值得深思和細(xì)究。筆者認(rèn)為這里面隱含更深層的繼電保護(hù)整定與原理誤區(qū)的原因，并非都?xì)w結(jié)為高壓斷路器廠(chǎng)家制造質(zhì)量這么簡(jiǎn)單。

　　根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司統(tǒng)計(jì)1998~2002年6~500kV高壓斷路器拒分故障占總故障的14.5%，排各類(lèi)故障的第二位[1]。2004年6~500kV高壓斷路器拒分故障占總故障的15.2%，排各類(lèi)故障的第三位[2]。2006年12kV以上高壓斷路器的拒分拒合故障,共占總故障的14.5%，排名各類(lèi)故障的首位。40.5kV高壓斷路器拒分故障2004年占總故障的18.2%，2005年占總故障的29.6%[3]。可見(jiàn)其故障率還不��！

　　電力部門(mén)在事故統(tǒng)計(jì)中一般都習(xí)慣將拒分故障的原因歸結(jié)為斷路器，有時(shí)還以拒動(dòng)故障來(lái)歸類(lèi)包括拒分與拒合故障。對(duì)短路保護(hù)來(lái)說(shuō)拒分影響最大，應(yīng)該分開(kāi)統(tǒng)計(jì)拒分、拒合，是斷路器故障拒分，還是繼電裝置主保護(hù)拒動(dòng)或后備保護(hù)都拒動(dòng)造成的拒分。后備保護(hù)還有低電壓閉鎖拒動(dòng)、差動(dòng)保護(hù)拒動(dòng)、距離保護(hù)拒動(dòng)，有無(wú)火燒連營(yíng)事故，等等。各占比例是多少，才便于分析真正原因。在高壓電網(wǎng)保護(hù)中，高壓斷路器與繼電保護(hù)裝置是分開(kāi)制造選配安裝的，最后由電力部門(mén)來(lái)組合整定，形成一個(gè)完整的保護(hù)系統(tǒng)。這兩個(gè)部分都有可能造成拒分故障。從現(xiàn)在的統(tǒng)計(jì)中看不出繼保裝置拒動(dòng)造成的拒分故障和火燒連營(yíng)故障的比例，也就找不出高壓電網(wǎng)火燒連營(yíng)事故上升的真正元兇�；蛟S另有內(nèi)部統(tǒng)計(jì),通過(guò)仔細(xì)分析都應(yīng)該能得出問(wèn)題所在。

　　執(zhí)行開(kāi)斷任務(wù)的斷路器拒分和拒合是開(kāi)關(guān)制造廠(chǎng)的問(wèn)題，可由繼保信號(hào)繼電器有無(wú)發(fā)出動(dòng)作信號(hào)來(lái)判斷。有動(dòng)作信號(hào)發(fā)出，就是斷路器拒分；沒(méi)有動(dòng)作信號(hào)發(fā)出，就是繼保裝置整定失保拒動(dòng)，造成斷路器無(wú)法執(zhí)行分?jǐn)嗟木芊�。二者是有本質(zhì)區(qū)別的，不能混為一談。繼保裝置拒動(dòng)有主保護(hù)拒動(dòng)和后備保護(hù)拒動(dòng)，是繼保裝置和電站整定的問(wèn)題，與斷路器制造廠(chǎng)無(wú)關(guān)。主/后備保護(hù)拒動(dòng)和保護(hù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)往往帶來(lái)火燒連營(yíng)事故。而由斷路器拒分造成火燒連營(yíng)事故的機(jī)率很小，因?yàn)閿嗦菲鞯拈_(kāi)斷時(shí)間＜0.1s，一般為0.06s，上下級(jí)斷路器同時(shí)都出現(xiàn)故障拒分的可能性不大。第三級(jí)斷路器遠(yuǎn)后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)該為0.5~0.7s時(shí)才不至于火燒連營(yíng)。所以出現(xiàn)火燒連營(yíng)事故，一般都是繼保裝置拒動(dòng)和保護(hù)動(dòng)作時(shí)間太長(zhǎng)引起的，應(yīng)該都是電站的裝置整定問(wèn)題和責(zé)任。這一點(diǎn)或許連統(tǒng)計(jì)拒分故障的電站和部門(mén)都不會(huì)想到，問(wèn)題竟然會(huì)出在自己的繼保系統(tǒng)。

　　斷路器的開(kāi)斷性能應(yīng)該由廠(chǎng)家的型式試驗(yàn)和出廠(chǎng)試驗(yàn)來(lái)保證，并出具試驗(yàn)報(bào)告；繼電保護(hù)裝置及整定的各種主/后備保護(hù)時(shí)間電流安秒動(dòng)作特性，應(yīng)當(dāng)在安裝整定調(diào)試時(shí)進(jìn)行二次回路通電驗(yàn)證，出具驗(yàn)證數(shù)據(jù)報(bào)告。嚴(yán)格具體地講必須保證主保護(hù)能在末端為最小單相短路電流時(shí)0.1s內(nèi)動(dòng)作,后備保護(hù)應(yīng)在同樣電流時(shí)0.3~0.5s內(nèi)動(dòng)作。國(guó)際電工IEC62271-200:2003內(nèi)部故障電弧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)推薦的開(kāi)關(guān)設(shè)備燃弧時(shí)間優(yōu)選值為1s/0.1s[4]，即遠(yuǎn)后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間都不能超過(guò)1s，最好控制在0.7s以?xún)?nèi)。否則極易造成燒毀開(kāi)關(guān)設(shè)備和火燒連營(yíng)事故！事實(shí)上，我國(guó)和世界上包括一些發(fā)達(dá)國(guó)家的許多電站目前都達(dá)不到這個(gè)要求。這就是繼電保護(hù)整定原理之誤區(qū)帶來(lái)的結(jié)果[5]。

　　國(guó)外資料顯示開(kāi)關(guān)設(shè)備的燃弧時(shí)間從0.1s每提高0.1s，開(kāi)關(guān)柜的成本要增加10%。提高到1s時(shí)，將增加開(kāi)關(guān)柜的成本100%。如果電網(wǎng)短路保護(hù)時(shí)間按現(xiàn)在的4s來(lái)要求，開(kāi)關(guān)柜的成本將無(wú)法承受，用戶(hù)也接受不了。如果保護(hù)時(shí)間再延長(zhǎng)，那造價(jià)將是個(gè)天文數(shù)字！是不可能實(shí)現(xiàn)的。所以繼電保護(hù)原理中用長(zhǎng)延時(shí)來(lái)作短路主保護(hù)，那根本就是一個(gè)主觀(guān)的誤導(dǎo)和天真的臆想！短路保護(hù)的原則應(yīng)當(dāng)盡量減少動(dòng)作時(shí)間，故障電弧的燒損就小，供電的恢復(fù)時(shí)間也就短，利國(guó)利民利業(yè)。過(guò)去的短路保護(hù)原理缺乏與實(shí)際制造相結(jié)合的