一起500 kV 斷路器“三相不一致保護(hù)功能”缺陷原因分析

劉永康

（國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司，江蘇南京 211101）

220 kV 及以上的斷路器通常采用分相操作，斷路器長(zhǎng)期運(yùn)行后，分、合閘同期性差異會(huì)逐漸增加，運(yùn)行中可能出現(xiàn)由于合閘不同期或分閘不同期引起的斷路器三相缺相運(yùn)行異常狀態(tài)。另外，運(yùn)維人員誤操作或者系統(tǒng)故障等原因也可能出現(xiàn)斷路器缺相運(yùn)行情況。斷路器缺相運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)序和零序電流，若無(wú)法快速切除三相不一致運(yùn)行線路，會(huì)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作，出現(xiàn)越級(jí)跳閘情況。另外，由于斷路器缺相運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致變壓器和負(fù)荷設(shè)備缺相運(yùn)行，因此會(huì)出現(xiàn)電壓升高或失電問(wèn)題，設(shè)備難以運(yùn)行甚至可能出現(xiàn)設(shè)備故障。為防止出現(xiàn)以上事故，斷路器本體應(yīng)配置三相位置不一致保護(hù)[1-2]。

1 三相不一致保護(hù)功能原理

三相不一致保護(hù)功能為當(dāng)斷路器的三相位置不一致時(shí)，通過(guò)延時(shí)繼電器控制斷開(kāi)所有斷口。

保護(hù)功能需將機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)接入到回路，把三相機(jī)構(gòu)箱內(nèi)輔助開(kāi)關(guān)的常閉接點(diǎn)和常開(kāi)接點(diǎn)分別并聯(lián)再串聯(lián)，經(jīng)過(guò)時(shí)間繼電器延時(shí)出口跳閘。當(dāng)斷路器三相位置不一致時(shí)，回路導(dǎo)通，經(jīng)過(guò)延時(shí)，出口繼電器動(dòng)作，跳開(kāi)斷路器。延時(shí)整定要求如下。

1 000 kV、500 kV 斷路器：與線路相關(guān)的斷路器、三相不一致保護(hù)動(dòng)作時(shí)間應(yīng)與單相重合閘時(shí)間匹配，統(tǒng)一取2.5 s。只與發(fā)變組相關(guān)的斷路器保護(hù)時(shí)間可整定為0.5 s。

220 kV 出線斷路器：?jiǎn)蜗嘀睾祥l線路，三相不一致保護(hù)動(dòng)作時(shí)間應(yīng)與單相重合閘時(shí)間匹配，為線路單相重合閘時(shí)間+1 s；三相重合閘（單故三重）線路，保護(hù)定值為0.6 s。

220 kV 電氣聯(lián)動(dòng)的主變/母聯(lián)/分段斷路器：保護(hù)定值為0.6 s。

旁路開(kāi)關(guān)或母聯(lián)兼旁路開(kāi)關(guān)：按實(shí)際需要進(jìn)行整定。

功能校驗(yàn)方法為：①三相全部分閘，單合A/B/C 相，延時(shí)繼電器應(yīng)動(dòng)作，通過(guò)出口繼電器跳閘A 相/B 相/C 相；②三相全部合閘，單分A/B/C 相，延時(shí)繼電器應(yīng)動(dòng)作，通過(guò)出口繼電器跳閘另外兩相斷路器。

若測(cè)試全部通過(guò)，表明斷路器三相不一致功能正常。

2 三相不一致保護(hù)功能缺陷分析

三相不一致保護(hù)功能缺陷的原因有兩個(gè)方面：①設(shè)備質(zhì)量有缺陷，保護(hù)能正確發(fā)出動(dòng)作命令，而斷路器由于機(jī)構(gòu)或本體缺陷無(wú)法分閘[3]；②控制回路發(fā)生故障。控制回路接線存在設(shè)計(jì)缺陷、二次元器件損壞、施工階段回路接線錯(cuò)誤、因機(jī)構(gòu)箱受潮導(dǎo)致的控制回路絕緣水平下降或者控制電源故障等情況均可能導(dǎo)致斷路器三相不一致保護(hù)功能缺陷[4-6]。下面對(duì)某斷路器三相不一致保護(hù)功能缺陷進(jìn)行分析。

2.1 機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部二次電纜線接點(diǎn)接反

當(dāng)斷路器分合后，輔助開(kāi)關(guān)動(dòng)作，常開(kāi)、常閉接點(diǎn)動(dòng)作。輔助開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)通過(guò)電纜線接入到圖1 端子排上，再通過(guò)航空插件連接匯控柜內(nèi)端子排。這樣，輔助開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)便接到斷路器的控制回路中。

圖1 端子排中黑色矩形框?yàn)長(zhǎng)b01 接點(diǎn)和Lb02 接點(diǎn)，該接點(diǎn)正確的接法是：輔助開(kāi)關(guān)的常閉接點(diǎn)Lb01 和常開(kāi)接點(diǎn)A7 通過(guò)電纜線接入到圖1 端子排Lb01 接點(diǎn)，輔助開(kāi)關(guān)的常閉接點(diǎn)Lb02 和常開(kāi)接點(diǎn)A17 通過(guò)電纜線接入到端子排Lb02接點(diǎn)。經(jīng)排查，現(xiàn)場(chǎng)斷路器B 相機(jī)構(gòu)箱內(nèi)常開(kāi)接點(diǎn)A7 被錯(cuò)誤地接入到端子排Lb02 接點(diǎn)，而常開(kāi)接點(diǎn)A17 被錯(cuò)誤地接入到端子排Lb01 接點(diǎn)，如圖1 兩條灰色橢圓框內(nèi)。

圖1 斷路器機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的端子排

2.2 保護(hù)功能回路缺陷分析

故障斷路器的三相不一致保護(hù)功能回路有兩條，其原理相同，回路1 如圖2 所示，回路2 原理與其相同，不再展示。斷路器本體三相不一致保護(hù)的接線是由斷路器輔助接點(diǎn)形成觸發(fā)回路，把三相斷路器機(jī)構(gòu)箱內(nèi)輔助開(kāi)關(guān)的常閉接點(diǎn)和常開(kāi)接點(diǎn)分別并聯(lián)再串聯(lián)，然后通過(guò)延時(shí)繼電器（47T1、47T2）控制出口跳閘。當(dāng)保護(hù)壓板（LP11、LP21）投入且斷路器發(fā)生三相不一致時(shí)，延時(shí)繼電器47T1 或47T2 兩端得電，繼電器47X1 或47X2 延時(shí)得電，其常開(kāi)接點(diǎn)閉合，從而控制分閘回路導(dǎo)通。

圖2 斷路器非全相控制回路1

斷路器B 相機(jī)構(gòu)箱內(nèi)常開(kāi)接點(diǎn)A7 錯(cuò)誤地接入到端子排Lb02 接點(diǎn)，而常開(kāi)接點(diǎn)A17 錯(cuò)誤的接入到端子排Lb01 接點(diǎn)，即Lb01 接點(diǎn)、TCB-98 接點(diǎn)與輔助開(kāi)關(guān)A17 接點(diǎn)連接，而Lb02 接點(diǎn)、TCB-179 接點(diǎn)與輔助開(kāi)關(guān)A7 接點(diǎn)連接。將保護(hù)壓板1 投入而保護(hù)壓板2 退出，A、C 相分閘而B(niǎo) 相合閘后，非全相回路1 的TCB-98 接點(diǎn)得正電，但是TCB-98 接點(diǎn)與輔助開(kāi)關(guān)A7 接點(diǎn)沒(méi)有連接，輔助開(kāi)關(guān)A7 接點(diǎn)無(wú)正電，時(shí)間繼電器47T1 正端接點(diǎn)無(wú)法得電，從而非全相回路1 無(wú)法導(dǎo)通。同理，將保護(hù)壓板2 投入而保護(hù)壓板1 退出，A、C相分閘而B(niǎo) 相合閘后，非全相回路2 的TCB-179 接點(diǎn)得正電，但是TCB-179 與輔助開(kāi)關(guān)A17 接點(diǎn)沒(méi)有連接，輔助開(kāi)關(guān)A17 接點(diǎn)無(wú)正電，時(shí)間繼電器47T2 正端接點(diǎn)無(wú)法得電，回路2 無(wú)法導(dǎo)通。

可以看出，由于電纜線接點(diǎn)接入錯(cuò)誤，當(dāng)出現(xiàn)A、C 相分閘而B(niǎo) 相合閘的情況時(shí)，三相不一致保護(hù)無(wú)法跳開(kāi)B 閘。

3 整改情況

變電站500 kV 斷路器三相不一致保護(hù)功能驗(yàn)收中發(fā)現(xiàn)的缺陷暴露了以下問(wèn)題：①產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)、廠內(nèi)操作人員隨意性大；②產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)流于形式，質(zhì)量檢驗(yàn)把關(guān)力度不夠；③現(xiàn)場(chǎng)施工人員交接試驗(yàn)未認(rèn)真檢查校驗(yàn)斷路器的功能。

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)有錯(cuò)誤的接線重新整改，對(duì)斷路器進(jìn)行三相不一致功能校驗(yàn)合格。

4 結(jié)語(yǔ)

某變電站斷路器當(dāng)A、C 相分閘而B(niǎo) 相合閘時(shí)，三相不一致保護(hù)無(wú)法跳開(kāi)B 相斷路器，其原因?yàn)槎谓泳€錯(cuò)誤。二次電纜線路接點(diǎn)繁多，接線人員接錯(cuò)線概率也較大，此次缺陷發(fā)現(xiàn)后要求對(duì)隱蔽點(diǎn)、未見(jiàn)異常點(diǎn)仍需加強(qiáng)關(guān)注，減少習(xí)慣意識(shí)，按照變電站設(shè)備驗(yàn)收規(guī)程規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行，杜絕此類隱患遺留。