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摘要：近年来社会用电需求的不断增大，电力工程建设数量也逐渐增多。在220kV及以上电压等级的电网中，普遍采用分相操作断路器。由于设备质量、操作等原因，运行中断路器可能出现三相位置不一致的异常状态。当系统处于三相不一致运行状态时，系统中出现较大的负序、零序等分量会对电气设备造成一定的损害，同时还可能引起其他保护误动造成越级跳闸，扩大事故，对系统安全及稳定性影响严重。因此必须装设断路器三相不一致保护。但在实际运用中由于各种原因存在着许多安全隐患，要合理设计并配置断路器三相不一致保护就显得至关重要。本文就220kV断路器机构三相不一致保护隐患排查及处理展开探讨。
关键词：220kV断路器；三相不一致；保护隐患
引言
断路器三相不一致运行是指电力系统中某间隔三相断路器中的一相或两相的运行工况与其余相不一致的情况。在220KV及以上电压等级的电网中，普遍采用分相断路器，由于自然环境恶劣、电力设备自身故障、人为误操作等原因，分合断路器时可能出现分相状态不一致的异常状态，因此应装设能反映断路器非全相运行状态的非全相保护作用于跳开已处于不正常状态的断路器。根据ＧＢ／Ｔ14258—2006《继电保护和安全自动装置技术规程》，对于220～500KV断路器三相不一致，应尽量采用断路器本体的三相不一致保护，而不再另外设置。同时，断路器三相位置不一致保护的动作时间应与其它保护动作时间相配合。
1现场情况
继保人员进行220kV断路器机构三相不一致功能验证工作。在校验双跳闸线圈动作时间是否符合整定要求时，系统出现以下动作情况。操作机构三相不一致启动回路如图1所示。第一次试验过程:合上第一路操作电源，断开第二路操作电源，用线短接101(正电源)和137A回路(保护装置操作箱至断路器机构箱的跳闸回路)，模拟第一组跳闸回路A相跳闸，两个三相不一致出口继电器(K61、K63)均能够动作吸合，但实际断路器仅有A相跳开。此时，合上第二路操作电源，其他两相瞬时跳开。第二次试验过程:合上第二路操作电源，断开第一路操作电源，用线短接201和237A回路，模拟第二组跳闸回路A相跳闸，两个三相不一致出口继电器(K61、K63)未动作吸合，仅有A相跳开。此时，合上第一路操作电源，其他两相延时2s左右跳开，两个三相不一致出口继电器(K61、K63)动作吸合。
2三相不一致信号原理
采用分相操作机构的断路器在运行中由于各种原因会出现三相不一致情况，即非全相运行。而三相不一致会导致零序、负序电流较大，长时间保持这种状态运行，可能导致重负荷线路零序四段保护越级误动作。装设三相不一致保护的目的是恢复断路器的三相全相运行，避免上述情况的出现。目前，为降低二次回路出现问题的概率，增加动作可靠性，２２０ｋＶ以上电压等级的电网三相不一致保护普遍配置在断路器本体机构，其原理如图１所示。
图1三相不一致动作原理图
3原因分析
查看断路器机构图纸，结合实际动作情况，分析如下。从外观能够判断出三相不一致出口继电器(K61、K63)均动作吸合，可以确认图1中的断路器机构三相不一致启动回路没有问题。第一路操作电源正常接入，正确驱动三相不一致时间继电器K16，K16励磁后对应的常开触点接通，进而驱动三相不一致出口继电器K61、K63，K61、K63对应的常开触点闭合，K61的常开触点接入第一组分闸回路，而K63常开触点接入第二组分闸回路。实际动作情况，虽然出口继电器K61、K63确实是励磁了，但是B、C相却没有出口。我们先假设继电器K61、K63的触点都是好的，能够正常闭合。此时，因为第二路操作电源是断开的，所以三相不一致第二路分闸不会动作是正确的，理论上应该是由第一路分闸回路出口。在这种情况下，有可能是三相不一致第一路分闸回路的电源存在问题。从图2中可以看出，其正电源为X1－650，即应从第一路操作电源101引线至X1－650供三相不一致第一路分闸使用。但实际检查发现，101并没有引至X1－650，导致了即使继电器K61的触点已经闭合，由于没有正电源，B、C相不能出口，而此时合上第二路操作电源，由于继电器K63触点闭合，重新合上第二路操作电源后由第二路分闸回路跳开B、C相。所以，问题出在厂家机构箱配线中缺少了给三相不一致第一路分闸回路正电源。第二次试验时，由于第一路操作电源是断开的，而三相不一致启动回路(即时间继电器K16)设计上是使用第一路操作电源，所以K16未能励磁，从而导致继电器K61、K63未动作吸合，仅跳开A相。一旦第一路操作电源重新合上，K16励磁而启动，2s后，K61、K63励磁。
4防患措施
(1)更换时间继电器和出口继电器，以对可能存在的风险彻底隔离。同时，要求所有断路器三相不一致保护时间继电器必须采用数字式的时间继电器，并满足时间继电器电压的要求，动作电压不大于70%额定值，返回电压不小于5%额定值。(2)对运行人员加强断路器本体非全相保护原理的培训，对本体机构箱内因误碰可直接导致跳闸的继电器贴明显红色“运行禁动”标志。运行中的断路器若发生本体非全相保护动作跳闸，运行人员应进行手动确认复位，避免恢复送电时出现断路器无法合闸的现象。(3)立即对所有220kV断路器分相机构箱及非全相保护箱进行防潮检查，对有隐患的地点逐一进行处理。(4)在设备验收时对断路器三相不一致保护进行专项验收，对回路绝缘测试。在保护定检或断路器检修时，对各重动继电器及保护信号回路及时全面校验。现场利用备用芯增加了从101至X1－650的接线，给三相不一致第一路分闸回路提供正电源。之后，重新模拟第一次试验过程，断路器机构三相不一致正确动作出口。
结语
通过对三相不一致原理及现场机构实际情况的分析，进行机构回路检查、操作箱回路测试及测控装置参数核对等检修流程，逐步排查故障点，最终确定缺陷原因为线路间隔测控装置的遥信防抖时间设置存在偏差。该缺陷的排查和分析有利保障电网设备的健康高效运行，同时为相似缺陷的排查提供了借鉴。
参考文献
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