監控發斷路器三相位置不一致信號原因探討

摘 要：調度監控后臺信號中常見斷路器三相不一致信號，信號回路異常、保護動作、檢修操作均可能發出該信號。本文詳細論述斷路器三相不一致信號發生的常見原因，為運行人員判斷設備是否正常運行提供依據。

關鍵詞：監控發斷路器；三相位置；信號；就地；遠方

中圖分類號：TM561 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 20-0000-02

220kV及以上電力系統的斷路器一般采用分相操作機構，斷路器在運行中由于各種原因，如斷路器偷跳，線路故障等，斷路器三相可能會斷開其中一相或兩相，從而造成三相不一致（即非全相運行）狀態。斷路器三相不一致會導致零序、負序電流產生，當零序、負序電流持續很長時間，很可能會導致較大的零序或負序電流，將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或斷開斷路器三相，避免電力系統停電范圍擴大。斷路器非全相運行狀態的三相不一致保護多用于220kV及以上系統中，作用于跳開已處于不正常狀態的斷路器，保護屏及斷路器本身機構箱中均有反映斷路器三相位置不一致的保護[1-3]。“六統一”標準化新規范要求三相不一致保護、斷路器防跳功能應由路器本體機構實現。但是目前改擴建站以及運行的某些站均采用的是保護屏內的功能模塊實現。因此斷路器三相位置不一致信號發生的可能性就比較多。因此，本文對斷路器三相位置不一致信號發生的常見原因進行探究，對運行檢修人員判斷設備是否正常運行提供有力依據。

一、常見原因分析

（一）信號回路異常

斷路器正常運行時，信號回路異常發斷路器三相位置不一致信號發生率很高。常見原因如下：斷路器位置信號回路有一相位置信號失去；TWJ、HWJ繼電器接點發生粘黏；操作回路斷線、SF6壓力低或液壓壓力低閉鎖操作回路；機械故障閉鎖操作回路；信號回路絕緣不良。

（二）保護動作

當線路發生永久性單相接地故障時，保護裝置選擇性跳開一相故障，重合不成功，此時將出現斷路器三相位置不一致，斷路器三相位置不一致保護啟動，經電流判據后動作，期間應發三相位置不一致信號；當線路故障應跳開三相斷路器時，只跳開一相或兩相，此時處于非全相運行狀態，可經三相位置不一致保護動作跳開三相斷路器。當系統處于非全相運行狀態時，系統中出現的負序、零序等分量對電氣設備產生較大危害。由于出現負序、零序等分量，使得系統中的一些保護可能處于啟動狀態，將會使電網存在潛在的不安全，極端情況下，系統中的負序、零序等分量還可能使一些保護（如零序電流保護）越級動作跳閘，誤跳正常運行的線路。對于系統采用單重、綜重等方式，故障跳閘造成的非全相運行，若重合閘成功，系統自然很快轉入全相運行；若重合于故障，斷路器三相跳閘，系統也轉入全相運行。對這種等待重合的非全相狀態，系統中的設備和保護必須予以考慮[4]。例如可以通過采取提高定值、加大延時等措施，來躲過重合閘周期。對于因設備質量、回路等問題造成的非全相狀態，此類情況要復雜一些。例如，當斷路器偷跳一相，此時由于斷路器位置不對應，重合閘應當立即啟動，斷路器進行重合，但是如果是斷路器本體出現問題，偷跳相不能重合，斷路器將非全相運行，非全相運行危害極大。因此應當裝設能反映斷路器非全相運行狀態的非全相保護，作用于跳開已處于不正常狀態的斷路器。目前220kV及以上斷路器機構箱中有反映斷路器三相位置不一致的保護，可根據現場實際情況使用。

（三）檢修操作

檢修期間操作斷路器使其三相位置不一致，可能報斷路器位置三相不一致信號；當斷路器C相機構內“就地/遠方”位置切換到“就地”位置，保護屏發斷路器三相位置不一致信號；檢修誤碰斷路器不一致出口繼電器，導致斷路器動作。

二、三相不一致信號出現常見處理措施

（一）斷路器三相不一致信號特性

三相不一致斷路器保護發信僅用斷路器輔助開關接點作為啟動判據，缺少其他閉鎖條件，因此易受輔助開關接點好壞而誤發信。當天氣條件潮濕，戶外斷路器三相不一致信號回路若出現兩點接地現場，容易出現三相不一致保護啟動的信號，因此斷路器結構箱內均要求按照驅潮裝置。

斷路器本體的三相不一致保護在系統正常運行時投入運行，但線路電流較小時，若此時剛好發生斷路器三相不一致及非全相運行時，保護裝置內部三相不一致保護經零序電流或負序電流閉鎖，此時，零序電流或負序電流值很小，很可能未達到動作定值，此時三相不一致保護將不會動作，斷路器非全相運行將長期存在，危害電網安全，因此對于動作定植整定需要根據負荷來進行調整。

（二）三相不一致信號處理措施

監控系統法斷路器三相不一致信號后，運行值班人員要及時對該事件進行處理。第一步要根據現場實際情況判斷斷路器是否真實出現斷路器三相不一致的情況。

若出現現場斷路器實際已跳開一相，系統處于非全相運行中。在征得調度允許的情況下，對斷路器進行合閘操作。合閘不成功，則應將其他兩相也斷開。操作完畢后，應將三相不一致信號進行復歸操作。

若現場斷路器實際位置未發生三相不一致情況，則考慮為誤發信，保護的二次回路存在問題，很有可能存在TWJ與HWJ同時導通的情況，在值班人員無法處理的條件下，上報缺陷，待檢修人員進行處理。

三、實例分析

（一）檢修操作導致的誤發信號

某變電站進行220kV斷路器液壓壓力降低處理工作時，WXH-803A線路保護裝置于當日05時16分發“開關長期三相不一致”信號，當日05時19分“開關長期三相不一致”信號返回，05時19分重新發“開關長期三相不一致”信號，最后06時43分“開關長期三相不一致”信號返回。

現場檢修人員斷路器操作過程為：

（1）將該斷路器C相機構內“就地/遠方”位置切換到“就地”位置。

（2）采用現場合、分斷路器。

該斷路器三相不一致保護是采用的兩套線路保護功能，未采用斷路器輔助保護。

原因有如下兩種可能：

（1）如圖1所示：該斷路器三相位置不一致信號設計采用的a、b、c三相TWJ并聯，a、b、c兩組HWJ并聯，兩者再串聯的方式組成。當三相位置同時為分位時，TWJ均導通，所有HWJ均斷開，故此回路不通，不發信號；當三相位置同時在合位時，TWJ均斷開，HWJ均導通，此回路依然不通，不發信號；當三相中其中有一相與其他兩相位置不同時，以A、B相在合位，C相在分位為例：此時TWJc導通，HWJa、HWJb導通，因此回路導通，將發三相不一致信號。

經運行人員操作后的斷路器位置為三相斷路器均在分位，此時不報三相不一致信號。但是當將該斷路器C相機構內“就地/遠方”位置切換到“就地”位置時，TWJc相斷開，而此時TWJa、TWJb均導通，若此時檢修人員操作斷路器，將斷路器由分到合，然后將“就地/遠方”位置切換到“遠方”位置，此時HWJc導通，故三相不一致信號回路導通，保護裝置發三相不一致信號，保護裝置三相不一致保護啟動。當檢修任務完成，該斷路器恢復到分位，斷路器C相機構內“就地/遠方”位置切換到“遠方”位置后，三相不一致信號返回。

（2）當將該斷路器C相機構內“就地/遠方”位置切換到“就地”位置時，TWJc相斷開，此時由保護裝置自身判斷斷路器三相位置不一致，三相位置不一致啟動，通過網絡傳到信息子站屏。

因此，該保護裝置發“三相不一致”信號為斷路器檢修期間斷路器機構箱內“就地/遠方”位置切換到“就地”位置引起，屬于正常現象。

三、結束語

本文對斷路器三相位置不一致信號發生的常見原因進行探究，結合實例進行分析，為日常檢修及維護過程中正確進行分類判斷提供依據，加強設備運行監視，快速處理故障，提高供電而可靠性。

參考文獻：

[1]李海燕，王旭紅.斷路器三相不一致保護應用研究[J].電力學報，2014（04）.

[2]鄭錫東.淺談斷路器三相不一致保護[J].科技與創新，2014（06）.

[3]謝婉瑩.220kV斷路器本體三相不一致保護動作分析探討[J].黑龍江科技信息，2013（36）.

[4]張云芳，李因勤，尚緒勇.斷路器三相不一致保護應用分析[J].云南電力技術，2009（04）.

[作者簡介]徐榮祥（1976.06-），男，湖南桃源人，助理工程師，技術負責人，主要從事電力系統變電設備檢修技術研究。