相序保護繼電器在保障供配電安全中的應用

（廣西廣播電視技術中心百色分中心）

一、引言

在介紹此例應用前，為方便各位同事理解掌握，現對我們臺站所用供配電系統特點進行簡單介紹。

我們三級以上臺站的供配電系統中，都配有ATS切換開關，對ATS切換開關的切換控制有兩種模式：一種是外電故障判斷、發電機的起動運行監控和ATS切換開關的切換控制均由柴油發電機組上的控制器來控制（如常見的AMF-25），即僅用一個控制器的模式（如以前常用的12.8KW科泰柴油發電機組及其配用的ATS切換開關柜）；另一種是外電故障判斷、ATS切換開關的切換控制由配電柜上的控制器來控制（如：施耐德D型控制器），而柴油發電機組的運行監控則由柴油發電機組上的控制器來控制（如：AMF-25控制器），即要用兩個控制器的模式，現在臺站新更換的柴油發電機組及配電ATS切換裝置有不少是這種模式。

二、故障現象

近段時間，在對所轄臺站發生的配電事故進行研究分析時，發現使用兩個控制器模式的供配電系統，其負責外電故障判斷和ATS切換開關切換控制的控制器（施耐德D型），在面對外電逆相故障時無識別判斷功能。查閱資料，詢問廠家代理，得知此類控制器僅對電源進行電壓采樣，電源各相電壓幅值在設定的正常范維內就判定電源正常。

當外電因電力部門檢修不當出現相序相反時，只要外電各相電壓幅值在設定的正常范維內，此控制器（施耐德D型）就把外電當正常電源通過ATS開關切換供給全臺性UPS主機；同時發個信號給柴油發電機組上的控制器（AMF-25控制器），把運行中的柴油機冷卻后停下來。全臺性UPS主機接上相序相反的外電時，出于保護負載設備等設定，全臺性UPS主機既不逆變外電供給負載設備，也不旁路外電供給負載設備，此時全臺性UPS主機停用相序相反的外電，轉而把自身蓄電池儲備的直流電逆變成交流電供給負載設備，此時在樞紐臺監控平臺上看到的是外電各相電壓幅值正常、配電柜三相電壓幅值正常、ATS為外電切換位，柴油發電機組為停轉候命中，而配電柜三相電流為零！且電力系統沒有全臺性UPS工作異常告警提示。當全臺性UPS自身蓄電池儲備的直流電量耗盡時，全臺性UPS主機關機保護，造成配電柜負載設備因斷電造成全臺性停播事故。

三、解決方案及其基本原理。

整改方案：針對上述控制器功能上的缺陷，加裝一個逆相保護繼電器，此逆相保護繼電器與ATS切換開關的控制器相配合。

基本原理：利用逆相保護繼電器相序檢測功能與ATS控制器原有功能相結合，當出現外電逆相時，權當外電缺相的流程來處理，實現對臺站外電逆相自動檢測和防止逆相的外電電源通過ATS開關誤切換供給全臺性UPS主機的功能。

試點改造取得了不錯的效果，只要外電出現逆相，ATS切換開關的控制器會保持油機繼續穩定運行發電，切換開關保持油機供電位置，由相序不會出錯的柴油發電機組來供電。樞紐臺平臺值班員稍加分析電力系統相關參數的異常顯示，即可得出外電逆相故障的判斷，提醒技術人員前往改換外電相序或聯系電力部門出作調整。

圖1

圖2

四、電路原理及實際接線圖

（一）電路原理

電路原理如圖1，ATS控制器（施耐德D型）有一組外電壓（缺相、過壓或欠壓）采樣檢測線接口，三相外電壓采樣檢測線經此接口引入ATS控制器。

在ATS柜加裝一個逆相保護繼電器，逆相保護繼電器常閉觸點開關串接在ATS控制器L3相外電采樣線中；逆相保護繼電器常開觸點控制電鈴供電。一旦外電逆相，逆相保護繼電器動作，紅色警示燈亮，同時逆相保護繼電器常閉觸點斷開，造成L3相采樣線斷路，制造一個外電缺相的故障。基于ATS控制器得到外電缺相的判斷，于是ATS切換開關的控制器會保持油機繼續穩定運行發電，ATS切換開關保持油機位置，由相序不會出錯的柴油發電機組持續供電全臺設備（也就是說外電逆相時，逆相保護繼電器斷掉施耐德D型控制器檢測外電的一根線，此時ATS切換開關的施耐德D型控制器權當外電缺相的流程來處理）；同時逆相保護繼電器常開觸點吸合，電鈴得電發出警告鈴聲，提醒駐臺留守人員（或接電力采集器的一個PD口，給樞紐臺送個告警信號）。

注意事項：改造遇到的問題：在具體測試過程中，會遇到外電相序正常但是逆相保護繼電器卻得電就處保護工作狀態，而反相序時逆相保護繼電器繼電器反而顯示正常。這是因為逆相保護繼電器內部默認相序和我們實際想要的相序相反，此時只需將接入逆相保護繼電器的三相線換個相序即可（將其中兩相線任意換個位置）。

（二）實物接線圖

實際接線圖如圖2。

逆相保護繼電器用的是：正泰電器斷相與逆相保護繼電器，型號：XJ3-G。

三相斷路器QF1正常處于合閘位置，其作用有二：a、繼電器內部電路有短路故障時，它起保護作用；b、方便用于對逆相保護繼電器進行檢修。

單相斷路器QF2正常處于斷開位置，它用于短接逆相保護繼電器的常閉輸出端，一旦逆相保護繼電器出現異常故障時，可合上QF2、接通ATS控制器L3相外電的檢測（即退出逆相保護繼電器作用）。

去年9月24日，我們樂業縣隴定山轉播臺，電力部門更換變壓器桿塔，由于恢復供電后發電機組不停機，留守人員發現逆相保護繼電器紅色警示燈亮，說明又出現相序錯的問題，ATS開關不切外電，逆相保護繼電器起到了預設的作用，避免了又一起可能的全臺性嚴重停播事故。

五、小結

“當外電逆相時，權當缺相來處理！”采取這樣的應對工作思路，ATS控制器無逆相檢測功能的缺陷得到彌補。

相信這個小改造裝置的運用會給我們臺站的安全播出工作又增添一份安全保障。