淺談斷路器三相不一致保護(hù)

伏曉霞

（茂名市粵能電力股份有限公司，廣東 茂名 525011）

目前220kV 及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)中，對(duì)分相操作斷路器的應(yīng)用越來(lái)越多， 這種方式可以大大提高電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性。但是由于設(shè)備本身質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致的分相操作機(jī)構(gòu)分、合閘時(shí)間和同期性的差異以及人為操作等原因， 運(yùn)行中可能出現(xiàn)由于合閘的不同期和分閘的不同期引起的三相不一致運(yùn)行異常狀態(tài)。 當(dāng)斷路器出現(xiàn)三相不一致運(yùn)行時(shí)，會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生很大的危害。 斷路器的三相不一致運(yùn)行導(dǎo)致電網(wǎng)產(chǎn)生負(fù)序和零序電流，若不快速切除三相不一致運(yùn)行線路，就有可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)，發(fā)生越級(jí)跳閘。 鑒于斷路器三相不一致運(yùn)行產(chǎn)生的嚴(yán)重后果，應(yīng)將其異常運(yùn)行時(shí)間盡量縮短。 三相不一致保護(hù)是為限制三相不一致運(yùn)行的時(shí)間所配置的輔助保護(hù)， 因此采用三相不一致保護(hù)來(lái)防止斷路器三相不一致運(yùn)行是非常必要的， 該保護(hù)能夠減少三相不一致運(yùn)行時(shí)間，提高電網(wǎng)可靠性。

1 三相不一致微機(jī)保護(hù)

三相不一致微機(jī)保護(hù)裝置可以通過(guò)斷路器輔助接點(diǎn)位置（即三相不一致開(kāi)入）以及零序電流、負(fù)序電流和相電流來(lái)判斷斷路器的三相不一致運(yùn)行狀態(tài)。三相不一致保護(hù)共有兩個(gè)時(shí)限。三相不一致一時(shí)限恒不受相電流判據(jù)閉鎖，是否經(jīng)零序、負(fù)序電流判據(jù)由控制字來(lái)定，其保護(hù)邏輯圖如圖1 所示。

圖1 三相不一致保護(hù)邏輯圖

而三相不一致保護(hù)二時(shí)限可整定選擇是否經(jīng)過(guò)相電流判據(jù)閉鎖， 其三相不一致二時(shí)限加入相電流判據(jù)保護(hù)邏輯圖如圖2 所示。

圖2 非全相二時(shí)限加入相電流判據(jù)

下面以南瑞CZX-12G 與PCS-974A 為例說(shuō)明三相不一致微機(jī)保護(hù)的原理。 其中PCS-974A 為本體及斷路器輔助保護(hù)裝置，CZX-12G 為220kV 操作箱。 其三相不一致強(qiáng)電開(kāi)入回路如圖3 所示。

圖3 三相不一致保護(hù)三相不一致強(qiáng)電開(kāi)入原理圖

三相不一致保護(hù)裝置采用操作回路中的合位繼電器和跳位繼電器輔助觸點(diǎn)的組合構(gòu)成三相不一致的開(kāi)入判據(jù)。 220kV操作回路中，只有一組合閘回路，兩組跳閘回路。 所以，圖3 開(kāi)入回路中TWJ 只有一組，而HWJ 是兩組。

PCS-974A 裝置的CPU 經(jīng)過(guò)程序運(yùn)行， 邏輯判斷之后三相不一致1 時(shí)限啟動(dòng)三相不一致出口繼電器FQX1。然后其相應(yīng)觸電啟動(dòng)操作箱TJF 繼電器 （此繼電器不啟動(dòng)重合閘不啟動(dòng)失靈）。 此開(kāi)入回路如圖4 所示。

由于電網(wǎng)負(fù)荷電流和三相不一致零序電流隨著電網(wǎng)發(fā)展也有了很大增加， 因此要求投入220kV 及以上電網(wǎng)保護(hù)裝置中有電流判別的三相不一致保護(hù)。 三相不一致保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間要躲過(guò)線路保護(hù)的重合閘時(shí)間。 但是如果動(dòng)作時(shí)間太長(zhǎng)，或因故未能動(dòng)作，則重負(fù)荷線路的零序保護(hù)四段會(huì)越級(jí)誤動(dòng)。 因此，考慮與線路零序保護(hù)間配合的需要， 將三相不一致保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間整定為1.5 秒。

2 斷路器本體三相不一致保護(hù)

斷路器本體的三相不一致保護(hù)采用的是開(kāi)關(guān)的輔助接點(diǎn)的組合作為斷路器三相不一致運(yùn)行的判據(jù)。 當(dāng)開(kāi)關(guān)實(shí)際位置三相不一致后，啟動(dòng)時(shí)間繼電器，時(shí)間繼電器經(jīng)一個(gè)延時(shí)后動(dòng)作啟動(dòng)出口繼電器，跳開(kāi)三相不一致運(yùn)行的斷路器。

本體三相不一致保護(hù)是十分必要的。 因?yàn)楫?dāng)線路剛啟動(dòng)或者檢修后復(fù)電時(shí)運(yùn)行電流很小。 若此時(shí)出現(xiàn)三相不一致運(yùn)行，由于裝置保護(hù)的三相不一致要經(jīng)零序和負(fù)序電流閉鎖， 保護(hù)裝置的三相不一致可能不會(huì)動(dòng)作。此時(shí)若沒(méi)有本體三相不一致保護(hù)，會(huì)對(duì)運(yùn)行造成不利影響。 例如2011年3月500kV 來(lái)賓變電站#1 主變停電檢修結(jié)束后，在進(jìn)行復(fù)電操作時(shí)，只有C 相合上，出現(xiàn)三相不一致運(yùn)行。 由于2001 斷路器本體三相不一致保護(hù)因運(yùn)行不可靠拆除， 未進(jìn)行進(jìn)一步整改， 最終主變兩套PCS-978CF零序過(guò)流動(dòng)作，跳開(kāi)了5011、5012、2001 斷路器，造成事故擴(kuò)大。

斷路器本體三相不一致保護(hù)利用斷路器輔助觸點(diǎn)組合構(gòu)成啟動(dòng)三相不一致保護(hù)時(shí)間繼電器。 一般情況該繼電器經(jīng)過(guò)2S延時(shí)后啟動(dòng)三相不一致出口繼電器。 本體三相不一致保護(hù)開(kāi)入回路如圖5 所示。

圖5 本體三相不一致保護(hù)開(kāi)入回路

圖5 中K16、K26 為三相不一致保護(hù)時(shí)間繼電器，K61、K63為三相不一致出口繼電器。 220kV 斷路器采用兩路操作電源，為使斷路器本體三相不一致保護(hù)可靠動(dòng)作， 其也采用兩路保護(hù)開(kāi)入回路，這兩路開(kāi)入回路電源分別取自斷路器兩路操作電源。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，分相操作斷路器設(shè)備本身質(zhì)量問(wèn)題以及人為操作的原因會(huì)導(dǎo)致三相不一致運(yùn)行的異常狀態(tài)。 斷路器三相不一致保護(hù)能夠提供斷路器三相不一致運(yùn)行時(shí)的保護(hù)， 采用三相不一致保護(hù)來(lái)防止斷路器三相不一致運(yùn)行是非常必要的， 該保護(hù)能夠減少三相不一致運(yùn)行時(shí)間，提高電網(wǎng)供電可靠性。 而且三相不一致微機(jī)保護(hù)與斷路器本體三相不一致保護(hù)一起投入運(yùn)行可以加大保護(hù)的可靠性。

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