GIS隔離開關非全相運行問題探討

周曉翔 朱俊

（國網(wǎng)安徽省電力公司檢修公司 安徽合肥 230061）

GIS隔離開關非全相運行問題探討

周曉翔 朱俊

（國網(wǎng)安徽省電力公司檢修公司 安徽合肥 230061）

本文引用了一起500kV GIS隔離開關非全相運行的異常情況處理經(jīng)過，結(jié)合相關保護的動作原理對GIS隔離開關非全相運行問題進行了簡單的分析，并根據(jù)現(xiàn)場實際情況對解決該問題的方法及措施進行了相應的探討。

GIS；隔離開關；非全相運行

當大負荷的220kV及以上電壓等級的線路處于非全相運行狀態(tài)時，其零序電流就相當于負荷電流，此時與其相鄰的線路的零序電流就可能很大，甚至大于零序后備保護的定值，若不能快速切除非全相運行的線路，就可能導致相鄰線路的誤動，造成越級跳閘。

1 GIS隔離開關非全相運行異常現(xiàn)象

2013年8月11日，××變電站按照調(diào)令將500kV××線××斷路器（此斷路器為3/2接線中線變串的邊斷路器）從檢修改為運行，在合上斷路器后，監(jiān)控后臺顯示斷路器A相電流為零，B相電流為392.82A，C相電流為396.73A，后臺發(fā)“斷路器保護啟動”信號，隨后運維人員對相應一、二次設備進行詳細檢查。現(xiàn)場檢查相應斷路器、隔離開關三相機械位置指示均為合位，電氣指示均為合位；相應接地隔離開關三相機械位置指示均為分位，電氣指示均為分位，各氣室壓力正常，一次設備無異常響聲；相應保護及測控裝置檢查結(jié)果與后臺顯示結(jié)果一致。同時檢查發(fā)現(xiàn)相鄰中斷路器A相電流異常偏高，B、C相電流正常（A相634.28A，B相243.41A，C相 246.09A），但線路三相電流正常（A相633.54A，B相635.74A，C相643.27A）。

20min后，邊斷路器A相電流恢復，后臺、測控及保護裝置顯示一次值均為349.12A，但是幅值較B、C相電流小約50A（B相393.07A，C相399.41A）；同一時刻相鄰中斷路器A相電流比B、C相電流偏大約65A（A相311.52A，B相243.41A，C相246.09A）。之后邊斷路器A相電流與B、C相電流差值、中斷路器A相電流與B、C相電流差值均在逐漸增大。運維人員匯報調(diào)度后按照調(diào)度要求加強監(jiān)視。

170min后，邊斷路器電流A相為308.84A、B相為391.11A、C相為398.19A，中斷路器電流 A相為 379.15A，B相為 243.41A，C相為247.56A。電流異常現(xiàn)象變化嚴重，運維人員判定邊斷路器不具備運行條件，向調(diào)度申請，將邊斷路器從運行改為熱備用，操作結(jié)束后，邊斷路器三相電流為零，中斷路器電流三相恢復平衡（A相631.84A，B相631.84A，C相640.38A）。

2 GIS隔離開關非全相運行問題分析

（1）GIS隔離開關無法直接檢查是否合閘到位。

GIS隔離開關與敞開式隔離開關最大的區(qū)別在于它的動靜觸頭密封在SF6罐體中，操作后無法直接觀察到動靜觸頭的實際位置，只能通過機械位置指示和電氣指示等輔助手段判斷其是否合閘到位，目前各主流設備廠家產(chǎn)品的位置指示裝置通常設置在機構(gòu)上，而且僅能指示分、合狀態(tài)，無法指示隔離開關動觸頭具體位置，對于分（合）不到位的狀態(tài)不能指示，一旦三相動靜觸頭實際狀態(tài)不一致但各類指示均顯示其合閘到位，運行人員根本無法發(fā)現(xiàn)異常，在這種情況下合上斷路器就必然會出現(xiàn)三相電流不平衡的問題。

（2）目前常用的保護并不能有效保護GIS隔離開關非全相運行這一類設備異常。

斷路器本體三相不一致保護的原理圖如圖1所示，該保護是將斷路器三相的常開、常閉輔助接點分別并聯(lián)之后再串聯(lián)，然后啟動一個延時時間繼電器。當斷路器出現(xiàn)三相位置不一致時，經(jīng)過時間延時，動作啟動出口中間繼電器，并跳開斷路器三相，其中時間繼電器的一對常開接點發(fā)遙信到監(jiān)控系統(tǒng)，該出口跳閘回路受壓力閉鎖接點控制導通跳閘。因為該保護功能的啟動僅與斷路器三相的輔助接點位置有關，所以其只能對斷路器非全相運行進行判斷，而無法正確反映隔離開關非全相運行情況。

斷路器保護裝置中的三相不一致保護的原理圖如圖2所示，該保護是將斷路器三相TWJ及三相電流作為綜合判據(jù)，可經(jīng)零序電流或負序電流開放，經(jīng)延時時間后不一致保護動作。斷路器任意一相TWJ動作，且無電流時，確認為該相斷路器在跳閘位置，當任意一相在跳閘位置而三相不全在跳閘位置，則確認為三相不一致，經(jīng)整定的動作時間滿足不一致動作條件時，出口跳開本斷路器。

圖1 斷路器本體三相不一致保護原理圖

圖2 斷路器保護裝置三相不一致保護原理圖

3 解決方法及應對措施

由上述分析可見，GIS隔離開關非全相運行無法得到有效監(jiān)測的根本原因在于其內(nèi)導和觸頭封閉在金屬外殼中，難以直接進行目測判斷或者用裝置直接進行測量。而通過間接方式，例如借鑒變壓器類設備在線監(jiān)測系統(tǒng)的方式，會是解決這一問題較好的一種辦法。目前可用的GIS隔離開關位置在線監(jiān)測的方法主要有3種，即微動行程開關在線監(jiān)測、角位移傳感器在線監(jiān)測和光電接近開關在線監(jiān)測。

4 結(jié)束語

GIS隔離開關非全相運行，將導致大負荷220kV及以上電壓等級線路的相鄰線路零序電流增大，若不能快速切除非全相運行的線路，就可能導致相鄰線路的誤動，造成越級跳閘。目前解決這一問題的有效方法是加裝GIS隔離開關位置在線監(jiān)測系統(tǒng)。而對于監(jiān)控人員而言，快速分析判斷異常情況發(fā)生的原因及故障點，并及時隔離故障設備，是非常有效的應對措施。

TM564.1

A

1004-7344（2016）32-0089-01

2016-10-18

周曉翔（1980-），男，安徽合肥人，助理工程師，500kV變電站站長，主要研究方向為變電站運維及安全管理。

朱俊（1987-），男，廣西柳州人，助理工程師，主要研究方向為變電站運維及安全管理。