淺議斷路器三相不一致保護的優化方案

童鑫紅

（中國華電集團公司福建分公司，福建福州350001）

淺議斷路器三相不一致保護的優化方案

童鑫紅

（中國華電集團公司福建分公司，福建福州350001）

本文通過一起斷路器三相不一致保護誤動作事件，綜合分析了三相不一致保護安裝中存在的隱患及注意事項，并進一步提出了回路優化的反事故措施。

三相不一致保護；三相跳閘；優化

0　引言

早期的220kV及以上高壓斷路器多為分相操作斷路器，當發生誤操作或機械故障時，往往出現非全相運行工況，系統不對稱，機組出現負序電流，導致發電機轉子發熱，甚至導致故障擴大，造成系統性電網事故。因此，為了確保非全相運行工況下，系統和電氣設備的安全，按GB14285規程要求，分相操作斷路器必須裝設三相不一致保護，且應采用斷路器本體的三相不一致保護，同時發電機端斷路器及母聯斷路器宜采用三相聯動式斷路器。盡管如此，由于現場安裝不規范、反措落實不徹底等原因，三相不一致保護誤動事件仍時有發生，本文通過深入分析某廠一起三相不一致保護誤動事件，提出了該保護現場安裝的工藝規范要求及反措改進要點。

1　事件概況

某電廠裝機容量4×600MW,采用單元制機組接線方式，升壓站500kV主接線為3/2接線，非全相保護由斷路器本體實現，按雙重化配置（主接線圖如圖1所示）。

某日，四臺機組運行,空氣濕度達90%。10時27分52秒，#4主變5043斷路器運行中跳閘，500kV#3、4發變組串開環運行。NCS上發“5043斷路器測控（開入33）三相不一致保護2動作信號”，76ms后信號復歸。檢查5043斷路器匯控柜無保護動作掉牌信號，斷路器操作箱無跳閘信號；故障錄波裝置僅為斷路器位置變位開入量啟動，無故障電氣量特征；三相斷路器同步跳閘，時差僅為2ms；發變組、安控、斷路器保護均無動作信號；直流系統正常，無接地及交流竄入直流報警信號，可排除直流系統失地所致；斷路器SF6及油泵壓力均正常。

2　現場檢查

（1）一次設備檢查

檢查#4主變5043斷路器本體正常；查看故障錄波圖，5043斷路器跳閘前后電流、電壓波形正常，斷路器三相跳閘時差僅2ms。由此可綜合判斷5043斷路器三相同時跳閘，排除斷路器某相先跳導致三相不一致保護聯動三跳（延時0.3s）可能。

進行多次油泵打壓試驗，未見斷路器輔助觸點抖動現象。排除本體常閉觸點偶誤導通引發三相不一致保護動作可能。

（2）二次回路檢查

現場試驗驗證“三相不一致保護2動作信號”報警信息正確，故障原因重點鎖定在第2套三相不一致保護二次接線回路，其原理接線圖如圖2所示。

測試KTA2、KSJ2、KSJ2'動作電壓符合反措在55%-70%Ue之間的要求，返回電壓及動作時間正常；KSJ2出口繼電器動作功率大于5W，且排除觸點運行中粘連可能。進一步檢查發現：該柜端子排的短接片均為一字排開，X5:33、X5:34及X5:35、X5: 36間分別用短接片短接，其中X5:34與X5:35兩短接片緊鄰，短接片側面金屬裸露且存在尖刺，短接片X5:34與X5:35之間堆積粉塵嚴重，如圖3所示。

3　原因分析

斷路器三相同步跳閘、且三相不一致保護2動作信號正確發出，表明保護2確有動作，即三相不一致出口繼電器KSJ2動作或時間繼電器KTA2動作、延時驅動出口繼電器KSJ2動作。由于連接X5:33～X5:34、X5: 35～X5:36的短接片間距太近、且在同一垂直面，當時雨季升壓站濕度大，兩短接片上部積灰嚴重，粉塵受潮，X5:34與X5:35端子之間爬電擊穿，短接了斷路器B相常閉輔助觸點（見圖2），KTA2時間繼電器勵磁，經0.3s延時,驅動KSJ2及KSJ2'（發信用）繼電器，非全相2保護動作，斷路器三相跳閘。

保護動作未能保持、76ms后即返回原因為：匯控柜上非全相1、2復歸按鈕均被按下（此按鈕為雙位按鈕，按下后需人工復原），信號保持回路未接通所致。

由此可見，安裝過程的一次小失誤，竟然導致了一次開關保護誤動作。同時，通過舉一反三和控制回路的深入分析，原有的三相不一致保護，依然存在誤動作風險，如圖2虛線所示的三處風險點。分析如下（如圖5所示）。

三相不一致保護出口繼電器KSJ2接點直接接入正電源+K101。當誤碰出口繼電器KSJ2或時間繼電器KTA2時，三相不一致保護將誤動作。即存在當一接點異常接通保護誤出口的隱患。

4　優化方案

（1）改變非全相回路開、閉接點引線端子短接片布置方式，采用左右交錯的方式增大連接片間距離（如圖4所示）。

（2）將跳閘出口繼電器KSJ2電源改經斷路器非全相接點閉鎖，可有效防止時間繼電器KTA2誤動作，從而防止三相不一致保護誤動（如圖6所示）。

（3）將跳閘出口接點KSJ2的公共點與啟動回路相聯，使正電源通過斷路器常閉輔助觸點進行閉鎖和隔離（如圖6所示）。

改造后，即便出口繼電器KSJ2誤動，因斷路器常閉接點斷開（合閘狀態），隔斷正電源，斷路器跳閘線圈仍無法勵磁，能有效防止斷路器誤跳閘。

5　優化改造注意事項

（1）結合設備停役按圖6進行優化整改，注意常開、常閉觸點順序位置需交換，確保常閉觸點接于正電源端。

（2）三相不一致回路開、閉接點引出端子間分別用一空端子隔離，防某相常閉輔助觸點因端子緊鄰導致誤接通，引起出口跳閘。

（3）實施過程應采用電位測試法驗證兩組三相不一致保護不存在寄生回路。

（4）驗證每組三相不一致保護分相動作及相關信號正確。

（5）驗證在斷路器合閘情況下，模擬單一時間繼電器或出口繼電器誤動時斷路器不會誤跳。

6　結語

本文針對一起斷路器三相不一致保護誤動作事件，深入分析其誤動原因，指出了保護的現場安裝工藝不規范以及二次回路存在設計缺陷兩個問題,同時提出了具體的改進方案。通過方案現場實施，有效提高了三相不一致保護的可靠性，確保電廠設備和電網的安全穩定運行。

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[5]閩電調【2015】234號.福建省電力系統繼電保護廠站自動化直流系統反事故措施（2015年度）[S].

Analysis of Optim ization Scheme to the Circuit-Breaker Three-Phase Inconsistent Protection

TONG Xin-hong
（Fujian Branch of China Huadian Corporation，Fuzhou 350001，China）

Aiming atamalfunction accident in circuit-breaker three-phase inconsistent protection course,the paper makesanalysison thehidden dangersand themattersneedingattention existing in the installation of the three-phase inconsistentprotection,then indicates theanti-accidentmeasures of loop optimization.

three-phase inconsistent protection；three-phase tripping；optimization

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.05.013

TM561

B

2095-3429（2016）05-0053-03

童鑫紅（1976-），男，福建長汀人，本科，電氣工程師，從事發電廠電氣專業管理工作。

2016-08-31

2016-10-30