童鑫紅

（中國(guó)華電集團(tuán)公司福建分公司，福建福州350001）

淺議斷路器三相不一致保護(hù)的優(yōu)化方案

童鑫紅

（中國(guó)華電集團(tuán)公司福建分公司，福建福州350001）

本文通過一起斷路器三相不一致保護(hù)誤動(dòng)作事件，綜合分析了三相不一致保護(hù)安裝中存在的隱患及注意事項(xiàng)，并進(jìn)一步提出了回路優(yōu)化的反事故措施。

三相不一致保護(hù)；三相跳閘；優(yōu)化

0　引言

早期的220kV及以上高壓斷路器多為分相操作斷路器，當(dāng)發(fā)生誤操作或機(jī)械故障時(shí)，往往出現(xiàn)非全相運(yùn)行工況，系統(tǒng)不對(duì)稱，機(jī)組出現(xiàn)負(fù)序電流，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)熱，甚至導(dǎo)致故障擴(kuò)大，造成系統(tǒng)性電網(wǎng)事故。因此，為了確保非全相運(yùn)行工況下，系統(tǒng)和電氣設(shè)備的安全，按GB14285規(guī)程要求，分相操作斷路器必須裝設(shè)三相不一致保護(hù)，且應(yīng)采用斷路器本體的三相不一致保護(hù)，同時(shí)發(fā)電機(jī)端斷路器及母聯(lián)斷路器宜采用三相聯(lián)動(dòng)式斷路器。盡管如此，由于現(xiàn)場(chǎng)安裝不規(guī)范、反措落實(shí)不徹底等原因，三相不一致保護(hù)誤動(dòng)事件仍時(shí)有發(fā)生，本文通過深入分析某廠一起三相不一致保護(hù)誤動(dòng)事件，提出了該保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)安裝的工藝規(guī)范要求及反措改進(jìn)要點(diǎn)。

1　事件概況

某電廠裝機(jī)容量4×600MW,采用單元制機(jī)組接線方式，升壓站500kV主接線為3/2接線，非全相保護(hù)由斷路器本體實(shí)現(xiàn)，按雙重化配置（主接線圖如圖1所示）。

某日，四臺(tái)機(jī)組運(yùn)行,空氣濕度達(dá)90%。10時(shí)27分52秒，#4主變5043斷路器運(yùn)行中跳閘，500kV#3、4發(fā)變組串開環(huán)運(yùn)行。NCS上發(fā)“5043斷路器測(cè)控（開入33）三相不一致保護(hù)2動(dòng)作信號(hào)”，76ms后信號(hào)復(fù)歸。檢查5043斷路器匯控柜無保護(hù)動(dòng)作掉牌信號(hào)，斷路器操作箱無跳閘信號(hào)；故障錄波裝置僅為斷路器位置變位開入量啟動(dòng)，無故障電氣量特征；三相斷路器同步跳閘，時(shí)差僅為2ms；發(fā)變組、安控、斷路器保護(hù)均無動(dòng)作信號(hào)；直流系統(tǒng)正常，無接地及交流竄入直流報(bào)警信號(hào)，可排除直流系統(tǒng)失地所致；斷路器SF6及油泵壓力均正常。

2　現(xiàn)場(chǎng)檢查

（1）一次設(shè)備檢查

檢查#4主變5043斷路器本體正常；查看故障錄波圖，5043斷路器跳閘前后電流、電壓波形正常，斷路器三相跳閘時(shí)差僅2ms。由此可綜合判斷5043斷路器三相同時(shí)跳閘，排除斷路器某相先跳導(dǎo)致三相不一致保護(hù)聯(lián)動(dòng)三跳（延時(shí)0.3s）可能。

進(jìn)行多次油泵打壓試驗(yàn)，未見斷路器輔助觸點(diǎn)抖動(dòng)現(xiàn)象。排除本體常閉觸點(diǎn)偶誤導(dǎo)通引發(fā)三相不一致保護(hù)動(dòng)作可能。

（2）二次回路檢查

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證“三相不一致保護(hù)2動(dòng)作信號(hào)”報(bào)警信息正確，故障原因重點(diǎn)鎖定在第2套三相不一致保護(hù)二次接線回路，其原理接線圖如圖2所示。

測(cè)試KTA2、KSJ2、KSJ2'動(dòng)作電壓符合反措在55%-70%Ue之間的要求，返回電壓及動(dòng)作時(shí)間正常；KSJ2出口繼電器動(dòng)作功率大于5W，且排除觸點(diǎn)運(yùn)行中粘連可能。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)：該柜端子排的短接片均為一字排開，X5:33、X5:34及X5:35、X5: 36間分別用短接片短接，其中X5:34與X5:35兩短接片緊鄰，短接片側(cè)面金屬裸露且存在尖刺，短接片X5:34與X5:35之間堆積粉塵嚴(yán)重，如圖3所示。

3　原因分析

斷路器三相同步跳閘、且三相不一致保護(hù)2動(dòng)作信號(hào)正確發(fā)出，表明保護(hù)2確有動(dòng)作，即三相不一致出口繼電器KSJ2動(dòng)作或時(shí)間繼電器KTA2動(dòng)作、延時(shí)驅(qū)動(dòng)出口繼電器KSJ2動(dòng)作。由于連接X5:33～X5:34、X5: 35～X5:36的短接片間距太近、且在同一垂直面，當(dāng)時(shí)雨季升壓站濕度大，兩短接片上部積灰嚴(yán)重，粉塵受潮，X5:34與X5:35端子之間爬電擊穿，短接了斷路器B相常閉輔助觸點(diǎn)（見圖2），KTA2時(shí)間繼電器勵(lì)磁，經(jīng)0.3s延時(shí),驅(qū)動(dòng)KSJ2及KSJ2'（發(fā)信用）繼電器，非全相2保護(hù)動(dòng)作，斷路器三相跳閘。

保護(hù)動(dòng)作未能保持、76ms后即返回原因?yàn)椋簠R控柜上非全相1、2復(fù)歸按鈕均被按下（此按鈕為雙位按鈕，按下后需人工復(fù)原），信號(hào)保持回路未接通所致。

由此可見，安裝過程的一次小失誤，竟然導(dǎo)致了一次開關(guān)保護(hù)誤動(dòng)作。同時(shí)，通過舉一反三和控制回路的深入分析，原有的三相不一致保護(hù)，依然存在誤動(dòng)作風(fēng)險(xiǎn)，如圖2虛線所示的三處風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。分析如下（如圖5所示）。

三相不一致保護(hù)出口繼電器KSJ2接點(diǎn)直接接入正電源+K101。當(dāng)誤碰出口繼電器KSJ2或時(shí)間繼電器KTA2時(shí)，三相不一致保護(hù)將誤動(dòng)作。即存在當(dāng)一接點(diǎn)異常接通保護(hù)誤出口的隱患。

4　優(yōu)化方案

（1）改變非全相回路開、閉接點(diǎn)引線端子短接片布置方式，采用左右交錯(cuò)的方式增大連接片間距離（如圖4所示）。

（2）將跳閘出口繼電器KSJ2電源改經(jīng)斷路器非全相接點(diǎn)閉鎖，可有效防止時(shí)間繼電器KTA2誤動(dòng)作，從而防止三相不一致保護(hù)誤動(dòng)（如圖6所示）。

（3）將跳閘出口接點(diǎn)KSJ2的公共點(diǎn)與啟動(dòng)回路相聯(lián)，使正電源通過斷路器常閉輔助觸點(diǎn)進(jìn)行閉鎖和隔離（如圖6所示）。

改造后，即便出口繼電器KSJ2誤動(dòng)，因斷路器常閉接點(diǎn)斷開（合閘狀態(tài)），隔斷正電源，斷路器跳閘線圈仍無法勵(lì)磁，能有效防止斷路器誤跳閘。

5　優(yōu)化改造注意事項(xiàng)

（1）結(jié)合設(shè)備停役按圖6進(jìn)行優(yōu)化整改，注意常開、常閉觸點(diǎn)順序位置需交換，確保常閉觸點(diǎn)接于正電源端。

（2）三相不一致回路開、閉接點(diǎn)引出端子間分別用一空端子隔離，防某相常閉輔助觸點(diǎn)因端子緊鄰導(dǎo)致誤接通，引起出口跳閘。

（3）實(shí)施過程應(yīng)采用電位測(cè)試法驗(yàn)證兩組三相不一致保護(hù)不存在寄生回路。

（4）驗(yàn)證每組三相不一致保護(hù)分相動(dòng)作及相關(guān)信號(hào)正確。

（5）驗(yàn)證在斷路器合閘情況下，模擬單一時(shí)間繼電器或出口繼電器誤動(dòng)時(shí)斷路器不會(huì)誤跳。

6　結(jié)語

本文針對(duì)一起斷路器三相不一致保護(hù)誤動(dòng)作事件，深入分析其誤動(dòng)原因，指出了保護(hù)的現(xiàn)場(chǎng)安裝工藝不規(guī)范以及二次回路存在設(shè)計(jì)缺陷兩個(gè)問題,同時(shí)提出了具體的改進(jìn)方案。通過方案現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，有效提高了三相不一致保護(hù)的可靠性，確保電廠設(shè)備和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]賀加禮，宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M].北京：中國(guó)電力出版社，1994.

[2]中國(guó)華電集團(tuán)公司電氣及熱控技術(shù)研究中心.電力主設(shè)備繼電保護(hù)的理論實(shí)踐及運(yùn)行案例[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2009.

[3]王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用[M].北京：中國(guó)電力出版社，2002.

[4]鐘自勤.繼電保護(hù)裝置及二次回路故障檢修典型實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[5]閩電調(diào)【2015】234號(hào).福建省電力系統(tǒng)繼電保護(hù)廠站自動(dòng)化直流系統(tǒng)反事故措施（2015年度）[S].

Analysis of Optim ization Scheme to the Circuit-Breaker Three-Phase Inconsistent Protection

TONG Xin-hong
（Fujian Branch of China Huadian Corporation，F(xiàn)uzhou 350001，China）

Aiming atamalfunction accident in circuit-breaker three-phase inconsistent protection course,the paper makesanalysison thehidden dangersand themattersneedingattention existing in the installation of the three-phase inconsistentprotection,then indicates theanti-accidentmeasures of loop optimization.

three-phase inconsistent protection；three-phase tripping；optimization

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.05.013

TM561

B

2095-3429（2016）05-0053-03

童鑫紅（1976-），男，福建長(zhǎng)汀人，本科，電氣工程師，從事發(fā)電廠電氣專業(yè)管理工作。

2016-08-31

2016-10-30