相序保護(hù)繼電器在保障供配電安全中的應(yīng)用

（廣西廣播電視技術(shù)中心百色分中心）

一、引言

在介紹此例應(yīng)用前，為方便各位同事理解掌握，現(xiàn)對我們臺站所用供配電系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行簡單介紹。

我們?nèi)壱陨吓_站的供配電系統(tǒng)中，都配有ATS切換開關(guān)，對ATS切換開關(guān)的切換控制有兩種模式：一種是外電故障判斷、發(fā)電機(jī)的起動(dòng)運(yùn)行監(jiān)控和ATS切換開關(guān)的切換控制均由柴油發(fā)電機(jī)組上的控制器來控制（如常見的AMF-25），即僅用一個(gè)控制器的模式（如以前常用的12.8KW科泰柴油發(fā)電機(jī)組及其配用的ATS切換開關(guān)柜）；另一種是外電故障判斷、ATS切換開關(guān)的切換控制由配電柜上的控制器來控制（如：施耐德D型控制器），而柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行監(jiān)控則由柴油發(fā)電機(jī)組上的控制器來控制（如：AMF-25控制器），即要用兩個(gè)控制器的模式，現(xiàn)在臺站新更換的柴油發(fā)電機(jī)組及配電ATS切換裝置有不少是這種模式。

二、故障現(xiàn)象

近段時(shí)間，在對所轄臺站發(fā)生的配電事故進(jìn)行研究分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)使用兩個(gè)控制器模式的供配電系統(tǒng)，其負(fù)責(zé)外電故障判斷和ATS切換開關(guān)切換控制的控制器（施耐德D型），在面對外電逆相故障時(shí)無識別判斷功能。查閱資料，詢問廠家代理，得知此類控制器僅對電源進(jìn)行電壓采樣，電源各相電壓幅值在設(shè)定的正常范維內(nèi)就判定電源正常。

當(dāng)外電因電力部門檢修不當(dāng)出現(xiàn)相序相反時(shí)，只要外電各相電壓幅值在設(shè)定的正常范維內(nèi)，此控制器（施耐德D型）就把外電當(dāng)正常電源通過ATS開關(guān)切換供給全臺性UPS主機(jī)；同時(shí)發(fā)個(gè)信號給柴油發(fā)電機(jī)組上的控制器（AMF-25控制器），把運(yùn)行中的柴油機(jī)冷卻后停下來。全臺性UPS主機(jī)接上相序相反的外電時(shí)，出于保護(hù)負(fù)載設(shè)備等設(shè)定，全臺性UPS主機(jī)既不逆變外電供給負(fù)載設(shè)備，也不旁路外電供給負(fù)載設(shè)備，此時(shí)全臺性UPS主機(jī)停用相序相反的外電，轉(zhuǎn)而把自身蓄電池儲(chǔ)備的直流電逆變成交流電供給負(fù)載設(shè)備，此時(shí)在樞紐臺監(jiān)控平臺上看到的是外電各相電壓幅值正常、配電柜三相電壓幅值正常、ATS為外電切換位，柴油發(fā)電機(jī)組為停轉(zhuǎn)候命中，而配電柜三相電流為零！且電力系統(tǒng)沒有全臺性UPS工作異常告警提示。當(dāng)全臺性UPS自身蓄電池儲(chǔ)備的直流電量耗盡時(shí)，全臺性UPS主機(jī)關(guān)機(jī)保護(hù)，造成配電柜負(fù)載設(shè)備因斷電造成全臺性停播事故。

三、解決方案及其基本原理。

整改方案：針對上述控制器功能上的缺陷，加裝一個(gè)逆相保護(hù)繼電器，此逆相保護(hù)繼電器與ATS切換開關(guān)的控制器相配合。

基本原理：利用逆相保護(hù)繼電器相序檢測功能與ATS控制器原有功能相結(jié)合，當(dāng)出現(xiàn)外電逆相時(shí)，權(quán)當(dāng)外電缺相的流程來處理，實(shí)現(xiàn)對臺站外電逆相自動(dòng)檢測和防止逆相的外電電源通過ATS開關(guān)誤切換供給全臺性UPS主機(jī)的功能。

試點(diǎn)改造取得了不錯(cuò)的效果，只要外電出現(xiàn)逆相，ATS切換開關(guān)的控制器會(huì)保持油機(jī)繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)電，切換開關(guān)保持油機(jī)供電位置，由相序不會(huì)出錯(cuò)的柴油發(fā)電機(jī)組來供電。樞紐臺平臺值班員稍加分析電力系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的異常顯示，即可得出外電逆相故障的判斷，提醒技術(shù)人員前往改換外電相序或聯(lián)系電力部門出作調(diào)整。

圖1

圖2

四、電路原理及實(shí)際接線圖

（一）電路原理

電路原理如圖1，ATS控制器（施耐德D型）有一組外電壓（缺相、過壓或欠壓）采樣檢測線接口，三相外電壓采樣檢測線經(jīng)此接口引入ATS控制器。

在ATS柜加裝一個(gè)逆相保護(hù)繼電器，逆相保護(hù)繼電器常閉觸點(diǎn)開關(guān)串接在ATS控制器L3相外電采樣線中；逆相保護(hù)繼電器常開觸點(diǎn)控制電鈴供電。一旦外電逆相，逆相保護(hù)繼電器動(dòng)作，紅色警示燈亮，同時(shí)逆相保護(hù)繼電器常閉觸點(diǎn)斷開，造成L3相采樣線斷路，制造一個(gè)外電缺相的故障。基于ATS控制器得到外電缺相的判斷，于是ATS切換開關(guān)的控制器會(huì)保持油機(jī)繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)電，ATS切換開關(guān)保持油機(jī)位置，由相序不會(huì)出錯(cuò)的柴油發(fā)電機(jī)組持續(xù)供電全臺設(shè)備（也就是說外電逆相時(shí)，逆相保護(hù)繼電器斷掉施耐德D型控制器檢測外電的一根線，此時(shí)ATS切換開關(guān)的施耐德D型控制器權(quán)當(dāng)外電缺相的流程來處理）；同時(shí)逆相保護(hù)繼電器常開觸點(diǎn)吸合，電鈴得電發(fā)出警告鈴聲，提醒駐臺留守人員（或接電力采集器的一個(gè)PD口，給樞紐臺送個(gè)告警信號）。

注意事項(xiàng)：改造遇到的問題：在具體測試過程中，會(huì)遇到外電相序正常但是逆相保護(hù)繼電器卻得電就處保護(hù)工作狀態(tài)，而反相序時(shí)逆相保護(hù)繼電器繼電器反而顯示正常。這是因?yàn)槟嫦啾Ｗo(hù)繼電器內(nèi)部默認(rèn)相序和我們實(shí)際想要的相序相反，此時(shí)只需將接入逆相保護(hù)繼電器的三相線換個(gè)相序即可（將其中兩相線任意換個(gè)位置）。

（二）實(shí)物接線圖

實(shí)際接線圖如圖2。

逆相保護(hù)繼電器用的是：正泰電器斷相與逆相保護(hù)繼電器，型號：XJ3-G。

三相斷路器QF1正常處于合閘位置，其作用有二：a、繼電器內(nèi)部電路有短路故障時(shí)，它起保護(hù)作用；b、方便用于對逆相保護(hù)繼電器進(jìn)行檢修。

單相斷路器QF2正常處于斷開位置，它用于短接逆相保護(hù)繼電器的常閉輸出端，一旦逆相保護(hù)繼電器出現(xiàn)異常故障時(shí)，可合上QF2、接通ATS控制器L3相外電的檢測（即退出逆相保護(hù)繼電器作用）。

去年9月24日，我們樂業(yè)縣隴定山轉(zhuǎn)播臺，電力部門更換變壓器桿塔，由于恢復(fù)供電后發(fā)電機(jī)組不停機(jī)，留守人員發(fā)現(xiàn)逆相保護(hù)繼電器紅色警示燈亮，說明又出現(xiàn)相序錯(cuò)的問題，ATS開關(guān)不切外電，逆相保護(hù)繼電器起到了預(yù)設(shè)的作用，避免了又一起可能的全臺性嚴(yán)重停播事故。

五、小結(jié)

“當(dāng)外電逆相時(shí)，權(quán)當(dāng)缺相來處理！”采取這樣的應(yīng)對工作思路，ATS控制器無逆相檢測功能的缺陷得到彌補(bǔ)。

相信這個(gè)小改造裝置的運(yùn)用會(huì)給我們臺站的安全播出工作又增添一份安全保障。