三相不一致保护回路改造与调试

三相不一致保护回路改造与调试

马涛1杨超2熊嘉城3冯斌3李开鑫3

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（国网新疆电力公司电力科学研究院830011）

摘要:通过分析非全相保护的原理，对保护方案进行分析，同时分析当前的三相不一致保护回路及实现方法，发现存在的缺陷，提出改造方案及建议。最后结合现场调试中所遇到的问题提出具体的调试方法。

关键词：三相不一致原理方案回路改造调试

引言

在220kV及以上电压等级的电网中，普遍采用分相操作断路器。由于控制回路、断路器操作机构故障等原因，运行中可能出现三相断路器动作不一致的情况，或者由于断路器偷跳、单相接地故障重合失败造成断路器三相不一致运行状态。当系统中断路器出现不一致运行状态时，负序、零序等分量对电气设备会造成损害，因此装设断路器三相不一致保护。

1三相不一致保护方案分析

实现该保护，需要有反映位置三相不一致的回路，可采用断路器辅助接点组合实现，也可采用跳位、合位继电器的接点组合实现，以下称为三相不一致接点。目前，常见方案有以下四种。

图1

1.1方案一：三相不一致接点直接启动时间继电器。

1.2方案二：三相不一致接点串接零序电流继电器接点后启动时间继电器。

如图1示,LJ为零序电流继电器接点,与方案一比，增加零序闭锁判据，安全性提高。问题在于零序电流定值的整定一般按躲过正常负荷下的不平衡电流整定，当线路负荷较小时，保护可能拒动。另一问题，不能用于末端变压器中性点不接地运行的辐射线路，非全相时，系统中仅出现负序分量，无零流流过该线路，会出现拒动情况。

1.3方案三：三相不一致接点串接负序电流继电器接点后启动时间继电器。

如图1示,LJ为负序电流继电器接点,与方案二类似，电流继电器仅采负序分量。此方案一般用于负序电流易获得的情况，如发变组保护中。负序电流按躲过正常运行时的不平衡电流整定，当负荷较小时，可能拒动。较方案二不同之处在于可用于末端变压器中性点不接地运行的辐射线路。

1.4方案四：三相位置接点与无流判据组合启动时间继电器。

三相跳位继电器的接点作为开关量引入装置，当任一相TWJ动作且无电流，确认该相断路器在跳位，判为不一致状态，经延时跳闸。合路控制电源掉电,则拒动。

2三相不一致保护回路改造

为满足《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中“220kV及以上电压等级的重要电气设备的保护应采用双重化配置”要求,建议以下两种情况应改造：

1）三相不一致保护配置采用单个出口继电器与时间继电器，电源使用一路操作电源或与储能电源共用，单个出口继电器同时作用于两个跳闸线圈的进行双重化改造。

2)三相不一致保护接点使用操作箱中的跳位和合位监视辅助触点，此情况多用于发变组三相不一致保护使用装置功能的情况，在合闸控制电源掉电时，造成拒动。

2.1线路分相操作断路器本体的三相不一致保护改造。

图2

目前部分220kV线路本体三相不一致保护仅设计一套,电源用一路操作电源，中间继电器的辅助接点作用于两个跳闸回路。如图2示，通过三相不一致保护中间继电器47TX的两个辅助结点分别接到两路跳闸回路，当第一路控制电源消失时，保护失去作用。为消除该缺陷，须进行双重化改造，具体的改造将中间继电器47TX辅助接点仅接入第一路跳闸回路，拆除至二线圈接点，从三相断路器辅助接点中各选取一对常开接点与常闭接点，增加时间继电器和中间继电器及压板，组成第二套保护，中间继电器辅助接点接入第二路跳闸回路。经改造的保护在合闸控制电源掉电的情况下满足需求，实现双重化配置。

2.2发变组主变高压侧分相操作断路器三相不一致保护改造。

按反措要求“发电机变压器组的断路器三相不一致保护应启动失灵保护”。

图3图4

某厂发变组保护的组屏方式是电量保护A屏、B屏分别能独立实现所有的电量保护，C屏为发变组的非电量保护，满足主变、高厂变、励磁变和发电机的非电量保护要求，设计通过C屏实现三相不一致保护功能，逻辑如图3示，取主变高侧电流到非电量保护装置，根据故障电流分量驱动电流继电器，使LJ接点闭合，三相不一致保护接点使用操作箱中的跳位和两路合位监视继电器触点组成。由原理知当第一路操作电源消失时,在发生三相不一致时,跳位监视回路中的TWJ不动作,造成保护拒动,因此需将回路进行改造，将回路的TWJ与HWJ接点改为断路器本体的常开与常闭辅助触点，确保操作箱的合闸控制电源失电后不造成拒动。

设计到C屏的三相不一致保护是单套配置,为满足反措双重化与启失灵要求，应将C屏功能取消，在发变组保护A、B屏实现，在A、B屏分别增加断路器三相不一致位置接点到各自保护开入中，并在出口矩阵整定启动失灵和解除复压闭锁，拆除主变高侧到C屏的电流和C屏到母线保护A、B屏中的启动失灵和解除复压闭锁的电缆，改造满足双重化的同时简化二次回路，防止因一路操作电源消失造成拒动，使保护可靠,且满足的双重化要求。

改造后，投入保护A、B屏中的三相不一致保护，在刚起机或小电流运行时，由于电流对保护起闭锁作用，应同时投入断路器本体的三相不一致保护。

3三相不一致保护调试方法

在某变电站调试时，在调试出线非全相保护时，采取方法是将三相开关合上，点跳一相形成三相不一致状态，保护动作跳开其余两相开关，分别对三相进行验证，动作正确。对线路保护传动时，模拟单跳单重重合于故障三跳功能，由于三相跳闸出口压板中的B相压板未与上端口接触好，保护动作只跳开A、C相，开关本体非全相保护投入良好，此时非全相保护应动作跳开B相开关，但非全相保护未动作。分析：由图4可知，当A、C相在分闸位置时，A、C相的52B接点闭合，A、C相的52A接点断开，B相在合位时，B相的52B接点断开，B相的52A接点闭合，可以启动保护，但由于TB4/40端子电缆虚接，回路不通，因此不动。

经传动的保护依然存在拒动问题，分析发现常用传动方法存在隐患，方法一采用两相开关合位、一相开关分位方法传动，检验常闭接点但不能检验常开节点，如上述存在B相常开接点断线虚接未检验出来的情况。通常忽略方法二采用两相开关分位、一相开关合位的方法传动，不能正确检查开关的常闭节点，因此正确的传动应是两种方法结合进行。

4结语

保护及时跳开三相不一致的断路器，防止系统中出现负序、零序分量，对安全稳定运行具有重要意义。选择合适的保护方案，保证二次回路的准确性与可靠性，是保护可靠动作的必要条件。在调试验收过程中使用科学的方法，确保该保护可靠投入运行。

参考文献

[1]高中德.超高压电网继电保护专题分析.水利电力出版社.1990

[2]朱声石.高压电网继电保护原理与技术.电力工业出版社.1981

[3]国家电网公司.国家电网公司十八项电网重大事故反事故措施.2012