高壓斷路器三相不一致保護(hù)功能的應(yīng)用淺析

摘要：高壓電網(wǎng)變電運(yùn)行中，當(dāng)主變、母聯(lián)、線路的開關(guān)偷跳或直流兩點(diǎn)接地等情況造成非全相運(yùn)行時(shí)，就可能擴(kuò)大事故范圍，須加以防范，故開關(guān)普遍設(shè)有啟用本體和保護(hù)裝置的三相不一致保護(hù)。

關(guān)鍵詞：開關(guān)；本體；三相不一致；定值

中圖分類號(hào)：TM561.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2014）15-0054-02

1三相不一致保護(hù)的基本原理

1.1保護(hù)裝置三相不一致保護(hù)的基本原理

不一致保護(hù)又稱為非全相保護(hù)， 主要應(yīng)用于大接地電流系統(tǒng)中，要考慮的是非全相時(shí)電網(wǎng)的零序系統(tǒng)問題，具體是為防止當(dāng)220 kV及以上電壓等級(jí)的開關(guān)三相不同時(shí)合閘或分閘時(shí)，由于三相系統(tǒng)不平衡而跳閘的保護(hù)。一般由保護(hù)裝置三相TWJ接點(diǎn)和零序（負(fù)序）電流作判據(jù)，由TWJ的接點(diǎn)和HWJ的接點(diǎn)也要用到串聯(lián)啟動(dòng)，經(jīng)整定延時(shí)出口跳其他非故障相。三相不一致保護(hù)與斷路器失靈保護(hù)是兩個(gè)不同的概念，斷路器失靈保護(hù)是系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，進(jìn)一步跳開自身和相鄰元件的保護(hù)，通常由保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，延時(shí)繼電器，電流繼電器串連構(gòu)成，其原理有待改進(jìn)，實(shí)際運(yùn)行中，失靈保護(hù)誤動(dòng)概率非常高，而且動(dòng)作的后果非常嚴(yán)重，擴(kuò)大停電范圍。

1.2開關(guān)本體三相不一致保護(hù)的基本原理

開關(guān)本體三相不一致保護(hù)由開關(guān)輔助接點(diǎn)構(gòu)成啟動(dòng)回路，即把三相開關(guān)位置閉接點(diǎn)和開接點(diǎn)分別并聯(lián)再串聯(lián)，然后經(jīng)過時(shí)間繼電器延時(shí)出口跳閘。

繼電保護(hù)十八項(xiàng)反措實(shí)施細(xì)則里面要求220 kV及以上電壓等級(jí)，若開關(guān)本體有，就用開關(guān)本體的三相不一致保護(hù)。用本體的三相不一致保護(hù)可以不涉及到長(zhǎng)電纜，減少電纜對(duì)地電容在直流電壓發(fā)生變化時(shí)，引起誤動(dòng)。目前，新安裝的開關(guān)都具有本體三相不一致的功能，但裝設(shè)在此的保護(hù)，通常缺乏維護(hù)，存在拒動(dòng)的可能，故目前廣泛采用本體三相不一致保護(hù)與保護(hù)裝置的三相不一致同時(shí)啟用互為備用。

2 事故案例分析

2.1 變電站設(shè)備配置情況

某500 kV變電站兩臺(tái)主變均采用衡陽(yáng)特變電工的分相式強(qiáng)迫油循環(huán)無(wú)載調(diào)壓自耦變壓器，500 kV、220 kV線路開關(guān)及PT設(shè)備為GIS（開關(guān)全部為分相式）。

2.2主變相關(guān)保護(hù)配置情況：

#1、#2主變的零序過流定值：0.06 A、零序過流時(shí)限： 3.5 s（跳三側(cè)）、中性點(diǎn)過流定值：0.1 A、中性點(diǎn)過流時(shí)間：3.5 s（跳三側(cè)），主變的零序過流和中性點(diǎn)過流控制字均為1（啟用）。

#1、#2主變的兩套保護(hù)的非全相零序電流定值、非全相負(fù)序電流定值、非全相時(shí)限均未整定和啟用。

#1、#2主變220 kV側(cè)開關(guān)本體三相不一致保護(hù)時(shí)限3.0 s，500 kV系統(tǒng)開關(guān)不一致保護(hù)時(shí)限為2.5 s。

2.3事故情況小結(jié)

2008年9月11日11時(shí)47分，某500 kV變電站因220 kV GIS內(nèi)部控制電纜（廠家配供）絕緣嚴(yán)重下降（此缺陷長(zhǎng)期存在，已計(jì)劃近期進(jìn)行全面更換）導(dǎo)致#2主變220 kV側(cè)202斷路器A相偷跳，由于#2主變220 kV側(cè)202斷路器本體三相位置不一致保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限是3 s（未整改）與零序過流時(shí)限和中性點(diǎn)過流時(shí)限3.5 s只差0.5 s，再加上因?yàn)榻^緣降低導(dǎo)致時(shí)間機(jī)電器啟動(dòng)電壓達(dá)不到要求，所以就造成斷路器本體三相位置不一致保護(hù)未動(dòng)作（定值中保護(hù)裝置的三相不一致保護(hù)功能未啟用）。由于非全相運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生零序電流和公共繞組零序電流（這是由于自耦變壓器的特點(diǎn)）再加上當(dāng)時(shí)的負(fù)荷較重，引起的零序電流達(dá)到約600 A，（定值：250 A，3.5 s）導(dǎo)致該變電站#1、#2主變的公共繞組零序過流保護(hù)與中性點(diǎn)過流保護(hù)出口動(dòng)作，使2臺(tái)主變?nèi)齻?cè)斷路器跳閘的事故。

3應(yīng)對(duì)措施

根據(jù)這次事故，省電力公司對(duì)全省220 kV及以上系統(tǒng)的開關(guān)三相不一致保護(hù)作了統(tǒng)一的要求。220 kV及以上主變、專用母聯(lián)、分段等要求三相聯(lián)動(dòng)的斷路器如配置的是三相電氣聯(lián)動(dòng)斷路器，其本體三相位置不一致保護(hù)動(dòng)作時(shí)間應(yīng)整定為0.5 s。變壓器保護(hù)裝置配置的三相位置不一致保護(hù)應(yīng)同時(shí)啟用，但時(shí)間定值同線路開關(guān)仍為2.5 s，這樣主變側(cè)本體開關(guān)0.5 s先動(dòng)作，保證動(dòng)作可靠性。而線路的本體和開關(guān)保護(hù)的三相不一致時(shí)間要一致，為2.5 s，并同時(shí)啟用。

4不一致保護(hù)的整定原則

4.1對(duì)于220 kV線路開關(guān)

即使是采用單相重合閘的線路開關(guān)，也應(yīng)設(shè)計(jì)有非全相運(yùn)行保護(hù)（或稱三相不一致保護(hù)）。其動(dòng)作時(shí)間應(yīng)大于單相重合閘時(shí)間加1.0~2.0 s。目前220 kV系統(tǒng)單相重合閘時(shí)間為1.0 s，所以保護(hù)裝置的三相不一致時(shí)間可整定成3.0 s。開關(guān)本體的三相不一致保護(hù)和保護(hù)裝置的三相不一致保護(hù)應(yīng)同時(shí)投入運(yùn)行，時(shí)限應(yīng)和保護(hù)裝置的三相不一致保護(hù)時(shí)限一致。

4.2主變、母聯(lián)、分段開關(guān)

220 kV及以上主變、專用母聯(lián)、分段等要求三相聯(lián)動(dòng)的斷路器如配置的是三相電氣聯(lián)動(dòng)斷路器，其本體三相位置不一致保護(hù)動(dòng)作時(shí)間應(yīng)整定為0.5 s。變壓器保護(hù)裝置經(jīng)開關(guān)位置三相不一致啟動(dòng)后經(jīng)電流（零序、負(fù)序等）閉鎖元件應(yīng)開放，且時(shí)限定值與本體一致。對(duì)于配置了三相位置不一致保護(hù)的但回路未接線的應(yīng)盡快完善并啟用(本事故案例中主變保護(hù)未接該回路，故保護(hù)裝置的三相不一致保護(hù)功能未啟用)。在未完善時(shí)，則應(yīng)在加強(qiáng)運(yùn)行、維護(hù)、檢測(cè)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步制定開關(guān)非全相運(yùn)行時(shí)的應(yīng)急措施，以確保電氣設(shè)備的安全。

4.3500 kV3/2接線開關(guān)

3/2接線的開關(guān)變開關(guān)重合時(shí)限是1.0 s，中開關(guān)重合時(shí)限是1.5 s，所以建議保護(hù)裝置的三相不一致保護(hù)時(shí)限以中開關(guān)重合閘時(shí)限加上1.0 s，為2.5 s整定。開關(guān)本體不一致保護(hù)應(yīng)同時(shí)啟用，且時(shí)限應(yīng)與保護(hù)裝置的不一致保護(hù)時(shí)限一致。

5變電運(yùn)行和維護(hù)人員對(duì)不一致保護(hù)的維護(hù)注意事項(xiàng)

由于現(xiàn)在各種保護(hù)越來(lái)越先進(jìn)，設(shè)備越來(lái)越可靠，不一致保護(hù)在實(shí)際中的作用很容易被忽視。但是總會(huì)因?yàn)楦鞣N原因?qū)е略O(shè)備的不一致（非全相）運(yùn)行的發(fā)生。（如直流兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地、某相斷路器的合閘線圈損壞、某相斷路器重合閘壓板未投或虛接二次線等等。）所以變電運(yùn)行和維護(hù)人員對(duì)不一致保護(hù)的檢查維護(hù)也要加強(qiáng)，建議做到如下幾點(diǎn)：

①新建工程中的220 kV以上主變斷路器若選用三相電氣聯(lián)動(dòng)斷路器，變壓器保護(hù)應(yīng)配置三相位置不一致保護(hù)和斷路器本體的不一致保護(hù)并應(yīng)啟用。

②斷路器本體三相位置不一致保護(hù)應(yīng)與其他保護(hù)裝置一樣進(jìn)行定期檢驗(yàn)并做好試驗(yàn)記錄，在檢驗(yàn)時(shí)要注意做好斷路器機(jī)構(gòu)箱內(nèi)接線端子的緊固工作。

③由于本體三相不一致的啟動(dòng)繼電器和時(shí)間繼電器安裝在室外，工作環(huán)境惡劣，故該繼電器應(yīng)采用高性能進(jìn)口產(chǎn)品，同時(shí)運(yùn)行中應(yīng)加強(qiáng)端子箱的巡視和維護(hù)。

④每月核對(duì)定值時(shí)一定要認(rèn)真仔細(xì)，形成開關(guān)三相不一致保護(hù)檢查臺(tái)帳，本體不一致保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限也應(yīng)納入每月定值的核對(duì)，并作好記錄。

⑤當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)相關(guān)的異常和缺陷時(shí)，應(yīng)作好相關(guān)的事故預(yù)想。各變電站應(yīng)建立不一致保護(hù)動(dòng)作或拒動(dòng)的預(yù)案，全站人員應(yīng)熟悉并掌握預(yù)案。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張軍.造成三相不一致保護(hù)誤動(dòng)的因素分析[J].青海電力，2007，(3).

[2] 上海超高壓輸變電公司.繼電保護(hù)（第六冊(cè)）[M].北京:中國(guó)電力出版社，2007.

[3] 李堅(jiān).變電運(yùn)行及設(shè)備管理技術(shù)問答[M].北京:中國(guó)電力出版社，2006.