摘要：在我国快速发展的过程中，我国的科技在不断的发展，针对一起220kV高压断路器保护运行过程中的三相不一致误动，介绍了用排除法查找故障原因的具体过程，分析并确定了故障产生的原因，主要包括保护动作行为分析、开关本体检查、现场测试分析，最后提出了切实可行的防范措施，对变电运行维护有一定的借鉴作用。
关键词：断路器；三相不一致保护；误动；时间继电器
引言
220kV及以上电压等级多采用分相断路器，在人为操作或自动重合过程中，存在因三相非同期合闸、单相重合失败等原因导致的非全相运行。由此出现的负序、零序分量对电气设备危害极大，严重时可能引起开关越级跳闸。为此，装设作用于跳开非全相运行状态断路器的保护显得尤为重要。由于人为合闸或自动重合过程中存在拒动可能，故要求微机和断路器三相不一致保护同时投入，互为补充。目前广泛采用的断路器本体三相不一致保护方案中，起动回路取自断路器跳合位辅助接点，回路简单，可靠性更高，但从运行环境来看，本体三相不一致保护长期运行在室外恶劣条件下，继电器接点氧化、线路老化、绝缘降低都可能造成本体三相不一致误动。为此，本文结合三相不一致保护误动事件，提出了相应的防范措施和改进方案。
1三相不一致保护误动情况
2011年10月4日，某变电站220kV线路开关在运行时发生三相跳闸，该线路采用南京南瑞公司RCS-931、RCS-902高压线路保护实现双重化配置，独立的RCS-923开关辅助保护实现微机三相不一致保护，与断路器本体三相不一致保护同时投入。经运行人员现场检查发现，继保室该线路主一、主二保护装置液晶面板显示开关位置由1变0，无保护动作报告，操作箱面板上运行灯及跳位灯均不亮，测控装置跳位指示灯亮，开关场地该线路汇控箱内断路器本体三相不一致动作灯亮。
2现场检查及故障原因分析
2.1保护动作行为分析
断路器三相不一致保护动作出口应满足以下两个条件：(1)断路器的三相位置应不一致。通过2931断路器分相操作箱中2组三相合闸位置继电器的常开接点HWJ并联再与1组并联的三相跳闸位置继电器常开接点TWJ串联后，判定断路器的三相位置是否不一致。(2)流过三相不一致保护的零序电流应大于零序电流起动定值，此定值要考虑保护的灵敏度及躲过TA的三相最大不平衡电流。在现场，将2931断路器保护装置录波报告和故障录波装置录波图结合起来看，未发现A、B相分闸指令记录、无非全相启动记录，从而判断不是保护装置的三相不一致动作。按照广东电网要求，220kV及以上电压等级的断路器均应配置断路器本体的三相不一致保护并投入运行。因此，初步判断保护误动是由2931断路器本体三相不一致保护误动造成。
2.2现场测试分析
事故发生后，继保人员配合ABB厂家人员进行了现场检查及试验。(1)机构箱和中控箱机构箱和中控箱内外观清洁、接线牢固，保护跳闸为C相，中控箱的安装位置在B相，各相为独立安装，C相的操作不会影响到出口继电器，可以排除震动原因。同时，发现中控箱加热器未正常投运。(2)主控室操作试验主控室操作试验如表1所示。系统同时采用保护和机构2套非全相保护，保护非全相整定时间为1.5s，机构非全相整定时间为2s。(3)就地操作测试就地合闸后跳开C相，操作7次，机构非全相均启动后正常延时跳开A、B两相。采用不同相的分闸或单相合闸，机构非全相均正常延时跳闸。次数统计如下：1)就地合闸后跳开C相，操作10次；2)就地合闸后跳开A相，操作3次；3)就地合闸后跳开B相，操作3次；4)就地单合一相A、B、C相各操作一次。(4)绝缘电气测试端子+602对地绝缘为49.7MΩ，端子–605对地绝缘为50.7MΩ，时间继电器A1和出口继电器A1为29.3MΩ，分闸回路耐压大于40MΩ，绝缘性能均符合要求。测试出口继电器的最低动作电压为120V，符合要求。
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2.3故障原因的确定
本次故障从断路器角度，分析可能会导致A、B两相分闸的因素包括：(1)操作机构原因：A、B两相同时分闸，可以判断断路器的动作来自操作信号，机械部分正常；(2)时间继电器故障排查：多次操作测试非全相启动和延时正常，而A、B两相在C相保护跳闸后60ms左右即跳开，与时间继电器2s的延时时间不符合，可以排除时间继电器误启动；(3)测量分闸回路的对地绝缘符合要求，多次操作也说明分闸回路正常；(4)出口继电器误动分析：中控箱未投加热器，湿度大或潮湿封闭的箱体内遇太阳的暴晒，可能在局部产生凝露，上述因素会导致接点间绝缘降低。绝缘降低后，在复杂的外界干扰因素存在的情况下，在C相故障电流接地故障瞬间可能造成出口继电器误动。
3改进措施
3．1合闸回路的改进
针对不同的继电器的动作电压和动作时间不完全吻合，而线路的三相合闸需要三相同时动作这一问题，可采取只配置一只手动合闸继电器SHJ，组成单继电器的控制电路来解决。在这个改进的电路中，要使继电器正常动作，需考虑其容量和动作特性。继电器的容量反映加在触点上的电压和通过触点电流的能力。在单个继电器驱动三相合闸线圈的情况下，该继电器的触点必须满足线路的三相电流负荷。在容量适当的条件下，选择触点振荡时间短的继电器。
3.2操作方式的改进
由于断路器旋转开关KK的短暂过渡电阻会导致合闸回路的两端电压在一段时间里过低，从而导致合闸信号消失后而断路器仍然不能合闸，所以，当通过KK控制断路器手动分合闸时，应该保证有足够的保持时间，以保证过渡电阻的影响消失后正常合闸。建议操作分合闸时旋动KK要保持3～5s，以保证分合闸脉冲保持一段时间。由于旋转开关KK老化后，在合闸时会产生过渡电阻，进而使合闸回路的电压下降，所以长时间运行的断路器要做好KK的维护工作，及时更换存在问题的KK。
3.3做好断路器本体三相不一致保护时间继电器的校验工作
由于断路器本体三相不一致保护只要有断路器三相位置不一致开入，就起动时间继电器出口跳闸，没有任何闭锁条件，所以时间继电器的性能状态是断路器本体三相不一致保护正确动作的关键因素。在保护定检工作中，应注重时间继电器特性校验，对可靠性差的时间继电器，应尽快更换。
3.4将断路器的辅助开关状况检查纳入保护定检工作
不管是微机三相不一致保护，还是断路器本体三相不一致保护，断路器三相不一致判别最终都来自辅助开关接点，所以断路器的辅助开关运行可靠性十分重要。除了采用质量好的辅助开关外，还要做好定检工作的清扫、检查工作，及时发现辅助开关出现的问题，对不满足运行要求的辅助开关及时进行更换。
结语
三相不一致保护误动将直接影响供电可靠性。本文通过分析某变电站220kV线路三相不一致保护误动事件，指出保护误动的根本原因，并有针对性地提出了相应的防范措施和改进方案，提高三相不一致保护动作可靠性，有效保障电网安全稳定运行。
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[2]广东省电力调度中心.广东省电力系统继电保护反事故措施及释义[M].北京：中国电力出版社，2008.
[3]赵曼勇.线路非全相运行时保护问题探讨[J].继电器，2003，31(7)：81-83.
［4］广东省电力调度中心．广东省电力系统继电保护反事故措施及释义［M］．北京:中国电力出版社，2008．
论文作者:邓涛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/6/27
标签：断路器论文; 继电器论文; 本体论文; 操作论文; 动作论文; 回路论文; 接点论文; 《电力设备》2018年第7期论文;