220kV断路器非全相保护断路器非全相保护误动作原因分析及改进措施.pdfVIP

措施

在220kV及以上电压等级的电网中,普遍采用分相操作的断路器,由于设备

质量和操作等原因,运行中可能出现三相断路器动作不一致的异常状态,如何消除

这种异常状态,存在不同认识,各系统也有不同做法。下面结合系统和保护的实际

运行情况,就装设断路器非全相保护的必要性进行阐述,对当前非全相保护的常见

方案进行分析,并对3/2断路器接线的非全相保护的一些问题进行探讨。

1装设断路器非全相保护的必要性

电力系统在运行中,由于各种原因,断路器三相可能断开一相或两相,造成非

全相运行。如果系统采用单相重合闸或综合重合闸方式,在等待重合闸期间,系统

也要处于非全相运行状态,但是,系统非全相运行的时间应有所限制,其原因有以

下几点。

1)系统要求。当系统处于非全相运行状态时,系统中出现零序、负序等分量对

电气设备会产生一定危害。

2)保护要求。由于出现了负序、零序等分量,使得系统中的一些保护可能处于

启动状态,还可能使一些保护(如零序电流保护)误动作跳闸,断开正常运行的线

路。

3)系统采用单相重合闸、综合重合闸等方式。当线路故障跳闸造成非全相运

行时,若重合闸成功,系统自然很快转入全相运行;若重合于故障,断路器三相跳闸,

系统也转入全相运行。对这种等待重合闸的非全相运行状态,系统中的设备和保

护必须予以考虑。如某些保护段可采取提高保护定值,加大延时等措施,以躲过线

路重合闸周期。

4)对于设备因质量、回路等问题造成的非全相状态,情况要复杂一些。例如,

,由于断路器不对应启动重合闸,将断路器重合;如果断路器故障,

跳开相不能重合,该断路器将处于非全相运行。对于这类非全相运行状态,设备主

保护一般不能消除。因此,综合考虑上述各种因素,分相操作的220kV线路断路器

应当装设能反映断路器非全相运行状态的非全相保护,作用于跳开已处于不正常

状态的断路器。

2几种非全相保护的常用方案分析

非全相保护的实现,一般需要反映断路器三相位置不一致的回路,可以采用断

路器辅助触点组合实现,也可以采用跳闸位置、合闸位置继电器的接点组合(以下

简称三相不一致接点),该接点组合一般由操作箱来实现。目前,实际系统应用

中的专用非全相保护的常见方案有以下几种。

2.1三相不一致接点直接启动时间继电器,再经出口中间继电器的非全相保

护(第一种)

这种非全相保护方案与配置在断路器机构箱内的非全相保护类似,逻辑回路

未配置无电流判断接点,原理比较简单,但能起到应有的保护作用。但是由于断路

器辅助接点的不可靠性及引入控制电缆受运行环境的影响等因素,安全性较差,运

行多次发生断路器非全相保护误动的事例。这类非全相保护虽然原理简单,但存

在一些问题。

1)二次控制电缆及其二次回路、非全相保护箱都安装于户外的断路器机构箱

支架上,设备易受潮,同时断路器的操作易引起箱子振动。

2)中间继电器动作电压偏低,根本不满足有关规程要求,且中间继电器的时间

度连续可调,当发生二次系统直流失电时容易发生误动,安全性较差。

3),当断路器运行方式改变时,非全相保护时间设

置要做相应更改,但因为安装在就地断路器本体内,使运行维护不便。

2.2三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的非全相保

护(第二种)

该方案与第一种方案相比,增加了零序电流闭锁判据,安全性有了很大的提

高。由于零序电流较易获得,该方案在系统中得到比较广泛应用。但存在以下主

要问题。

1)零序电流的整定值,早期一般按躲过正常负荷下的不平衡电流整定(一次值

约为100A),但是当线路负荷较小时,非全相保护就有可能拒动。

2)这种非全相保护不能用于末端变压器中性点不接地运行的辐射线路。因为

当辐射线路非全相运行时,系统中仅出现负序分量,无零序电流流过该线路,非全

相保护拒动。目前微机保护装置中,设置非全相保护的三相不一致接点作为断路

器输入量,经内部零序电流判别,延时出口。

2.3三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的非全相保

护(第三种)

该方案与第二种方案类似,仅采用的电流判别方式不同。这种非全相保护一

般用于负序电流较易获得的情况,如在发电机-变压器组成成套保护中大量应用。

负序电流也可按躲过正常运