曾继荣
（国网福建检修公司）
摘要：文章介绍了高压开关的非全相保护改造工程。通过对几起事故的原因剖析和解决办法分析，文章探讨了对非全相时间及出口继电器的更换优化和本体三相不一致保护回路的改造优化。非全相保护优化改造使得因继电器损坏、人员误碰、干扰等原因引起的断路器三相不一致保护误动作，从而断路器误跳闸的事故大大减少了。
关键词：非全相、误动、优化改造
引言
断路器是发电厂和变电所电气设备中重要的设备之一。正常情况下，断路器用来接通和断开负载电路；故障情况下，断路器通过继电保护来断开故障电路，以确保电力系统的安全运行。但在故障时综合重合闸动作过程中，断路器常会出现由于自动掉相或拒合引起非全相运行。
断路器发生非全相运行的原因，主要是断路器机械部分和电气方面的故障。电气方面的故障主要有操作回路的故障、二次回路绝缘不良、转换接点接触不良、压力不够变位等使分合闸回路不通、断路器密度继电器闭锁操作回路等。而机械部分故障主要是断路器操作机构失灵、传动部分故障和断路器本体的故障。其中操作机构方面主要为机构脱扣、铁芯卡死等。对于液压机构还可能是机构分合闸阀系统故障、分闸一级阀和逆止阀处有故障等，使得液压机构压力低于规定值而导致分合闸闭锁等。而对于机构，在每相独立操作时，更易发生失灵。三相联动操作机构的断路器，油、气管配置不恰当，也会引起断路器非全相运行。对于弹簧机构的断路器还可能是弹簧未储能或未储足，弹簧储能锁扣不可靠等有故障。断路器传动部分的故障主要有系统所用元件的材料性能不好；电磁操作阀针杆生锈、卡死，行程不够、偏卡；传动机构连接部分脱销，连接松动等。断路器本体主要故障可能是动静触头松动，接触不好，行程调整不好等。基于以上情况，可以在加强设备维护，注意操作方式等方面加以防止，以保证断路器正常健康的运行[1]。
1 非全相运行的几起问题
问题一：2008年，某变电站在执行273断路器合闸操作时，由于断路器合闸引起的振动，导致非全相接触器铁心误动。此时非全相接触器的A相节点（5—6）瞬时接通，经26ms（断路器正常分闸时间）后A相跳闸。此后，非全相出口继电器正确启动，经约2．5s延时后动作于三相跳闸。
问题二：500kV某变电站220kV榕南Ⅰ路291开关在传动过程中发现，该开关所属的两组非全相时间继电器动作时间有偏差，为3s左右，现场已将该两组非全相时间继电器重新整定为2.5s，并试验合格。500kV某变电站500kV卓三Ⅰ路5032开关在传动过程中发现，第二组非全相时间继电器实际动作时间与整定时间之间误差接近0.5s，现已经更换时间继电器并重新试验，结果正确。
问题三：2011年12月15日11：08分，某变电站220kV三梅?路215开关（北京ABB，型号LTB245E1）第Ⅱ组非全相保护动作，三梅?路215开关三相跳闸。经试验得，第Ⅱ组非全相继电器的动作电流为4.61mA、功率0.67瓦，时间继电器的动作电流4.65mA、功率0.62瓦。可见，出口继电器动作功率偏低。
问题四：2013年，某变电所内外包工作人员在252开关单元汇控箱内进行防火封堵维护，在久蹲后站起时，安全帽帽沿不慎触碰到开关非全相出口继电器，致使开关直接三相跳闸。
2 问题剖析和解决办法
针对问题一，其原因为断路器设计存在的缺陷，原设计将非全相接触器安装在断路器本体上，这使其不能承受断路器正常分合闸引起的振动干扰。断路器正常分合闸过程中，在机构垂直方向振动力的作用下(与接触器动作方向一致)，非全相接触器中的跳闸节点瞬间闭合，造成单相或多相分闸，非全相回路启动最终导致三相跳闸。可见，对于非全相回路，在安装及选型上应有以下两点值得注意，一、回路宜采取防振动措施，即将非全相保护箱与本体脱离，使用专用支架落地安装，有开关汇控箱的可以直接装在汇控箱内而不宜再安装在开关机构箱内；二、非全相回路所用的接触器应更换为较为可靠的、防干扰的新型继电器。
针对问题二，其原因为时间继电器的选型问题。本体非全相时间继电器应采用数字式刻度式继电器或具有定值自锁功能的常规继电器，以确保断路器振动时时间继电器定值不发生偏移。不能采用非自锁拨轮式时间继电器。
针对问题三，《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中要求非电量保护（瓦斯保护）等所有涉及直接跳闸的重要回路中出口中间继电器启动功率不小于5W，对于非全相出口继电器还需满足动作电压在55%~70%Ue。对照此规定，215断路器非全相保护出口中间继电器动作功率仅为0.67W，动作功率过低，极易引起误动。因此应更换更大功率的非全相保护出口中间继电器。
针对问题四，可对回路进行优化，即在三相不一致保护跳闸出口接点与正电源回路之间串接断路器常闭辅助接点（图2），以保证在断路器至少一相断开时三相不一致保护才能出口。如图示：
对于合位监视回路及其合位监视继电器，其导通条件为断路器在合位，且断路器机构本体的远方就地切换把手在远方位置。导通回路如下：分闸正电源→合位监视继电器HWJ→远方就地切换把手SPT远方导通触点→跳闸线圈TQA→断路器辅助触点Q1→分闸负电源[2]，其功用是断路器合位该回路导通后，HWJ动作送出相应的触点给保护和信号回路并监视第一组跳闸回路完好。而在这种接线方式中，在Q7导通后却发生HWJ误励磁，从而信号错误的现象。因此这种接线方式是不可取的。
通过以上对非全相时间及出口继电器的更换优化和本体三相不一致保护回路的改造优化，检修人员使得因继电器损坏、人员误碰、干扰等原因引起的断路器三相不一致保护误动作的情况大大减少了。
参考文献：
[1]李喜桂．交流高压SF6断路器检修工艺 [M] ．北京：中国电力出版社，2009．
[2] LW10B-252W型断路器二次接线原理图册[M]．河南平高开关公司，2013．
作者简介：
曾继荣，1982，福建厦门，大学本科，华北电力大学，国网福建检修公司，工程师，从事安全监察与质量监督，邮编351003
论文作者:曾继荣
论文发表刊物:《电力设备》2016年第9期
论文发表时间:2016/7/1
标签：断路器论文; 回路论文; 继电器论文; 故障论文; 动作论文; 机构论文; 本体论文; 《电力设备》2016年第9期论文;