淺談斷路器三相不一致保護

伏曉霞

（茂名市粵能電力股份有限公司，廣東 茂名 525011）

目前220kV 及以上電壓等級的電網中，對分相操作斷路器的應用越來越多， 這種方式可以大大提高電力系統的供電穩定性。但是由于設備本身質量問題導致的分相操作機構分、合閘時間和同期性的差異以及人為操作等原因， 運行中可能出現由于合閘的不同期和分閘的不同期引起的三相不一致運行異常狀態。 當斷路器出現三相不一致運行時，會對電力系統的運行產生很大的危害。 斷路器的三相不一致運行導致電網產生負序和零序電流，若不快速切除三相不一致運行線路，就有可能導致保護誤動，發生越級跳閘。 鑒于斷路器三相不一致運行產生的嚴重后果，應將其異常運行時間盡量縮短。 三相不一致保護是為限制三相不一致運行的時間所配置的輔助保護， 因此采用三相不一致保護來防止斷路器三相不一致運行是非常必要的， 該保護能夠減少三相不一致運行時間，提高電網可靠性。

1 三相不一致微機保護

三相不一致微機保護裝置可以通過斷路器輔助接點位置（即三相不一致開入）以及零序電流、負序電流和相電流來判斷斷路器的三相不一致運行狀態。三相不一致保護共有兩個時限。三相不一致一時限恒不受相電流判據閉鎖，是否經零序、負序電流判據由控制字來定，其保護邏輯圖如圖1 所示。

圖1 三相不一致保護邏輯圖

而三相不一致保護二時限可整定選擇是否經過相電流判據閉鎖， 其三相不一致二時限加入相電流判據保護邏輯圖如圖2 所示。

圖2 非全相二時限加入相電流判據

下面以南瑞CZX-12G 與PCS-974A 為例說明三相不一致微機保護的原理。 其中PCS-974A 為本體及斷路器輔助保護裝置，CZX-12G 為220kV 操作箱。 其三相不一致強電開入回路如圖3 所示。

圖3 三相不一致保護三相不一致強電開入原理圖

三相不一致保護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的組合構成三相不一致的開入判據。 220kV操作回路中，只有一組合閘回路，兩組跳閘回路。 所以，圖3 開入回路中TWJ 只有一組，而HWJ 是兩組。

PCS-974A 裝置的CPU 經過程序運行， 邏輯判斷之后三相不一致1 時限啟動三相不一致出口繼電器FQX1。然后其相應觸電啟動操作箱TJF 繼電器 （此繼電器不啟動重合閘不啟動失靈）。 此開入回路如圖4 所示。

由于電網負荷電流和三相不一致零序電流隨著電網發展也有了很大增加， 因此要求投入220kV 及以上電網保護裝置中有電流判別的三相不一致保護。 三相不一致保護的動作時間要躲過線路保護的重合閘時間。 但是如果動作時間太長，或因故未能動作，則重負荷線路的零序保護四段會越級誤動。 因此，考慮與線路零序保護間配合的需要， 將三相不一致保護的動作時間整定為1.5 秒。

2 斷路器本體三相不一致保護

斷路器本體的三相不一致保護采用的是開關的輔助接點的組合作為斷路器三相不一致運行的判據。 當開關實際位置三相不一致后，啟動時間繼電器，時間繼電器經一個延時后動作啟動出口繼電器，跳開三相不一致運行的斷路器。

本體三相不一致保護是十分必要的。 因為當線路剛啟動或者檢修后復電時運行電流很小。 若此時出現三相不一致運行，由于裝置保護的三相不一致要經零序和負序電流閉鎖， 保護裝置的三相不一致可能不會動作。此時若沒有本體三相不一致保護，會對運行造成不利影響。 例如2011年3月500kV 來賓變電站#1 主變停電檢修結束后，在進行復電操作時，只有C 相合上，出現三相不一致運行。 由于2001 斷路器本體三相不一致保護因運行不可靠拆除， 未進行進一步整改， 最終主變兩套PCS-978CF零序過流動作，跳開了5011、5012、2001 斷路器，造成事故擴大。

斷路器本體三相不一致保護利用斷路器輔助觸點組合構成啟動三相不一致保護時間繼電器。 一般情況該繼電器經過2S延時后啟動三相不一致出口繼電器。 本體三相不一致保護開入回路如圖5 所示。

圖5 本體三相不一致保護開入回路

圖5 中K16、K26 為三相不一致保護時間繼電器，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可靠動作， 其也采用兩路保護開入回路，這兩路開入回路電源分別取自斷路器兩路操作電源。

3 結語

綜上所述，分相操作斷路器設備本身質量問題以及人為操作的原因會導致三相不一致運行的異常狀態。 斷路器三相不一致保護能夠提供斷路器三相不一致運行時的保護， 采用三相不一致保護來防止斷路器三相不一致運行是非常必要的， 該保護能夠減少三相不一致運行時間，提高電網供電可靠性。 而且三相不一致微機保護與斷路器本體三相不一致保護一起投入運行可以加大保護的可靠性。

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