淺議斷路器三相不一致保護

鄭錫東

摘 要：出于供電可靠性考慮，現在220 kV及以上電壓等級的電網普遍采用分相操作的斷路器。但在實際的電網運行中，由于斷路器偷跳和保護沒有啟動等原因，可能導致斷路器三相不一致的現象出現。針對以上問題，詳細分析了斷路器三相不一致保護的工作原理，并在此基礎上給出了處理方法。

關鍵詞：斷路器；三相不一致；非全相；跳閘

中圖分類號：TM561 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）06-0052-02

1 斷路器三相不一致保護的工作原理

運行經驗表明，90%的電網故障都是單相瞬時接地故障。出于對供電可靠性的考慮，220 kV及以上電壓等級的斷路器都是采取單相重合閘的方式。所以，220 kV及以上電壓等級的斷路器普遍是可以分相操作的。

但是，采用分相操作機構的斷路器在運行中由于各種原因，斷路器三相可能斷開一相或兩相，造成三相不一致（即非全相運行）。斷路器三相不一致會導致零序、負序電流較大，如果這些零序、負序電流持續很長時間，就會導致重負荷線路的零序保護四段越級誤動作。因此，裝設斷路器三相不一致保護的作用是恢復斷路器三相全相運行，避免上述情況的出現。

斷路器三相不一致保護有兩種：①斷路器本體的三相不一致保護；②保護裝置的三相不一致保護。下面就談談這兩種方式的工作原理。

斷路器本體的三相不一致保護原理如圖1所示（這里分析的是西門子220 kV電壓等級的3AQ1—EE型號的斷路器）。三相不一致回路動作原理如下：當出現三相不一致情況后，每相斷路器分閘位置輔助常閉觸點S1LA與合閘位置輔助常開觸點S1LA同時接通，時間繼電器K16勵磁，后經過一段時間繼電器K16延時2 s啟動三相不一致保護繼電器K63，經三相不一致保護繼電器K63接點接通三相跳閘線圈，以斷開仍在運行的其他相斷路器。在斷路器本體三相不一致保護中，需要考慮到線路出現單相故障后，斷路器單相跳開后等待單相重合閘的時間。所以，時間繼電器K16延時2 s就是為了避開線路重合閘時限。

保護裝置的三相不一致保護由RCS—923A保護裝置實現，非全相位置開入接點由CZX-12R2操作繼電器箱提供，如圖2所示。當三相位置不一致保護投入時，如果有三相位置不一致接點輸入，總啟動原件動作并展寬7 s去開放出口繼電正電源。三相不一致保護可采用零序電流或負序電流作為動作的輔助判據，可分別由控制字選擇投退。三相不一致保護的動作邏輯：在不一致保護投入的情況下，當零序電流或負序電流動作元件動作，并且非全相位置有開入時，不一致保護延時1.5 s（按定值單執行）去啟動跳閘繼電器跳閘。

2 三相不一致保護的特點

斷路器本體三相不一致保護容易受氣候影響而誤動作。因為斷路器本體非全相保護僅用斷路器的輔助觸點作為啟動判據，沒有采用其他條件來閉鎖保護，所以斷路器本體三相不一致保護容易誤動作。當天氣潮濕時，在戶外運行的斷路器容易出現三相不一致保護啟動、回路兩點接地的現象，從而造成非全相保護誤動作。為了避免此類現象的出現，現在的斷路器機構箱和端子箱都裝設有智能加熱器。

斷路器本體三相不一致保護必須投入運行。當線路剛啟動或運行電流很小時，如果恰好此時出現斷路器非全相運行（三相不一致），由于裝置保護的三相不一致保護要經零序或負序電流閉鎖，此時的零序或負序電流小到不足以令啟動元件動作，那么，保護裝置的三相不一致保護可能不會動作。此時，如果沒有斷路器本體三相不一致保護就無法快速切除故障，這將會影響電網的安全、穩定運行。

三相不一致保護不會啟動失靈保護。斷路器三相不一致的危害主要表現在可能會引起相鄰線路的零序保護誤動。但是，三相不一致保護一旦接入失靈回路，三相不一致動作將會切除整條母線。與引起相鄰線路保護誤動而切除線路相比，切除母線的危害要嚴重很多。因此，三相不一致保護不啟動失靈保護。

3 出現三相不一致信號的處理

當監控系統發出“三相不一致信號”時，值班員必須馬上對此異常信號進行處理。出現“三相不一致”信號的原因是，在CZX—12R2裝置里面的三相不一致發信回路中，任意一相的HWJ與TWJ接點同時閉合或短路，導致裝置起動發信。考慮到有可能是保護二次回路故障，所以，值班員必須馬上去現場檢查斷路器的位置。

當現場斷路器位置檢查為三相一致時，必須考慮到是三相不一致保護回路出現了問題，導致保護誤發“三相不一致”信號。在值班員無法處理的情況下，應該將此問題上報相關專業班組，等待班組人員處理。

當現場開關位置檢查為三相不一致時，斷路器因單相自動跳閘造成兩相運行時，應立即合閘一次，合閘不成功則應斷開其余兩相斷路器；如果是跳開兩相，應立即將斷路器斷開。處理完后，應檢查斷路器三相位置不一致信號是否復歸。

如果非全相斷路器無法斷開或合上時，在向調度匯報后，應根據變電站內主接線的特點采用不同的處理方法：①對有旁路斷路器的變電站，用旁路斷路器與非全相斷路器并聯后，退出旁路斷路器的控制電源，用隔離開關解環，使非全相斷路器停電；②對雙母線接線的變電站，可以進行倒母線操作，使母聯斷路器與非全相斷路器串聯，斷開對側線路斷路器，用母聯斷路器斷開負荷電流，然后再拉開非全相斷路器兩側的隔離開關；③對單母線接線的變電站，可以向調度申請斷開線路對側的斷路器，然后在非全相斷路器機構箱就地斷開斷路器；④母聯斷路器非全相運行時，應立即倒空其中一條母線，再拉開母聯斷路器兩側的隔離開關。

4 結束語

在電網容量越來越大，對供電可靠性要求越來越高的今天，為了消除故障，迅速恢復供電，220 kV及以上電壓等級的斷路器普遍采用分相操作。但是斷路器一旦出現三相不一致（非全相運行）的情況，伴隨三相不一致而產生的零序、負序電流將有可能造成相鄰線路保護誤動（越級跳閘），擴大事故范圍。因此，220 kV及以上電壓等級的斷路器必須裝設有斷路器三相不一致保護。為了電網的安全、穩定運行，掌握三相不一致保護原理對值班員準確處理斷路器三相不一致的問題起到了重要的作用。

參考文獻

[1]廣東省電力調度中心.廣東省電力系統繼電保護反事故措施及釋義[M].2007版.北京：中國電力出版社，2007.

[2]張全元.變電運行現場技術問答[M].第二版.北京：中國電力出版社，2009.

[3]黃遠飛，彭澤華.斷路器本體三相不一致保護設計分析[J].南方電網技術，2012（04）.

〔編輯：白潔〕

摘 要：出于供電可靠性考慮，現在220 kV及以上電壓等級的電網普遍采用分相操作的斷路器。但在實際的電網運行中，由于斷路器偷跳和保護沒有啟動等原因，可能導致斷路器三相不一致的現象出現。針對以上問題，詳細分析了斷路器三相不一致保護的工作原理，并在此基礎上給出了處理方法。

關鍵詞：斷路器；三相不一致；非全相；跳閘

中圖分類號：TM561 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）06-0052-02

1 斷路器三相不一致保護的工作原理

運行經驗表明，90%的電網故障都是單相瞬時接地故障。出于對供電可靠性的考慮，220 kV及以上電壓等級的斷路器都是采取單相重合閘的方式。所以，220 kV及以上電壓等級的斷路器普遍是可以分相操作的。

但是，采用分相操作機構的斷路器在運行中由于各種原因，斷路器三相可能斷開一相或兩相，造成三相不一致（即非全相運行）。斷路器三相不一致會導致零序、負序電流較大，如果這些零序、負序電流持續很長時間，就會導致重負荷線路的零序保護四段越級誤動作。因此，裝設斷路器三相不一致保護的作用是恢復斷路器三相全相運行，避免上述情況的出現。

斷路器三相不一致保護有兩種：①斷路器本體的三相不一致保護；②保護裝置的三相不一致保護。下面就談談這兩種方式的工作原理。

斷路器本體的三相不一致保護原理如圖1所示（這里分析的是西門子220 kV電壓等級的3AQ1—EE型號的斷路器）。三相不一致回路動作原理如下：當出現三相不一致情況后，每相斷路器分閘位置輔助常閉觸點S1LA與合閘位置輔助常開觸點S1LA同時接通，時間繼電器K16勵磁，后經過一段時間繼電器K16延時2 s啟動三相不一致保護繼電器K63，經三相不一致保護繼電器K63接點接通三相跳閘線圈，以斷開仍在運行的其他相斷路器。在斷路器本體三相不一致保護中，需要考慮到線路出現單相故障后，斷路器單相跳開后等待單相重合閘的時間。所以，時間繼電器K16延時2 s就是為了避開線路重合閘時限。

保護裝置的三相不一致保護由RCS—923A保護裝置實現，非全相位置開入接點由CZX-12R2操作繼電器箱提供，如圖2所示。當三相位置不一致保護投入時，如果有三相位置不一致接點輸入，總啟動原件動作并展寬7 s去開放出口繼電正電源。三相不一致保護可采用零序電流或負序電流作為動作的輔助判據，可分別由控制字選擇投退。三相不一致保護的動作邏輯：在不一致保護投入的情況下，當零序電流或負序電流動作元件動作，并且非全相位置有開入時，不一致保護延時1.5 s（按定值單執行）去啟動跳閘繼電器跳閘。

2 三相不一致保護的特點

斷路器本體三相不一致保護容易受氣候影響而誤動作。因為斷路器本體非全相保護僅用斷路器的輔助觸點作為啟動判據，沒有采用其他條件來閉鎖保護，所以斷路器本體三相不一致保護容易誤動作。當天氣潮濕時，在戶外運行的斷路器容易出現三相不一致保護啟動、回路兩點接地的現象，從而造成非全相保護誤動作。為了避免此類現象的出現，現在的斷路器機構箱和端子箱都裝設有智能加熱器。

斷路器本體三相不一致保護必須投入運行。當線路剛啟動或運行電流很小時，如果恰好此時出現斷路器非全相運行（三相不一致），由于裝置保護的三相不一致保護要經零序或負序電流閉鎖，此時的零序或負序電流小到不足以令啟動元件動作，那么，保護裝置的三相不一致保護可能不會動作。此時，如果沒有斷路器本體三相不一致保護就無法快速切除故障，這將會影響電網的安全、穩定運行。

三相不一致保護不會啟動失靈保護。斷路器三相不一致的危害主要表現在可能會引起相鄰線路的零序保護誤動。但是，三相不一致保護一旦接入失靈回路，三相不一致動作將會切除整條母線。與引起相鄰線路保護誤動而切除線路相比，切除母線的危害要嚴重很多。因此，三相不一致保護不啟動失靈保護。

3 出現三相不一致信號的處理

當監控系統發出“三相不一致信號”時，值班員必須馬上對此異常信號進行處理。出現“三相不一致”信號的原因是，在CZX—12R2裝置里面的三相不一致發信回路中，任意一相的HWJ與TWJ接點同時閉合或短路，導致裝置起動發信。考慮到有可能是保護二次回路故障，所以，值班員必須馬上去現場檢查斷路器的位置。

當現場斷路器位置檢查為三相一致時，必須考慮到是三相不一致保護回路出現了問題，導致保護誤發“三相不一致”信號。在值班員無法處理的情況下，應該將此問題上報相關專業班組，等待班組人員處理。

當現場開關位置檢查為三相不一致時，斷路器因單相自動跳閘造成兩相運行時，應立即合閘一次，合閘不成功則應斷開其余兩相斷路器；如果是跳開兩相，應立即將斷路器斷開。處理完后，應檢查斷路器三相位置不一致信號是否復歸。

如果非全相斷路器無法斷開或合上時，在向調度匯報后，應根據變電站內主接線的特點采用不同的處理方法：①對有旁路斷路器的變電站，用旁路斷路器與非全相斷路器并聯后，退出旁路斷路器的控制電源，用隔離開關解環，使非全相斷路器停電；②對雙母線接線的變電站，可以進行倒母線操作，使母聯斷路器與非全相斷路器串聯，斷開對側線路斷路器，用母聯斷路器斷開負荷電流，然后再拉開非全相斷路器兩側的隔離開關；③對單母線接線的變電站，可以向調度申請斷開線路對側的斷路器，然后在非全相斷路器機構箱就地斷開斷路器；④母聯斷路器非全相運行時，應立即倒空其中一條母線，再拉開母聯斷路器兩側的隔離開關。

4 結束語

在電網容量越來越大，對供電可靠性要求越來越高的今天，為了消除故障，迅速恢復供電，220 kV及以上電壓等級的斷路器普遍采用分相操作。但是斷路器一旦出現三相不一致（非全相運行）的情況，伴隨三相不一致而產生的零序、負序電流將有可能造成相鄰線路保護誤動（越級跳閘），擴大事故范圍。因此，220 kV及以上電壓等級的斷路器必須裝設有斷路器三相不一致保護。為了電網的安全、穩定運行，掌握三相不一致保護原理對值班員準確處理斷路器三相不一致的問題起到了重要的作用。

參考文獻

[1]廣東省電力調度中心.廣東省電力系統繼電保護反事故措施及釋義[M].2007版.北京：中國電力出版社，2007.

[2]張全元.變電運行現場技術問答[M].第二版.北京：中國電力出版社，2009.

[3]黃遠飛，彭澤華.斷路器本體三相不一致保護設計分析[J].南方電網技術，2012（04）.

〔編輯：白潔〕

摘 要：出于供電可靠性考慮，現在220 kV及以上電壓等級的電網普遍采用分相操作的斷路器。但在實際的電網運行中，由于斷路器偷跳和保護沒有啟動等原因，可能導致斷路器三相不一致的現象出現。針對以上問題，詳細分析了斷路器三相不一致保護的工作原理，并在此基礎上給出了處理方法。

關鍵詞：斷路器；三相不一致；非全相；跳閘

中圖分類號：TM561 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）06-0052-02

1 斷路器三相不一致保護的工作原理

運行經驗表明，90%的電網故障都是單相瞬時接地故障。出于對供電可靠性的考慮，220 kV及以上電壓等級的斷路器都是采取單相重合閘的方式。所以，220 kV及以上電壓等級的斷路器普遍是可以分相操作的。

但是，采用分相操作機構的斷路器在運行中由于各種原因，斷路器三相可能斷開一相或兩相，造成三相不一致（即非全相運行）。斷路器三相不一致會導致零序、負序電流較大，如果這些零序、負序電流持續很長時間，就會導致重負荷線路的零序保護四段越級誤動作。因此，裝設斷路器三相不一致保護的作用是恢復斷路器三相全相運行，避免上述情況的出現。

斷路器三相不一致保護有兩種：①斷路器本體的三相不一致保護；②保護裝置的三相不一致保護。下面就談談這兩種方式的工作原理。

斷路器本體的三相不一致保護原理如圖1所示（這里分析的是西門子220 kV電壓等級的3AQ1—EE型號的斷路器）。三相不一致回路動作原理如下：當出現三相不一致情況后，每相斷路器分閘位置輔助常閉觸點S1LA與合閘位置輔助常開觸點S1LA同時接通，時間繼電器K16勵磁，后經過一段時間繼電器K16延時2 s啟動三相不一致保護繼電器K63，經三相不一致保護繼電器K63接點接通三相跳閘線圈，以斷開仍在運行的其他相斷路器。在斷路器本體三相不一致保護中，需要考慮到線路出現單相故障后，斷路器單相跳開后等待單相重合閘的時間。所以，時間繼電器K16延時2 s就是為了避開線路重合閘時限。

保護裝置的三相不一致保護由RCS—923A保護裝置實現，非全相位置開入接點由CZX-12R2操作繼電器箱提供，如圖2所示。當三相位置不一致保護投入時，如果有三相位置不一致接點輸入，總啟動原件動作并展寬7 s去開放出口繼電正電源。三相不一致保護可采用零序電流或負序電流作為動作的輔助判據，可分別由控制字選擇投退。三相不一致保護的動作邏輯：在不一致保護投入的情況下，當零序電流或負序電流動作元件動作，并且非全相位置有開入時，不一致保護延時1.5 s（按定值單執行）去啟動跳閘繼電器跳閘。

2 三相不一致保護的特點

斷路器本體三相不一致保護容易受氣候影響而誤動作。因為斷路器本體非全相保護僅用斷路器的輔助觸點作為啟動判據，沒有采用其他條件來閉鎖保護，所以斷路器本體三相不一致保護容易誤動作。當天氣潮濕時，在戶外運行的斷路器容易出現三相不一致保護啟動、回路兩點接地的現象，從而造成非全相保護誤動作。為了避免此類現象的出現，現在的斷路器機構箱和端子箱都裝設有智能加熱器。

斷路器本體三相不一致保護必須投入運行。當線路剛啟動或運行電流很小時，如果恰好此時出現斷路器非全相運行（三相不一致），由于裝置保護的三相不一致保護要經零序或負序電流閉鎖，此時的零序或負序電流小到不足以令啟動元件動作，那么，保護裝置的三相不一致保護可能不會動作。此時，如果沒有斷路器本體三相不一致保護就無法快速切除故障，這將會影響電網的安全、穩定運行。

三相不一致保護不會啟動失靈保護。斷路器三相不一致的危害主要表現在可能會引起相鄰線路的零序保護誤動。但是，三相不一致保護一旦接入失靈回路，三相不一致動作將會切除整條母線。與引起相鄰線路保護誤動而切除線路相比，切除母線的危害要嚴重很多。因此，三相不一致保護不啟動失靈保護。

3 出現三相不一致信號的處理

當監控系統發出“三相不一致信號”時，值班員必須馬上對此異常信號進行處理。出現“三相不一致”信號的原因是，在CZX—12R2裝置里面的三相不一致發信回路中，任意一相的HWJ與TWJ接點同時閉合或短路，導致裝置起動發信。考慮到有可能是保護二次回路故障，所以，值班員必須馬上去現場檢查斷路器的位置。

當現場斷路器位置檢查為三相一致時，必須考慮到是三相不一致保護回路出現了問題，導致保護誤發“三相不一致”信號。在值班員無法處理的情況下，應該將此問題上報相關專業班組，等待班組人員處理。

當現場開關位置檢查為三相不一致時，斷路器因單相自動跳閘造成兩相運行時，應立即合閘一次，合閘不成功則應斷開其余兩相斷路器；如果是跳開兩相，應立即將斷路器斷開。處理完后，應檢查斷路器三相位置不一致信號是否復歸。

如果非全相斷路器無法斷開或合上時，在向調度匯報后，應根據變電站內主接線的特點采用不同的處理方法：①對有旁路斷路器的變電站，用旁路斷路器與非全相斷路器并聯后，退出旁路斷路器的控制電源，用隔離開關解環，使非全相斷路器停電；②對雙母線接線的變電站，可以進行倒母線操作，使母聯斷路器與非全相斷路器串聯，斷開對側線路斷路器，用母聯斷路器斷開負荷電流，然后再拉開非全相斷路器兩側的隔離開關；③對單母線接線的變電站，可以向調度申請斷開線路對側的斷路器，然后在非全相斷路器機構箱就地斷開斷路器；④母聯斷路器非全相運行時，應立即倒空其中一條母線，再拉開母聯斷路器兩側的隔離開關。

4 結束語

在電網容量越來越大，對供電可靠性要求越來越高的今天，為了消除故障，迅速恢復供電，220 kV及以上電壓等級的斷路器普遍采用分相操作。但是斷路器一旦出現三相不一致（非全相運行）的情況，伴隨三相不一致而產生的零序、負序電流將有可能造成相鄰線路保護誤動（越級跳閘），擴大事故范圍。因此，220 kV及以上電壓等級的斷路器必須裝設有斷路器三相不一致保護。為了電網的安全、穩定運行，掌握三相不一致保護原理對值班員準確處理斷路器三相不一致的問題起到了重要的作用。

參考文獻

[1]廣東省電力調度中心.廣東省電力系統繼電保護反事故措施及釋義[M].2007版.北京：中國電力出版社，2007.

[2]張全元.變電運行現場技術問答[M].第二版.北京：中國電力出版社，2009.

[3]黃遠飛，彭澤華.斷路器本體三相不一致保護設計分析[J].南方電網技術，2012（04）.

〔編輯：白潔〕