浅谈断路器三相不一致保护

伏晓霞

（茂名市粤能电力股份有限公司，广东 茂名 525011）

目前220kV 及以上电压等级的电网中，对分相操作断路器的应用越来越多， 这种方式可以大大提高电力系统的供电稳定性。但是由于设备本身质量问题导致的分相操作机构分、合闸时间和同期性的差异以及人为操作等原因， 运行中可能出现由于合闸的不同期和分闸的不同期引起的三相不一致运行异常状态。 当断路器出现三相不一致运行时，会对电力系统的运行产生很大的危害。 断路器的三相不一致运行导致电网产生负序和零序电流，若不快速切除三相不一致运行线路，就有可能导致保护误动，发生越级跳闸。 鉴于断路器三相不一致运行产生的严重后果，应将其异常运行时间尽量缩短。 三相不一致保护是为限制三相不一致运行的时间所配置的辅助保护， 因此采用三相不一致保护来防止断路器三相不一致运行是非常必要的， 该保护能够减少三相不一致运行时间，提高电网可靠性。

1 三相不一致微机保护

三相不一致微机保护装置可以通过断路器辅助接点位置（即三相不一致开入）以及零序电流、负序电流和相电流来判断断路器的三相不一致运行状态。三相不一致保护共有两个时限。三相不一致一时限恒不受相电流判据闭锁，是否经零序、负序电流判据由控制字来定，其保护逻辑图如图1 所示。

图1 三相不一致保护逻辑图

而三相不一致保护二时限可整定选择是否经过相电流判据闭锁， 其三相不一致二时限加入相电流判据保护逻辑图如图2 所示。

图2 非全相二时限加入相电流判据

下面以南瑞CZX-12G 与PCS-974A 为例说明三相不一致微机保护的原理。 其中PCS-974A 为本体及断路器辅助保护装置，CZX-12G 为220kV 操作箱。 其三相不一致强电开入回路如图3 所示。

图3 三相不一致保护三相不一致强电开入原理图

三相不一致保护装置采用操作回路中的合位继电器和跳位继电器辅助触点的组合构成三相不一致的开入判据。 220kV操作回路中，只有一组合闸回路，两组跳闸回路。 所以，图3 开入回路中TWJ 只有一组，而HWJ 是两组。

PCS-974A 装置的CPU 经过程序运行， 逻辑判断之后三相不一致1 时限启动三相不一致出口继电器FQX1。然后其相应触电启动操作箱TJF 继电器 （此继电器不启动重合闸不启动失灵）。 此开入回路如图4 所示。

由于电网负荷电流和三相不一致零序电流随着电网发展也有了很大增加， 因此要求投入220kV 及以上电网保护装置中有电流判别的三相不一致保护。 三相不一致保护的动作时间要躲过线路保护的重合闸时间。 但是如果动作时间太长，或因故未能动作，则重负荷线路的零序保护四段会越级误动。 因此，考虑与线路零序保护间配合的需要， 将三相不一致保护的动作时间整定为1.5 秒。

2 断路器本体三相不一致保护

断路器本体的三相不一致保护采用的是开关的辅助接点的组合作为断路器三相不一致运行的判据。 当开关实际位置三相不一致后，启动时间继电器，时间继电器经一个延时后动作启动出口继电器，跳开三相不一致运行的断路器。

本体三相不一致保护是十分必要的。 因为当线路刚启动或者检修后复电时运行电流很小。 若此时出现三相不一致运行，由于装置保护的三相不一致要经零序和负序电流闭锁， 保护装置的三相不一致可能不会动作。此时若没有本体三相不一致保护，会对运行造成不利影响。 例如2011年3月500kV 来宾变电站#1 主变停电检修结束后，在进行复电操作时，只有C 相合上，出现三相不一致运行。 由于2001 断路器本体三相不一致保护因运行不可靠拆除， 未进行进一步整改， 最终主变两套PCS-978CF零序过流动作，跳开了5011、5012、2001 断路器，造成事故扩大。

断路器本体三相不一致保护利用断路器辅助触点组合构成启动三相不一致保护时间继电器。 一般情况该继电器经过2S延时后启动三相不一致出口继电器。 本体三相不一致保护开入回路如图5 所示。

图5 本体三相不一致保护开入回路

图5 中K16、K26 为三相不一致保护时间继电器，K61、K63为三相不一致出口继电器。 220kV 断路器采用两路操作电源，为使断路器本体三相不一致保护可靠动作， 其也采用两路保护开入回路，这两路开入回路电源分别取自断路器两路操作电源。

3 结语

综上所述，分相操作断路器设备本身质量问题以及人为操作的原因会导致三相不一致运行的异常状态。 断路器三相不一致保护能够提供断路器三相不一致运行时的保护， 采用三相不一致保护来防止断路器三相不一致运行是非常必要的， 该保护能够减少三相不一致运行时间，提高电网供电可靠性。 而且三相不一致微机保护与断路器本体三相不一致保护一起投入运行可以加大保护的可靠性。

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