摘要：本文結(jié)合高壓斷路器拒分故障統(tǒng)計(jì)及造成電網(wǎng)火燒連營(yíng)事故和大面積長(zhǎng)時(shí)間停電，解析了拒分故障中隱含有繼電保護(hù)整定與原理誤區(qū)的原因。針對(duì)保護(hù)方式/保護(hù)整定的時(shí)間/電流/選擇性/靈敏度等因素，定量分析了其誤癥細(xì)節(jié)，理出并歸納了繼電保護(hù)整定原理的更新要點(diǎn)。簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
　　
　　
　　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，容易造成麻痹僥幸思維，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]。近年來世界多個(gè)按理說是技術(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]�？梢娖涔收下蔬�不小！
　　
　　電力部門在事故統(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)故障來歸類包括拒分與拒合故障。對(duì)短路保護(hù)來說拒分影響最大，應(yīng)該分開統(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)裝置是分開制造選配安裝的，最后由電力部門來組合整定，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。或許另有內(nèi)部統(tǒng)計(jì),通過仔細(xì)分析都應(yīng)該能得出問題所在。
　　
　　執(zhí)行開斷任務(wù)的斷路器拒分和拒合是開關(guān)制造廠的問題，可由繼保信號(hào)繼電器有無(wú)發(fā)出動(dòng)作信號(hào)來判斷。有動(dòng)作信號(hào)發(fā)出，就是斷路器拒分；沒有動(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題，與斷路器制造廠無(wú)關(guān)。主/后備保護(hù)拒動(dòng)和保護(hù)時(shí)間過長(zhǎng)往往帶來火燒連營(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_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都不會(huì)想到，問題竟然會(huì)出在自己的繼保系統(tǒng)。
　　
　　斷路器的開斷性能應(yīng)該由廠家的型式試驗(yàn)和出廠試驗(yàn)來保證，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1s，最好控制在0.7s以內(nèi)。否則極易造成燒毀開關(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)帶來的結(jié)果[5]。
　　
　　國(guó)外資料顯示開關(guān)設(shè)備的燃弧時(shí)間從0.1s每提高0.1s，開關(guān)柜的成本要增加10%。提高到1s時(shí)，將增加開關(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來要求，開關(guān)柜的成本將無(wú)法承受，用戶也接受不了。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)來作短路主保護(hù)，那根本就是一個(gè)主觀的誤導(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)。過去的短路保護(hù)原理缺乏與實(shí)際制造相結(jié)合的系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)觀念。
　　
　　低壓斷路器由于是和繼保裝置整體制造整定，才由制造廠實(shí)事求是地找到了一個(gè)解決途徑：整定簡(jiǎn)單實(shí)用的三段式保護(hù)，避免了低壓系統(tǒng)火燒連營(yíng)事故。而高壓斷路器與繼保裝置是分開制造，致使電力部門過于拘泥信賴?yán)^電保護(hù)整定原理的誤區(qū)，其保護(hù)方式繁瑣復(fù)雜又不實(shí)用，整定值寬泛不精，才造成了火燒連營(yíng)事故居高不下。發(fā)達(dá)國(guó)家目前也沒有走出這個(gè)怪圈，這從國(guó)際電工標(biāo)準(zhǔn)IEC60255-3、英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS142和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ANSIC37.112以及中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14598.7-3的長(zhǎng)延時(shí)轉(zhuǎn)盤仿真特性還在應(yīng)用于微機(jī)控制的短路保護(hù)，就能說明這一點(diǎn)。這樣的微機(jī)保護(hù)只能叫作“危機(jī)”保護(hù)。不要以為有了微機(jī)保護(hù)就萬(wàn)事大吉、高枕無(wú)憂了，微機(jī)控制又不是萬(wàn)能的神仙，它的原理也是由人來設(shè)計(jì)的，也還是要由人去整定的好，才能起到應(yīng)有的保護(hù)作用�？陀^現(xiàn)實(shí)是冷酷的火燒連營(yíng)事故和造成大面積長(zhǎng)時(shí)間停電，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真堅(jiān)決地去杜絕它。是什么問題就解決什么問題，觀念的轉(zhuǎn)變才是最根本的轉(zhuǎn)變。對(duì)洋技術(shù)應(yīng)當(dāng)分析消化和揚(yáng)棄。

    2高壓斷路器拒分故障的隱含因素
　　
　　繼電保護(hù)裝置與整定達(dá)不到在末端最小單相短路電流時(shí)，主保護(hù)＜0.1s/后備保護(hù)0.3~0.5s/遠(yuǎn)后備保護(hù)0.5~0.7s動(dòng)作特性要求的原因是：繼電保護(hù)整定原理一直采用長(zhǎng)延時(shí)作短路主保護(hù)和后備保護(hù)致使時(shí)間太長(zhǎng)；并按最大短路電流來整定瞬時(shí)保護(hù)與短延時(shí)保護(hù)，造成保護(hù)死區(qū)等于沒有瞬時(shí)/短延時(shí)保護(hù)和后備保護(hù)。這就從時(shí)間和電流兩個(gè)參數(shù)上都喪失了短路保護(hù)的作用[5]。令人遺憾的是，目前與此有關(guān)的大學(xué)仍然還在教授這些內(nèi)容，誤人子弟。國(guó)內(nèi)外的微機(jī)保護(hù)裝置也都不具備這種明確的保護(hù)功能。短路時(shí)造成火燒連營(yíng)事故和大面積長(zhǎng)時(shí)間停電也就不奇怪了。
　　
　　例如[6]:2008.3.21日,北京電網(wǎng)220kV草橋變電站停電事故，導(dǎo)致該站和下屬3座110kV變電站全停，另外2座220kV變電站和4座110kV變電站切換電源運(yùn)行。涉及16座開閉站和2個(gè)重要用戶，大面積停電，損失負(fù)荷78MW。事