一起斷路器三相不一致保護拒動原因分析

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拒動。經檢查分析得出，該事故由斷路器原件質量缺陷、二次回路設計缺陷和保護配置不合理等原因引起。文章針對發生事故的原因，提出了整改防范措施。

關鍵詞：斷路器；三相不一致保護；保護拒動；TWJ；合閘送電 文獻標識碼：A

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

220kV及以上電壓等級分相操作的斷路器，由于在運行中可能出現非全相運行的狀態，造成系統出現零序或負序分量，嚴重影響電網的安全運行。按照相關技術要求，需配置斷路器三相不一致保護。然而，斷路器三相不一致保護的配置方案及二次回路接線可能對保護正確動作造成很大影響，有時會造成三相不一致保護拒動。

1 事故簡介

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2臺斷路器充電正常后，操作合220kV側2001斷路器過程中，監控系統發出“2001斷路器三相不一致運行”、“2001斷路器控制回路斷線”、“#1主變第一保護公共繞組零序過流保護動作”、“#1主變第二套保護公共繞組零序過流保護動作”告警信號，現場檢查#1主變三側斷路器均在斷開位置。

事故后檢查發現，2001斷路器在操作時僅有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拒動，非全相狀態由主變第一、第二套保護公共繞組零序過流保護動作切除。

進一步檢查發現：2001斷路器匯控箱內用于A、B相“遠/近控切換”的2個把手SPT1、SPT2在切換至“遠方”位置時，其控制斷路器合閘的接點導通不良：測量SPT1、SPT2切換把手接入斷路器遠控合閘回路接點電阻不導通的情況居多，偶爾導通時其電阻也在40～800Ω之間。由此判斷在2001斷路器遙控合閘時，A、B相“遠/近控切換”把手SPT1、SPT2接入遠控合閘的接點不導通或電阻過大，造成A、B相合閘控制回路實際斷線，從而A、B相無法合閘。

2 原因分析

2001斷路器為1991年投產的國產設備，分相操作機構，操作繼電器箱為分相操作箱。由于當時國產斷路器本體三相不一致保護總體運行情況不佳，2003年運行單位已根據有關文件的要求將其本體三相不一致保護取消，使用主變保護C屏內RCS-974FG保護的斷路器三相不一致保護功能。

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視并聯再接到斷路器匯控箱（如圖2所示）。同時，斷路器匯控箱內遠方合閘命令端子58、59、60并聯（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/近控切換”把手SPT1、SPT2切換故障造成斷線，但此時C相合閘完好，監視回路不能反映A、B相斷路器合閘回路斷線的真實狀態，無法發控制回路斷線告警信號。

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不能動作；C相處于合位，跳閘位置繼電器TWJC也不能動作。因此，2001斷路器非全相保護RCS-974FG無不一致開入接點輸入（如圖4所示），導致RCS-974FG三相不一致保護無法動作。

3 暴露的問題

第一，斷路器“遠/近控”切換把手存在質量缺陷。經現場多次切換檢查，發現A、B相“遠/近控”切換把手SPT1、SPT2 11-12接點切換至“遠方”位置發現有時通、有時不通的情況，導通時測量該接點電阻為40～800Ω不等，導致斷路器A、B相合閘回路斷線。

第二，斷路器合閘及跳閘位置監視回路設計不合理。在2001斷路器A、B相由于“遠/近控”切換把手故障導致合閘回路斷線時，因其合閘及跳位監視回路為三相并聯，無法對A、B相合閘回路斷線進行有效監視，同時在斷路器C相合閘后，三相跳閘位置接點同時返回，造成斷路器非全相保護無三相不一致開入，從而造成斷路器非全相保護無法動作。

第三，斷路器本體三相不一致保護未投入使用。由于改動斷路器本體三相不一致保護回路涉及回路多，且該斷路器本體三相不一致保護不可靠等原因，一直未將斷路器本體三相不一致保護投入運行，造成只有電氣量不一致保護運行的情況。

4 整改防范措施

斷路器三相不一致保護配置不合理，二次回路的設計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方面進行：

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

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

第三，對今后的新建及改擴建工程，主變及母聯、分段斷路器優先選擇三相機械聯動方式；不能選用機械聯動的，禁止采用三相電氣聯動方式，斷路器合閘回路應采用分相合閘方式；斷路器合閘控制回路監視應采用TWJ分相監視，且TWJ應能監視“遠方/就地”切換把手、斷路器位置接點、合閘線圈等完整的合閘回路。

第四，要求運行單位對編制的作業指導書及作業表單進行全面檢查，重點對斷路器三相不一致保護、斷路器操作箱檢查方法的有效性進行評估，對不合理的作業方法進行修編。斷路器本體不一致保護整定和校驗完畢，必須分相模擬斷路器三相不一致確認動作正確，分相操作斷路器跳、合閘正確后方可投入運行。

5 結語

斷路器三相不一致運行狀態對系統運行將造成很大影響，合理配置三相不一致保護，嚴格規范其二次回路的設計和現場校驗對保證系統安全穩定運行有非常重要的意義。

參考文獻

[1] 南方電網500kV變壓器保護及并聯電抗器保護技術規范[S].

[2] 南方電網公司繼電保護反事故措施匯編（2008版）[S].

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

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（責任編輯：蔣建華）