一起500 kV 斷路器“三相不一致保護功能”缺陷原因分析

劉永康

（國網江蘇省電力有限公司檢修分公司，江蘇南京 211101）

220 kV 及以上的斷路器通常采用分相操作，斷路器長期運行后，分、合閘同期性差異會逐漸增加，運行中可能出現由于合閘不同期或分閘不同期引起的斷路器三相缺相運行異常狀態。另外，運維人員誤操作或者系統故障等原因也可能出現斷路器缺相運行情況。斷路器缺相運行會導致電力系統產生負序和零序電流，若無法快速切除三相不一致運行線路，會導致保護誤動作，出現越級跳閘情況。另外，由于斷路器缺相運行會導致變壓器和負荷設備缺相運行，因此會出現電壓升高或失電問題，設備難以運行甚至可能出現設備故障。為防止出現以上事故，斷路器本體應配置三相位置不一致保護[1-2]。

1 三相不一致保護功能原理

三相不一致保護功能為當斷路器的三相位置不一致時，通過延時繼電器控制斷開所有斷口。

保護功能需將機構箱內的輔助開關接點接入到回路，把三相機構箱內輔助開關的常閉接點和常開接點分別并聯再串聯，經過時間繼電器延時出口跳閘。當斷路器三相位置不一致時，回路導通，經過延時，出口繼電器動作，跳開斷路器。延時整定要求如下。

1 000 kV、500 kV 斷路器：與線路相關的斷路器、三相不一致保護動作時間應與單相重合閘時間匹配，統一取2.5 s。只與發變組相關的斷路器保護時間可整定為0.5 s。

220 kV 出線斷路器：單相重合閘線路，三相不一致保護動作時間應與單相重合閘時間匹配，為線路單相重合閘時間+1 s；三相重合閘（單故三重）線路，保護定值為0.6 s。

220 kV 電氣聯動的主變/母聯/分段斷路器：保護定值為0.6 s。

旁路開關或母聯兼旁路開關：按實際需要進行整定。

功能校驗方法為：①三相全部分閘，單合A/B/C 相，延時繼電器應動作，通過出口繼電器跳閘A 相/B 相/C 相；②三相全部合閘，單分A/B/C 相，延時繼電器應動作，通過出口繼電器跳閘另外兩相斷路器。

若測試全部通過，表明斷路器三相不一致功能正常。

2 三相不一致保護功能缺陷分析

三相不一致保護功能缺陷的原因有兩個方面：①設備質量有缺陷，保護能正確發出動作命令，而斷路器由于機構或本體缺陷無法分閘[3]；②控制回路發生故障。控制回路接線存在設計缺陷、二次元器件損壞、施工階段回路接線錯誤、因機構箱受潮導致的控制回路絕緣水平下降或者控制電源故障等情況均可能導致斷路器三相不一致保護功能缺陷[4-6]。下面對某斷路器三相不一致保護功能缺陷進行分析。

2.1 機構箱內部二次電纜線接點接反

當斷路器分合后，輔助開關動作，常開、常閉接點動作。輔助開關的接點通過電纜線接入到圖1 端子排上，再通過航空插件連接匯控柜內端子排。這樣，輔助開關的接點便接到斷路器的控制回路中。

圖1 端子排中黑色矩形框為Lb01 接點和Lb02 接點，該接點正確的接法是：輔助開關的常閉接點Lb01 和常開接點A7 通過電纜線接入到圖1 端子排Lb01 接點，輔助開關的常閉接點Lb02 和常開接點A17 通過電纜線接入到端子排Lb02接點。經排查，現場斷路器B 相機構箱內常開接點A7 被錯誤地接入到端子排Lb02 接點，而常開接點A17 被錯誤地接入到端子排Lb01 接點，如圖1 兩條灰色橢圓框內。

圖1 斷路器機構箱內的端子排

2.2 保護功能回路缺陷分析

故障斷路器的三相不一致保護功能回路有兩條，其原理相同，回路1 如圖2 所示，回路2 原理與其相同，不再展示。斷路器本體三相不一致保護的接線是由斷路器輔助接點形成觸發回路，把三相斷路器機構箱內輔助開關的常閉接點和常開接點分別并聯再串聯，然后通過延時繼電器（47T1、47T2）控制出口跳閘。當保護壓板（LP11、LP21）投入且斷路器發生三相不一致時，延時繼電器47T1 或47T2 兩端得電，繼電器47X1 或47X2 延時得電，其常開接點閉合，從而控制分閘回路導通。

圖2 斷路器非全相控制回路1

斷路器B 相機構箱內常開接點A7 錯誤地接入到端子排Lb02 接點，而常開接點A17 錯誤的接入到端子排Lb01 接點，即Lb01 接點、TCB-98 接點與輔助開關A17 接點連接，而Lb02 接點、TCB-179 接點與輔助開關A7 接點連接。將保護壓板1 投入而保護壓板2 退出，A、C 相分閘而B 相合閘后，非全相回路1 的TCB-98 接點得正電，但是TCB-98 接點與輔助開關A7 接點沒有連接，輔助開關A7 接點無正電，時間繼電器47T1 正端接點無法得電，從而非全相回路1 無法導通。同理，將保護壓板2 投入而保護壓板1 退出，A、C相分閘而B 相合閘后，非全相回路2 的TCB-179 接點得正電，但是TCB-179 與輔助開關A17 接點沒有連接，輔助開關A17 接點無正電，時間繼電器47T2 正端接點無法得電，回路2 無法導通。

可以看出，由于電纜線接點接入錯誤，當出現A、C 相分閘而B 相合閘的情況時，三相不一致保護無法跳開B 閘。

3 整改情況

變電站500 kV 斷路器三相不一致保護功能驗收中發現的缺陷暴露了以下問題：①產品質量不過關、廠內操作人員隨意性大；②產品出廠檢驗流于形式，質量檢驗把關力度不夠；③現場施工人員交接試驗未認真檢查校驗斷路器的功能。

現場對有錯誤的接線重新整改，對斷路器進行三相不一致功能校驗合格。

4 結語

某變電站斷路器當A、C 相分閘而B 相合閘時，三相不一致保護無法跳開B 相斷路器，其原因為二次接線錯誤。二次電纜線路接點繁多，接線人員接錯線概率也較大，此次缺陷發現后要求對隱蔽點、未見異常點仍需加強關注，減少習慣意識，按照變電站設備驗收規程規范嚴格執行，杜絕此類隱患遺留。