一起斷路器三相不一致保護(hù)拒動(dòng)原因分析

摘要：某變電站220kV斷路器合閘送電過程中，兩相拒合，斷路器三相不一致保護(hù)拒動(dòng)。經(jīng)檢查分析得出，該事故由斷路器原件質(zhì)量缺陷、二次回路設(shè)計(jì)缺陷和保護(hù)配置不合理等原因引起。文章針對(duì)發(fā)生事故的原因，提出了整改防范措施。

關(guān)鍵詞：斷路器；三相不一致保護(hù)；保護(hù)拒動(dòng)；TWJ；合閘送電 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM561 文章編號(hào)：1009-2374（2015）16-0135-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.066

220kV及以上電壓等級(jí)分相操作的斷路器，由于在運(yùn)行中可能出現(xiàn)非全相運(yùn)行的狀態(tài)，造成系統(tǒng)出現(xiàn)零序或負(fù)序分量，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。按照相關(guān)技術(shù)要求，需配置斷路器三相不一致保護(hù)。然而，斷路器三相不一致保護(hù)的配置方案及二次回路接線可能對(duì)保護(hù)正確動(dòng)作造成很大影響，有時(shí)會(huì)造成三相不一致保護(hù)拒動(dòng)。

1 事故簡(jiǎn)介

2011年3月20日，某500kV變電站#1主變送電過程中，在合上變壓器500kV側(cè)2臺(tái)斷路器充電正常后，操作合220kV側(cè)2001斷路器過程中，監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出“2001斷路器三相不一致運(yùn)行”、“2001斷路器控制回路斷線”、“#1主變第一保護(hù)公共繞組零序過流保護(hù)動(dòng)作”、“#1主變第二套保護(hù)公共繞組零序過流保護(hù)動(dòng)作”告警信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)檢查#1主變?nèi)齻?cè)斷路器均在斷開位置。

事故后檢查發(fā)現(xiàn)，2001斷路器在操作時(shí)僅有C相成功合閘，A、B相斷路器由于控制回路問題拒合，而斷路器的三相不一致保護(hù)拒動(dòng)，非全相狀態(tài)由主變第一、第二套保護(hù)公共繞組零序過流保護(hù)動(dòng)作切除。

進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)：2001斷路器匯控箱內(nèi)用于A、B相“遠(yuǎn)/近控切換”的2個(gè)把手SPT1、SPT2在切換至“遠(yuǎn)方”位置時(shí)，其控制斷路器合閘的接點(diǎn)導(dǎo)通不良：測(cè)量SPT1、SPT2切換把手接入斷路器遠(yuǎn)控合閘回路接點(diǎn)電阻不導(dǎo)通的情況居多，偶爾導(dǎo)通時(shí)其電阻也在40～800Ω之間。由此判斷在2001斷路器遙控合閘時(shí)，A、B相“遠(yuǎn)/近控切換”把手SPT1、SPT2接入遠(yuǎn)控合閘的接點(diǎn)不導(dǎo)通或電阻過大，造成A、B相合閘控制回路實(shí)際斷線，從而A、B相無法合閘。

2 原因分析

2001斷路器為1991年投產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)設(shè)備，分相操作機(jī)構(gòu)，操作繼電器箱為分相操作箱。由于當(dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)斷路器本體三相不一致保護(hù)總體運(yùn)行情況不佳，2003年運(yùn)行單位已根據(jù)有關(guān)文件的要求將其本體三相不一致保護(hù)取消，使用主變保護(hù)C屏內(nèi)RCS-974FG保護(hù)的斷路器三相不一致保護(hù)功能。

第一，斷路器合閘控制回路在操作繼電器箱端子排上將A、B、C三相合閘命令與跳閘位置監(jiān)視并聯(lián)再接到斷路器匯控箱（如圖2所示）。同時(shí)，斷路器匯控箱內(nèi)遠(yuǎn)方合閘命令端子58、59、60并聯(lián)（如圖3所示）。因此，在2001斷路器遙控合閘之前，斷路器A、B相合閘控制回路由于“遠(yuǎn)/近控切換”把手SPT1、SPT2切換故障造成斷線，但此時(shí)C相合閘完好，監(jiān)視回路不能反映A、B相斷路器合閘回路斷線的真實(shí)狀態(tài)，無法發(fā)控制回路斷線告警信號(hào)。

第二，在2001斷路器C相成功合閘后，A、B相合閘控制回路斷線，A、B相跳閘位置繼電器TWJA、TWJB不能動(dòng)作；C相處于合位，跳閘位置繼電器TWJC也不能動(dòng)作。因此，2001斷路器非全相保護(hù)RCS-974FG無不一致開入接點(diǎn)輸入（如圖4所示），導(dǎo)致RCS-974FG三相不一致保護(hù)無法動(dòng)作。

3 暴露的問題

第一，斷路器“遠(yuǎn)/近控”切換把手存在質(zhì)量缺陷。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)多次切換檢查，發(fā)現(xiàn)A、B相“遠(yuǎn)/近控”切換把手SPT1、SPT2 11-12接點(diǎn)切換至“遠(yuǎn)方”位置發(fā)現(xiàn)有時(shí)通、有時(shí)不通的情況，導(dǎo)通時(shí)測(cè)量該接點(diǎn)電阻為40～800Ω不等，導(dǎo)致斷路器A、B相合閘回路斷線。

第二，斷路器合閘及跳閘位置監(jiān)視回路設(shè)計(jì)不合理。在2001斷路器A、B相由于“遠(yuǎn)/近控”切換把手故障導(dǎo)致合閘回路斷線時(shí)，因其合閘及跳位監(jiān)視回路為三相并聯(lián)，無法對(duì)A、B相合閘回路斷線進(jìn)行有效監(jiān)視，同時(shí)在斷路器C相合閘后，三相跳閘位置接點(diǎn)同時(shí)返回，造成斷路器非全相保護(hù)無三相不一致開入，從而造成斷路器非全相保護(hù)無法動(dòng)作。

第三，斷路器本體三相不一致保護(hù)未投入使用。由于改動(dòng)斷路器本體三相不一致保護(hù)回路涉及回路多，且該斷路器本體三相不一致保護(hù)不可靠等原因，一直未將斷路器本體三相不一致保護(hù)投入運(yùn)行，造成只有電氣量不一致保護(hù)運(yùn)行的情況。

4 整改防范措施

斷路器三相不一致保護(hù)配置不合理，二次回路的設(shè)計(jì)缺陷是造成本次事故的主要原因，因此要求整改主要從以下四個(gè)方面進(jìn)行：

第一，要求220kV及以上電壓等級(jí)分相操作（含電氣三相聯(lián)動(dòng)）的斷路器均需配置斷路器本體三相不一致保護(hù)并投入運(yùn)行。同時(shí)，為避免本體三相不一致保護(hù)誤動(dòng)，要求斷路器本體不一致保護(hù)采用的時(shí)間繼電器質(zhì)量良好，繼電器時(shí)間刻度范圍0～5秒連續(xù)可調(diào)，刻度誤差與時(shí)間整定值靜態(tài)偏差≤±0.1秒，且保證在強(qiáng)電磁環(huán)境運(yùn)行不易損壞，不發(fā)生誤動(dòng)、拒動(dòng)。不滿足上述要求的時(shí)間繼電器必須更換。該保護(hù)用跳閘出口重動(dòng)繼電器宜采用啟動(dòng)功率不小于5W、動(dòng)作電壓介于55%～65%Ue、動(dòng)作時(shí)間不小于10ms的中間繼電器。

第二，對(duì)220kV及以上電壓等級(jí)斷路器合閘控制與跳位監(jiān)視回路進(jìn)行檢查整改，要求跳閘位置繼電器TWJ、合閘位置繼電器HWJ必須真實(shí)反映各相斷路器分合位置狀態(tài)。2001斷路器回路整改方案為，將斷路器合閘控制及跳位監(jiān)視回路改為分相控制和監(jiān)視，分相合閘（即拆除圖2中，86、88、90端子間的連線），確保能對(duì)合閘回路進(jìn)行有效監(jiān)視。

第三，對(duì)今后的新建及改擴(kuò)建工程，主變及母聯(lián)、分段斷路器優(yōu)先選擇三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)方式；不能選用機(jī)械聯(lián)動(dòng)的，禁止采用三相電氣聯(lián)動(dòng)方式，斷路器合閘回路應(yīng)采用分相合閘方式；斷路器合閘控制回路監(jiān)視應(yīng)采用TWJ分相監(jiān)視，且TWJ應(yīng)能監(jiān)視“遠(yuǎn)方/就地”切換把手、斷路器位置接點(diǎn)、合閘線圈等完整的合閘回路。

第四，要求運(yùn)行單位對(duì)編制的作業(yè)指導(dǎo)書及作業(yè)表單進(jìn)行全面檢查，重點(diǎn)對(duì)斷路器三相不一致保護(hù)、斷路器操作箱檢查方法的有效性進(jìn)行評(píng)估，對(duì)不合理的作業(yè)方法進(jìn)行修編。斷路器本體不一致保護(hù)整定和校驗(yàn)完畢，必須分相模擬斷路器三相不一致確認(rèn)動(dòng)作正確，分相操作斷路器跳、合閘正確后方可投入運(yùn)行。

5 結(jié)語

斷路器三相不一致運(yùn)行狀態(tài)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行將造成很大影響，合理配置三相不一致保護(hù)，嚴(yán)格規(guī)范其二次回路的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)對(duì)保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有非常重要的意義。

參考文獻(xiàn)

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[2] 南方電網(wǎng)公司繼電保護(hù)反事故措施匯編（2008版）[S].

作者簡(jiǎn)介：甘宗躍（1981-），男，四川富順人，中國(guó)南方電網(wǎng)超高壓輸電公司工程師，研究方向：基建二次技術(shù)

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