電力百科：斷路器本體三相位置不一致保護

高壓輸電線路一般采用分相操作的斷路器，為防止因斷路器三相位置不一致，導致的斷路器誤動或拒動事故，斷路器應采用本體三相位置不一致保護。

電力系統(tǒng)在運行時,由于各種原因,斷路器三相可能斷開一相或兩相,造成非全相運行。如果系統(tǒng)采用單重或綜重方式,在等待重合期間,系統(tǒng)也要處于非全相運行狀態(tài)。但是系統(tǒng)非全相運行的時間應有所限制。對這種等待重合的非全相狀態(tài),系統(tǒng)中的設備和保護必須予以考慮。例如某些保護段可采取提高定值、加大延時等措施,以躲過重合閘周期。

非全相保護的實現(xiàn),一般需要反映斷路器三相位置不一致的回路,可以采用斷路器輔助觸點組合實現(xiàn)，也可以采用跳閘位置、合閘位置繼電器的接點組合(該接點組合一般由操作箱給出)實現(xiàn)。

1 斷路器本體三相位置不一致保護的接線原理

斷路器本體三相位置不一致保護的接線是將A、B、C三相的常開、常閉輔助接點分別并聯(lián)后再串聯(lián)，然后起動一個延時時間繼電器（該繼電器動作電壓應大于50%額定電壓、小于70%額定電壓），當斷路器出現(xiàn)三相位置不一致時，經過時間延時，動作起動出口中間繼電器，并跳開三相斷路器，其中時間繼電器的一對常開接點發(fā)遙信到監(jiān)控系統(tǒng)，該出口跳閘回路受壓力閉鎖接點控制導通跳閘。該保護的時間定值應躲過單相重合閘時間加斷路器固有動作時間。

2 斷路器本體三相位置不一致，保護的電源接線及跳閘方式

高壓輸電線路微機保護均已實現(xiàn)了雙重化配置，斷路器也具有兩組跳閘線圈以構成相互獨立的跳閘回路。而斷路器本體三相位置不一致保護，還未按照保護雙重化要求進行配置，對于斷路器操作電源不經切換時，斷路器本體三相位置不一致保護目前均接入斷路器第一跳閘回路中，即斷路器本體三相位置不一致保護的起動回路及跳閘回路均使用第一操作回路電源。當斷路器第一操作回路電源故障跳開時，斷路器將失去本體三相位置不一致保護功能。為解決斷路器第一操作回路電源故障而失去本體三相位置不一致保護功能的問題，對本體三相位置不一致保護的設計進行完善。

本體三相位置不一致保護也按照保護雙重化原則進行配置，并分別接入兩組相互獨立的跳閘回路，采用兩組相互獨立的操作電源供電。這樣就要求增加斷路器輔助接點數(shù)、三相位置不一致保護延時繼電器、綜控箱內的出口中間繼電器和連接電纜等。對于斷路器操作電源經切換回路控制時，將斷路器本體三相位置不一致保護的起動回路和出口中間繼電器，均接入斷路器操作切換后的電源，而出口中間繼電器提供兩組動作接點，分別接入兩組相互獨立的跳閘回路。這樣就不要求增加斷路器輔助接點數(shù)、綜控箱內的中間繼電器和連接電纜等。當斷路器第一操作電源故障斷開時，本體三相位置不一致保護的電源由斷路器第一操作電源自動切換到斷路器第二操作電源，從而保證斷路器不會因操作電源故障而失去本體三相位置不一致保護功能。

3 斷路器本體三相位置不一致，保護與斷路器防跳回路的配合

目前，斷路器的防跳回路大都采用保護裝置操作箱內的防跳回路，斷路器本體三相位置不一致保護動作時，是不能起動操作箱內防跳回路的。如果系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，保護動作跳開故障相，重合閘不能正確動作，此時，由于某種原因發(fā)生合閘回路接點粘黏，致使合閘脈沖一直存在，這時斷路器本體三相位置不一致保護經延時動作跳開另外兩非故障相斷路器，將會造成非故障相斷路器重合、三相位置不一致保護經延時動作再跳開、又重合的斷路器跳躍現(xiàn)象。為防止上述斷路器跳躍事故發(fā)生，斷路器投運前應認真做好斷路器傳動試驗，檢查重合閘回路的正確性以及與斷路器配合情況，合閘回路是否存在繼電器接點粘黏現(xiàn)象，確保重合閘和防跳回路功能正確。

斷路器的防跳回路應采用本體的防跳回路，取消保護裝置操作箱內的防跳回路。若斷路器的防跳回路采用本體的防跳回路時，設計本體三相位置不一致保護時，應確保其動作出口回路能正確起動本體的防跳回路。杜絕上述斷路器本體三相位置不一致保護延時動作跳開另外兩相非故障相時，出現(xiàn)斷路器跳躍事故的發(fā)生。斷路器投運前應認真做好斷路器傳動試驗，檢查重合閘回路的正確性以及與斷路器配合情況，確保重合閘和與斷路器防跳回路功能正確。

典型斷路器三相不一致保護

1、典型保護控制回路

目前電力系統(tǒng)三相不一致保護的跳閘回路如圖1所示。典型回路中的核心元件是時間繼電器TS和跳閘輔助繼電器K61。

圖1 典型斷路器本體三相不一致保護回路

保護控制回路由斷路器的一組三相常開觸點和一組三相常閉觸點串并聯(lián)組成。

當出現(xiàn)三相不一致運行的情況時，以上常開和常閉觸點各自至少有一相處于閉合狀態(tài)，于是形成了通路，使時間繼電器TS和跳閘繼電器K61處于通電狀態(tài)，跳開故障的斷路器，以保證系統(tǒng)的安全運行。

2、典型三相不一致保護的缺陷

典型的三相不一致保護在實際使用中存在著諸多的缺陷，其中最主要的問題在于核心時間繼電器元件的可靠性問題。如起動回路中只使用了一個時間繼電器，可靠性較低，時間繼電器的整定時間需要滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性與繼電保護速動性的要求，同時需要與單相重合閘的整定時間相配合，若時間繼電器的發(fā)生動作時間偏移，則三相不一致保護可能會引起誤動作。

三相不一致保護的整定時間也應與零序和負序保護的整定時間相配合。據統(tǒng)計，由于時間繼電器的故障導致的誤動作占三相不一致保護誤動作的70%。而三相不一致保護的誤動作會對電網、發(fā)電機、變壓器等重要電力設備產生諸多危害，嚴重危害電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

另外，目前斷路器三相不一致保護的繼電器工作環(huán)境惡劣，特別是由于其長期在戶外運行，內部精密器件易受影響。同時繼電器和觸點的設計與選型標準尚不完整，復雜的工作環(huán)境可能導致其常開觸點老化或者氧化造成保護拒動，或者由于受潮和絕緣降低存在著誤動的風險。即使是ABB、OMRON的部分器件也存在此問題。

綜上所述，目前典型的保護控制回路的優(yōu)點在于結構簡單，使用元件較少。從保護原理角度，回路采用更簡單的結構提高了保護的可靠性。然而，典型控制回路對于時間繼電器的依賴較高，不能很好解決繼電器的老化、氧化等問題。

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