浅议断路器三相不一致保护

郑锡东

摘 要：出于供电可靠性考虑，现在220 kV及以上电压等级的电网普遍采用分相操作的断路器。但在实际的电网运行中，由于断路器偷跳和保护没有启动等原因，可能导致断路器三相不一致的现象出现。针对以上问题，详细分析了断路器三相不一致保护的工作原理，并在此基础上给出了处理方法。

关键词：断路器；三相不一致；非全相；跳闸

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）06-0052-02

1 断路器三相不一致保护的工作原理

运行经验表明，90%的电网故障都是单相瞬时接地故障。出于对供电可靠性的考虑，220 kV及以上电压等级的断路器都是采取单相重合闸的方式。所以，220 kV及以上电压等级的断路器普遍是可以分相操作的。

但是，采用分相操作机构的断路器在运行中由于各种原因，断路器三相可能断开一相或两相，造成三相不一致（即非全相运行）。断路器三相不一致会导致零序、负序电流较大，如果这些零序、负序电流持续很长时间，就会导致重负荷线路的零序保护四段越级误动作。因此，装设断路器三相不一致保护的作用是恢复断路器三相全相运行，避免上述情况的出现。

断路器三相不一致保护有两种：①断路器本体的三相不一致保护；②保护装置的三相不一致保护。下面就谈谈这两种方式的工作原理。

断路器本体的三相不一致保护原理如图1所示（这里分析的是西门子220 kV电压等级的3AQ1—EE型号的断路器）。三相不一致回路动作原理如下：当出现三相不一致情况后，每相断路器分闸位置辅助常闭触点S1LA与合闸位置辅助常开触点S1LA同时接通，时间继电器K16励磁，后经过一段时间继电器K16延时2 s启动三相不一致保护继电器K63，经三相不一致保护继电器K63接点接通三相跳闸线圈，以断开仍在运行的其他相断路器。在断路器本体三相不一致保护中，需要考虑到线路出现单相故障后，断路器单相跳开后等待单相重合闸的时间。所以，时间继电器K16延时2 s就是为了避开线路重合闸时限。

保护装置的三相不一致保护由RCS—923A保护装置实现，非全相位置开入接点由CZX-12R2操作继电器箱提供，如图2所示。当三相位置不一致保护投入时，如果有三相位置不一致接点输入，总启动原件动作并展宽7 s去开放出口继电正电源。三相不一致保护可采用零序电流或负序电流作为动作的辅助判据，可分别由控制字选择投退。三相不一致保护的动作逻辑：在不一致保护投入的情况下，当零序电流或负序电流动作元件动作，并且非全相位置有开入时，不一致保护延时1.5 s（按定值单执行）去启动跳闸继电器跳闸。

2 三相不一致保护的特点

断路器本体三相不一致保护容易受气候影响而误动作。因为断路器本体非全相保护仅用断路器的辅助触点作为启动判据，没有采用其他条件来闭锁保护，所以断路器本体三相不一致保护容易误动作。当天气潮湿时，在户外运行的断路器容易出现三相不一致保护启动、回路两点接地的现象，从而造成非全相保护误动作。为了避免此类现象的出现，现在的断路器机构箱和端子箱都装设有智能加热器。

断路器本体三相不一致保护必须投入运行。当线路刚启动或运行电流很小时，如果恰好此时出现断路器非全相运行（三相不一致），由于装置保护的三相不一致保护要经零序或负序电流闭锁，此时的零序或负序电流小到不足以令启动元件动作，那么，保护装置的三相不一致保护可能不会动作。此时，如果没有断路器本体三相不一致保护就无法快速切除故障，这将会影响电网的安全、稳定运行。

三相不一致保护不会启动失灵保护。断路器三相不一致的危害主要表现在可能会引起相邻线路的零序保护误动。但是，三相不一致保护一旦接入失灵回路，三相不一致动作将会切除整条母线。与引起相邻线路保护误动而切除线路相比，切除母线的危害要严重很多。因此，三相不一致保护不启动失灵保护。

3 出现三相不一致信号的处理

当监控系统发出“三相不一致信号”时，值班员必须马上对此异常信号进行处理。出现“三相不一致”信号的原因是，在CZX—12R2装置里面的三相不一致发信回路中，任意一相的HWJ与TWJ接点同时闭合或短路，导致装置起动发信。考虑到有可能是保护二次回路故障，所以，值班员必须马上去现场检查断路器的位置。

当现场断路器位置检查为三相一致时，必须考虑到是三相不一致保护回路出现了问题，导致保护误发“三相不一致”信号。在值班员无法处理的情况下，应该将此问题上报相关专业班组，等待班组人员处理。

当现场开关位置检查为三相不一致时，断路器因单相自动跳闸造成两相运行时，应立即合闸一次，合闸不成功则应断开其余两相断路器；如果是跳开两相，应立即将断路器断开。处理完后，应检查断路器三相位置不一致信号是否复归。

如果非全相断路器无法断开或合上时，在向调度汇报后，应根据变电站内主接线的特点采用不同的处理方法：①对有旁路断路器的变电站，用旁路断路器与非全相断路器并联后，退出旁路断路器的控制电源，用隔离开关解环，使非全相断路器停电；②对双母线接线的变电站，可以进行倒母线操作，使母联断路器与非全相断路器串联，断开对侧线路断路器，用母联断路器断开负荷电流，然后再拉开非全相断路器两侧的隔离开关；③对单母线接线的变电站，可以向调度申请断开线路对侧的断路器，然后在非全相断路器机构箱就地断开断路器；④母联断路器非全相运行时，应立即倒空其中一条母线，再拉开母联断路器两侧的隔离开关。

4 结束语

在电网容量越来越大，对供电可靠性要求越来越高的今天，为了消除故障，迅速恢复供电，220 kV及以上电压等级的断路器普遍采用分相操作。但是断路器一旦出现三相不一致（非全相运行）的情况，伴随三相不一致而产生的零序、负序电流将有可能造成相邻线路保护误动（越级跳闸），扩大事故范围。因此，220 kV及以上电压等级的断路器必须装设有断路器三相不一致保护。为了电网的安全、稳定运行，掌握三相不一致保护原理对值班员准确处理断路器三相不一致的问题起到了重要的作用。

参考文献

[1]广东省电力调度中心.广东省电力系统继电保护反事故措施及释义[M].2007版.北京：中国电力出版社，2007.

[2]张全元.变电运行现场技术问答[M].第二版.北京：中国电力出版社，2009.

[3]黄远飞，彭泽华.断路器本体三相不一致保护设计分析[J].南方电网技术，2012（04）.

〔编辑：白洁〕

摘 要：出于供电可靠性考虑，现在220 kV及以上电压等级的电网普遍采用分相操作的断路器。但在实际的电网运行中，由于断路器偷跳和保护没有启动等原因，可能导致断路器三相不一致的现象出现。针对以上问题，详细分析了断路器三相不一致保护的工作原理，并在此基础上给出了处理方法。

关键词：断路器；三相不一致；非全相；跳闸

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）06-0052-02

1 断路器三相不一致保护的工作原理

运行经验表明，90%的电网故障都是单相瞬时接地故障。出于对供电可靠性的考虑，220 kV及以上电压等级的断路器都是采取单相重合闸的方式。所以，220 kV及以上电压等级的断路器普遍是可以分相操作的。

但是，采用分相操作机构的断路器在运行中由于各种原因，断路器三相可能断开一相或两相，造成三相不一致（即非全相运行）。断路器三相不一致会导致零序、负序电流较大，如果这些零序、负序电流持续很长时间，就会导致重负荷线路的零序保护四段越级误动作。因此，装设断路器三相不一致保护的作用是恢复断路器三相全相运行，避免上述情况的出现。

断路器三相不一致保护有两种：①断路器本体的三相不一致保护；②保护装置的三相不一致保护。下面就谈谈这两种方式的工作原理。

断路器本体的三相不一致保护原理如图1所示（这里分析的是西门子220 kV电压等级的3AQ1—EE型号的断路器）。三相不一致回路动作原理如下：当出现三相不一致情况后，每相断路器分闸位置辅助常闭触点S1LA与合闸位置辅助常开触点S1LA同时接通，时间继电器K16励磁，后经过一段时间继电器K16延时2 s启动三相不一致保护继电器K63，经三相不一致保护继电器K63接点接通三相跳闸线圈，以断开仍在运行的其他相断路器。在断路器本体三相不一致保护中，需要考虑到线路出现单相故障后，断路器单相跳开后等待单相重合闸的时间。所以，时间继电器K16延时2 s就是为了避开线路重合闸时限。

保护装置的三相不一致保护由RCS—923A保护装置实现，非全相位置开入接点由CZX-12R2操作继电器箱提供，如图2所示。当三相位置不一致保护投入时，如果有三相位置不一致接点输入，总启动原件动作并展宽7 s去开放出口继电正电源。三相不一致保护可采用零序电流或负序电流作为动作的辅助判据，可分别由控制字选择投退。三相不一致保护的动作逻辑：在不一致保护投入的情况下，当零序电流或负序电流动作元件动作，并且非全相位置有开入时，不一致保护延时1.5 s（按定值单执行）去启动跳闸继电器跳闸。

2 三相不一致保护的特点

断路器本体三相不一致保护容易受气候影响而误动作。因为断路器本体非全相保护仅用断路器的辅助触点作为启动判据，没有采用其他条件来闭锁保护，所以断路器本体三相不一致保护容易误动作。当天气潮湿时，在户外运行的断路器容易出现三相不一致保护启动、回路两点接地的现象，从而造成非全相保护误动作。为了避免此类现象的出现，现在的断路器机构箱和端子箱都装设有智能加热器。

断路器本体三相不一致保护必须投入运行。当线路刚启动或运行电流很小时，如果恰好此时出现断路器非全相运行（三相不一致），由于装置保护的三相不一致保护要经零序或负序电流闭锁，此时的零序或负序电流小到不足以令启动元件动作，那么，保护装置的三相不一致保护可能不会动作。此时，如果没有断路器本体三相不一致保护就无法快速切除故障，这将会影响电网的安全、稳定运行。

三相不一致保护不会启动失灵保护。断路器三相不一致的危害主要表现在可能会引起相邻线路的零序保护误动。但是，三相不一致保护一旦接入失灵回路，三相不一致动作将会切除整条母线。与引起相邻线路保护误动而切除线路相比，切除母线的危害要严重很多。因此，三相不一致保护不启动失灵保护。

3 出现三相不一致信号的处理

当监控系统发出“三相不一致信号”时，值班员必须马上对此异常信号进行处理。出现“三相不一致”信号的原因是，在CZX—12R2装置里面的三相不一致发信回路中，任意一相的HWJ与TWJ接点同时闭合或短路，导致装置起动发信。考虑到有可能是保护二次回路故障，所以，值班员必须马上去现场检查断路器的位置。

当现场断路器位置检查为三相一致时，必须考虑到是三相不一致保护回路出现了问题，导致保护误发“三相不一致”信号。在值班员无法处理的情况下，应该将此问题上报相关专业班组，等待班组人员处理。

当现场开关位置检查为三相不一致时，断路器因单相自动跳闸造成两相运行时，应立即合闸一次，合闸不成功则应断开其余两相断路器；如果是跳开两相，应立即将断路器断开。处理完后，应检查断路器三相位置不一致信号是否复归。

如果非全相断路器无法断开或合上时，在向调度汇报后，应根据变电站内主接线的特点采用不同的处理方法：①对有旁路断路器的变电站，用旁路断路器与非全相断路器并联后，退出旁路断路器的控制电源，用隔离开关解环，使非全相断路器停电；②对双母线接线的变电站，可以进行倒母线操作，使母联断路器与非全相断路器串联，断开对侧线路断路器，用母联断路器断开负荷电流，然后再拉开非全相断路器两侧的隔离开关；③对单母线接线的变电站，可以向调度申请断开线路对侧的断路器，然后在非全相断路器机构箱就地断开断路器；④母联断路器非全相运行时，应立即倒空其中一条母线，再拉开母联断路器两侧的隔离开关。

4 结束语

在电网容量越来越大，对供电可靠性要求越来越高的今天，为了消除故障，迅速恢复供电，220 kV及以上电压等级的断路器普遍采用分相操作。但是断路器一旦出现三相不一致（非全相运行）的情况，伴随三相不一致而产生的零序、负序电流将有可能造成相邻线路保护误动（越级跳闸），扩大事故范围。因此，220 kV及以上电压等级的断路器必须装设有断路器三相不一致保护。为了电网的安全、稳定运行，掌握三相不一致保护原理对值班员准确处理断路器三相不一致的问题起到了重要的作用。

参考文献

[1]广东省电力调度中心.广东省电力系统继电保护反事故措施及释义[M].2007版.北京：中国电力出版社，2007.

[2]张全元.变电运行现场技术问答[M].第二版.北京：中国电力出版社，2009.

[3]黄远飞，彭泽华.断路器本体三相不一致保护设计分析[J].南方电网技术，2012（04）.

〔编辑：白洁〕

摘 要：出于供电可靠性考虑，现在220 kV及以上电压等级的电网普遍采用分相操作的断路器。但在实际的电网运行中，由于断路器偷跳和保护没有启动等原因，可能导致断路器三相不一致的现象出现。针对以上问题，详细分析了断路器三相不一致保护的工作原理，并在此基础上给出了处理方法。

关键词：断路器；三相不一致；非全相；跳闸

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）06-0052-02

1 断路器三相不一致保护的工作原理

运行经验表明，90%的电网故障都是单相瞬时接地故障。出于对供电可靠性的考虑，220 kV及以上电压等级的断路器都是采取单相重合闸的方式。所以，220 kV及以上电压等级的断路器普遍是可以分相操作的。

但是，采用分相操作机构的断路器在运行中由于各种原因，断路器三相可能断开一相或两相，造成三相不一致（即非全相运行）。断路器三相不一致会导致零序、负序电流较大，如果这些零序、负序电流持续很长时间，就会导致重负荷线路的零序保护四段越级误动作。因此，装设断路器三相不一致保护的作用是恢复断路器三相全相运行，避免上述情况的出现。

断路器三相不一致保护有两种：①断路器本体的三相不一致保护；②保护装置的三相不一致保护。下面就谈谈这两种方式的工作原理。

断路器本体的三相不一致保护原理如图1所示（这里分析的是西门子220 kV电压等级的3AQ1—EE型号的断路器）。三相不一致回路动作原理如下：当出现三相不一致情况后，每相断路器分闸位置辅助常闭触点S1LA与合闸位置辅助常开触点S1LA同时接通，时间继电器K16励磁，后经过一段时间继电器K16延时2 s启动三相不一致保护继电器K63，经三相不一致保护继电器K63接点接通三相跳闸线圈，以断开仍在运行的其他相断路器。在断路器本体三相不一致保护中，需要考虑到线路出现单相故障后，断路器单相跳开后等待单相重合闸的时间。所以，时间继电器K16延时2 s就是为了避开线路重合闸时限。

保护装置的三相不一致保护由RCS—923A保护装置实现，非全相位置开入接点由CZX-12R2操作继电器箱提供，如图2所示。当三相位置不一致保护投入时，如果有三相位置不一致接点输入，总启动原件动作并展宽7 s去开放出口继电正电源。三相不一致保护可采用零序电流或负序电流作为动作的辅助判据，可分别由控制字选择投退。三相不一致保护的动作逻辑：在不一致保护投入的情况下，当零序电流或负序电流动作元件动作，并且非全相位置有开入时，不一致保护延时1.5 s（按定值单执行）去启动跳闸继电器跳闸。

2 三相不一致保护的特点

断路器本体三相不一致保护容易受气候影响而误动作。因为断路器本体非全相保护仅用断路器的辅助触点作为启动判据，没有采用其他条件来闭锁保护，所以断路器本体三相不一致保护容易误动作。当天气潮湿时，在户外运行的断路器容易出现三相不一致保护启动、回路两点接地的现象，从而造成非全相保护误动作。为了避免此类现象的出现，现在的断路器机构箱和端子箱都装设有智能加热器。

断路器本体三相不一致保护必须投入运行。当线路刚启动或运行电流很小时，如果恰好此时出现断路器非全相运行（三相不一致），由于装置保护的三相不一致保护要经零序或负序电流闭锁，此时的零序或负序电流小到不足以令启动元件动作，那么，保护装置的三相不一致保护可能不会动作。此时，如果没有断路器本体三相不一致保护就无法快速切除故障，这将会影响电网的安全、稳定运行。

三相不一致保护不会启动失灵保护。断路器三相不一致的危害主要表现在可能会引起相邻线路的零序保护误动。但是，三相不一致保护一旦接入失灵回路，三相不一致动作将会切除整条母线。与引起相邻线路保护误动而切除线路相比，切除母线的危害要严重很多。因此，三相不一致保护不启动失灵保护。

3 出现三相不一致信号的处理

当监控系统发出“三相不一致信号”时，值班员必须马上对此异常信号进行处理。出现“三相不一致”信号的原因是，在CZX—12R2装置里面的三相不一致发信回路中，任意一相的HWJ与TWJ接点同时闭合或短路，导致装置起动发信。考虑到有可能是保护二次回路故障，所以，值班员必须马上去现场检查断路器的位置。

当现场断路器位置检查为三相一致时，必须考虑到是三相不一致保护回路出现了问题，导致保护误发“三相不一致”信号。在值班员无法处理的情况下，应该将此问题上报相关专业班组，等待班组人员处理。

当现场开关位置检查为三相不一致时，断路器因单相自动跳闸造成两相运行时，应立即合闸一次，合闸不成功则应断开其余两相断路器；如果是跳开两相，应立即将断路器断开。处理完后，应检查断路器三相位置不一致信号是否复归。

如果非全相断路器无法断开或合上时，在向调度汇报后，应根据变电站内主接线的特点采用不同的处理方法：①对有旁路断路器的变电站，用旁路断路器与非全相断路器并联后，退出旁路断路器的控制电源，用隔离开关解环，使非全相断路器停电；②对双母线接线的变电站，可以进行倒母线操作，使母联断路器与非全相断路器串联，断开对侧线路断路器，用母联断路器断开负荷电流，然后再拉开非全相断路器两侧的隔离开关；③对单母线接线的变电站，可以向调度申请断开线路对侧的断路器，然后在非全相断路器机构箱就地断开断路器；④母联断路器非全相运行时，应立即倒空其中一条母线，再拉开母联断路器两侧的隔离开关。

4 结束语

在电网容量越来越大，对供电可靠性要求越来越高的今天，为了消除故障，迅速恢复供电，220 kV及以上电压等级的断路器普遍采用分相操作。但是断路器一旦出现三相不一致（非全相运行）的情况，伴随三相不一致而产生的零序、负序电流将有可能造成相邻线路保护误动（越级跳闸），扩大事故范围。因此，220 kV及以上电压等级的断路器必须装设有断路器三相不一致保护。为了电网的安全、稳定运行，掌握三相不一致保护原理对值班员准确处理断路器三相不一致的问题起到了重要的作用。

参考文献

[1]广东省电力调度中心.广东省电力系统继电保护反事故措施及释义[M].2007版.北京：中国电力出版社，2007.

[2]张全元.变电运行现场技术问答[M].第二版.北京：中国电力出版社，2009.

[3]黄远飞，彭泽华.断路器本体三相不一致保护设计分析[J].南方电网技术，2012（04）.

〔编辑：白洁〕