相序保护继电器在保障供配电安全中的应用

（广西广播电视技术中心百色分中心）

一、引言

在介绍此例应用前，为方便各位同事理解掌握，现对我们台站所用供配电系统特点进行简单介绍。

我们三级以上台站的供配电系统中，都配有ATS切换开关，对ATS切换开关的切换控制有两种模式：一种是外电故障判断、发电机的起动运行监控和ATS切换开关的切换控制均由柴油发电机组上的控制器来控制（如常见的AMF-25），即仅用一个控制器的模式（如以前常用的12.8KW科泰柴油发电机组及其配用的ATS切换开关柜）；另一种是外电故障判断、ATS切换开关的切换控制由配电柜上的控制器来控制（如：施耐德D型控制器），而柴油发电机组的运行监控则由柴油发电机组上的控制器来控制（如：AMF-25控制器），即要用两个控制器的模式，现在台站新更换的柴油发电机组及配电ATS切换装置有不少是这种模式。

二、故障现象

近段时间，在对所辖台站发生的配电事故进行研究分析时，发现使用两个控制器模式的供配电系统，其负责外电故障判断和ATS切换开关切换控制的控制器（施耐德D型），在面对外电逆相故障时无识别判断功能。查阅资料，询问厂家代理，得知此类控制器仅对电源进行电压采样，电源各相电压幅值在设定的正常范维内就判定电源正常。

当外电因电力部门检修不当出现相序相反时，只要外电各相电压幅值在设定的正常范维内，此控制器（施耐德D型）就把外电当正常电源通过ATS开关切换供给全台性UPS主机；同时发个信号给柴油发电机组上的控制器（AMF-25控制器），把运行中的柴油机冷却后停下来。全台性UPS主机接上相序相反的外电时，出于保护负载设备等设定，全台性UPS主机既不逆变外电供给负载设备，也不旁路外电供给负载设备，此时全台性UPS主机停用相序相反的外电，转而把自身蓄电池储备的直流电逆变成交流电供给负载设备，此时在枢纽台监控平台上看到的是外电各相电压幅值正常、配电柜三相电压幅值正常、ATS为外电切换位，柴油发电机组为停转候命中，而配电柜三相电流为零！且电力系统没有全台性UPS工作异常告警提示。当全台性UPS自身蓄电池储备的直流电量耗尽时，全台性UPS主机关机保护，造成配电柜负载设备因断电造成全台性停播事故。

三、解决方案及其基本原理。

整改方案：针对上述控制器功能上的缺陷，加装一个逆相保护继电器，此逆相保护继电器与ATS切换开关的控制器相配合。

基本原理：利用逆相保护继电器相序检测功能与ATS控制器原有功能相结合，当出现外电逆相时，权当外电缺相的流程来处理，实现对台站外电逆相自动检测和防止逆相的外电电源通过ATS开关误切换供给全台性UPS主机的功能。

试点改造取得了不错的效果，只要外电出现逆相，ATS切换开关的控制器会保持油机继续稳定运行发电，切换开关保持油机供电位置，由相序不会出错的柴油发电机组来供电。枢纽台平台值班员稍加分析电力系统相关参数的异常显示，即可得出外电逆相故障的判断，提醒技术人员前往改换外电相序或联系电力部门出作调整。

图1

图2

四、电路原理及实际接线图

（一）电路原理

电路原理如图1，ATS控制器（施耐德D型）有一组外电压（缺相、过压或欠压）采样检测线接口，三相外电压采样检测线经此接口引入ATS控制器。

在ATS柜加装一个逆相保护继电器，逆相保护继电器常闭触点开关串接在ATS控制器L3相外电采样线中；逆相保护继电器常开触点控制电铃供电。一旦外电逆相，逆相保护继电器动作，红色警示灯亮，同时逆相保护继电器常闭触点断开，造成L3相采样线断路，制造一个外电缺相的故障。基于ATS控制器得到外电缺相的判断，于是ATS切换开关的控制器会保持油机继续稳定运行发电，ATS切换开关保持油机位置，由相序不会出错的柴油发电机组持续供电全台设备（也就是说外电逆相时，逆相保护继电器断掉施耐德D型控制器检测外电的一根线，此时ATS切换开关的施耐德D型控制器权当外电缺相的流程来处理）；同时逆相保护继电器常开触点吸合，电铃得电发出警告铃声，提醒驻台留守人员（或接电力采集器的一个PD口，给枢纽台送个告警信号）。

注意事项：改造遇到的问题：在具体测试过程中，会遇到外电相序正常但是逆相保护继电器却得电就处保护工作状态，而反相序时逆相保护继电器继电器反而显示正常。这是因为逆相保护继电器内部默认相序和我们实际想要的相序相反，此时只需将接入逆相保护继电器的三相线换个相序即可（将其中两相线任意换个位置）。

（二）实物接线图

实际接线图如图2。

逆相保护继电器用的是：正泰电器断相与逆相保护继电器，型号：XJ3-G。

三相断路器QF1正常处于合闸位置，其作用有二：a、继电器内部电路有短路故障时，它起保护作用；b、方便用于对逆相保护继电器进行检修。

单相断路器QF2正常处于断开位置，它用于短接逆相保护继电器的常闭输出端，一旦逆相保护继电器出现异常故障时，可合上QF2、接通ATS控制器L3相外电的检测（即退出逆相保护继电器作用）。

去年9月24日，我们乐业县陇定山转播台，电力部门更换变压器杆塔，由于恢复供电后发电机组不停机，留守人员发现逆相保护继电器红色警示灯亮，说明又出现相序错的问题，ATS开关不切外电，逆相保护继电器起到了预设的作用，避免了又一起可能的全台性严重停播事故。

五、小结

“当外电逆相时，权当缺相来处理！”采取这样的应对工作思路，ATS控制器无逆相检测功能的缺陷得到弥补。

相信这个小改造装置的运用会给我们台站的安全播出工作又增添一份安全保障。