断路器本体三相不一致保护应用分析

断路器本体三相不一致保护应用分析
发布时间：2022-01-05T05:23:45.532Z 来源：《中国科技人才》2021年第23期作者：谭华肖雪
[导读] 通过举例分析三相不一致保护在设计或运行过程中存在的问题并提出改进建议，对运行维护过程中的需注意的事项进行说明。

华能澜沧江水电股份有限公司检修分公司云南省昆明市 650000
摘要：简要分析断路器本体三相不一致保护的基构成本原理，通过举例分析三相不一致保护在设计或运行过程中存在的问题并提出改进建议，对运行维护过程中的需注意的事项进行说明。

关键词：断路器，三相不一致保护，非全相运行
引言
220kV以上电压等级的电力系统，普遍采用分相操作的高压断路器。

电力系统在运行过程中，因电力设备自身故障、系统故障，人为误操作等原因而导致三相断路器动作不一致。

断路器的非全相运行而产生的负序、零序分量会很大，这些电流持续存在会危害电力设备，降低系统运行的稳定性和可靠度。

为消除这种异常状态，故配置了断路器三相不一致保护。

1.断路器本体三相不一致保护构成原理
断路器本体三相位置不一致保护的接线是将断路器A、B、C三相的常开、常闭辅助接点分别并联后再串联，然后启动一个延时时间继电器，当断路器出现三相不一致时，经时间延时，动作启动出口中间继电器，并跳开三相断路器。

此功能不经负序、零序电流元件闭锁，时间继电器的时间定值按躲过单相重合闸时间和断路器固有动作时间整定。

2.常见的几个问题及优化建议
2.1 回路设计不完整
某新建电厂500kV开关站断路器本体三相不一致保护回路设计原理图如图1所示，当断路器三相不同期时，时间继电器47T线圈励磁开始计时，47T继电器触点延时闭合，跳闸出口继电器47TX线圈励磁，利用47TX触点去跳开断路器三相，上送监控系统三相不一致动作信号也由47TX继电器的另一副触点送出。

该设计方式存在一下两个问题：
（1）当断路器发生三相不一致故障时，三相不一致保护动作跳开三相后，47T随即失电，触点瞬时复位，47TX不能保持也瞬时随之失电复归。

因监控系统开关量通道为了减少开关量抖动造成信号干扰，有一定的响应时间。

因此当三相不一致保护动作后，监控系统可能无任何信号报出。

（2）断路器控制柜未设置三相不一致灯光，声响告警信号，当保护动作后现地无任何信号，不便于运行人员对故障的分析和诊断。

图1 断路器三相不一致保护设计图
由于现场已经按照图纸完成了施工安装，针对存在的两个问题，提出简单的改进方案。

即增加一个信号继电器，增加自保持回路，增加一个现地指示灯和现地信号复归按钮，如图2所示，按照该方案优化后便可正常上送监控信号，同时也满足运行维护要求。

图3：某运行电厂三相不一致保护原理图从图中可以看出三相不一致接点直接启动时间继电器的基础上增加了零序电流闭锁判据，而该电流定值按躲过正常负荷下的不平衡电流来整定。

存在问题：当负荷电流较小时，此时发生断路器非全相故障，零序电流可能达不到动作值而造成三相不一致保护拒动，扩大事故范围，可能对系统造成严重影响。

改进建议：为保证三相不一致保护可靠动作，权衡保护拒动对系统的影响，应取消该闭锁条件。

2.3电源设置不当，造成保护失去双重化对于断路器操作电源不经切换时，断路器本体三相位置不一致保护均接入断路器第一跳闸回路中，即两套断路器本体三相不一致保护的起动回路及跳闸回路实际使用的都是第一操作回路电源。

当断路器第一操作回路电源故障跳开时，断路器将失去本体三相位置不一致保
护功能。

优化建议：本体三相位置不一致保护也按照保护双重化原则进行配置，并分别接入两组相互独立的跳闸回路，采用两组相互独立的操作电源供电。

当断路器第一操作电源故障断开时，本体三相位置不一致保护的电由断路器第一操作电源自动切换到断路器第二操作电源，从而保证断路器不会因操作电源障而失去本体三相位置不一致保护功能。

在图3的接线原理图中还有一个问题，就是零序电流继电器的供电电源只有一路，该继电器（I0J）两幅接点分别用于两套三相不一致保护中，当I0J继电器电源故障或者继电器故障时，将造成两套三相不一致保护均拒动。

因此建议取消I0J继电器及相关回路，不经零序电流闭锁而直接跳闸。

3.运行维护过程中需注意的几个问题（1）跳闸重动继电器启动功率检查
因为断路器本体三相不一致保护仅用断路器的辅助接点作为启动判据，不采用零序、负序电流来闭锁保护，当断路器辅助接点及其引出电缆极易因受潮或其他原因引起保护启动回路两点接地时，保护及易误动作。

因此反措要求继电器启动功率大于5瓦，且电压介于55%-65%Ue之间，建议结合检修定期对继电器功率进行校验，对不满足要求的继电器进行更换。

（2）定期检查三相不一致保护定值
时间定值按躲过单相重合闸时间和断路器固有动作时间整定，根据断路器安装位置，核对定值整定是否符合系统要求。

检修过程中定期校验时间继电器、检验精度是否满足要求。

（3）重视防跳回路检查
有些厂站断路器的防跳回路采用保护装置操作箱内的防跳回路，断路器本体三相不一致保护动作时，是不能起动操作箱内防跳回路的。

如果系统发生单相接地故障，保护动作跳开故障相，此时，由于某种原因发生合闸回路接点粘黏，合闸脉冲一直存在，这时断路器本体三相位置不一致保护经延时动作跳开另外两非故障相断路器，将会造成非故障相断路器重合、三相位置不一致保护经延时动作再跳开又重合的断路器跳跃现象。

为防止上述断路器跳跃事故发生，断路器投运前应认真做好断造器传动试验，检查重合闸回路的正确性以及与断路器配合情况，合闸回路是否存在继电器接点粘黏现象，确保重合闸和防跳回路功能正确。

断路器的防跳回路应采用本体的防跳回路，取消保护装置操作箱内的防跳回路。

若断路器的防跳回路采用本体的防跳回路时，设计本体三相位置不一致保护时，应确保其动作出口回路能正确起动本体的防跳回路。

杜绝上述断路器本体三相位置不一致保护延时动作跳开另外两相非故障相时，出现断路器跳跃事故的发生。

4 参考文献
1.黄远飞，彭泽华，断路器本体三相不一致保护设计分析[J],南方电网技术，2012,6（4）:72-75
2.中国南方电网调度控制中心，中国南方电网公司继电保护反事故措施汇编释义（2010）[Z]，中国南方电网调度控制中心，2010
作者简介：
谭华：1984年生、男、汉族，本科学历，工程师职称，2009年参加工作，一直从事水电二次设备检修工作，在设备调试、检修等方面有着丰富的经验。

肖雪：1986年生、女、汉族，本科学历，高级工程师职称，高级考评员，高级技师，2008年参加工作多年一直从事电气二次检修工作，在继电保护检修、调试、培训等方面积累了丰富的经验。