如何预防开关三相不一致回路误动作

如何预防开关三相不一致回路误动作

汤凯波李哲雷东

（国网湖北省电力公司检修公司湖北省武汉市430050）

摘要：我国的220kv以上电压等级的电网系统，普遍采用分相操作的高压段断路器为电网运行提供稳定性保障。电力系统在运行过程中，容易因为运行环境因素、电力设备自身故障、人为的误操作等原因而导致三相断路器产生动作不一致的问题。断路器的非全相运行使电力系统产生的负序、零序分量会危害电力设备等问题，降低了电网运行的稳定性和可靠度。本文对三相不一致保护存在价值、特点及原理分析得出日常运维中如何预防开关三相不一致误动作。

关键词：断路器；三相不一致；误动；特点；措施

一、三相不一致保护的价值分析

电力系统在运行的过程当中，会受到一些内外部因素的干扰，导致断路器三相中的一两相运行。此时系统大多数会选择单重或综重方式继续运行。在等待重合的过程当中，电力系统仍然延续之前的非全相运行状态。但是这种状态不是在毫无限制下延续，主要原因包括以下几个方面：

1、电力系统的要求

现代社会生产和生活对电力的需求量都在不断增加。导致同等范围内的电网负荷水平增加，输电线路的负荷电流也在不断增加，有些甚至远远超出了正常线路所能承受的负荷。当这类线路持续在非全相状态下运行时，其零序电流与负荷电流相当，那么与其相邻线路的负荷电流就可能会在短时间内增加，甚至大于其后备保护的定值。此时，如果我们不能在较短时间内快速结束切断非全相运行线路，那么就很有可能引起相邻线路误动，最终出现越级跳闸的故障。

2、设备的要求

在电气设备的生产过程中，对其进行设计和检测都是在电力系统全相运行的状态下进行的。因此，当断路器处于非全相运行状态下时，就会对电气设备造成一定的损害，尤其是发电机、组合电容器等。

3、用户电能质量的要求

当断路器处于非全相运行状态下时，会大大降低用户的用电质量。当单电源变电站高压侧处于非全相运行状态时，那么10kV低压侧就会随之出现较大的负序分量。此时用户所得到的电源就属于不对称的三相电源。如果用户单位是三相无功负荷，那么电气设备的出力将会出现不平衡的情况，对用户的电气设备造成直接伤害。

二、断路器本体三相不一致保护的特点

1、断路器保护装置三相不一致保护容易受到气候负面影响而出现误动作

断路器三相不一致保护很容易受到恶劣天气条件的影响而误动作，主要原因在于断路器本体非全相保护仅仅运用断路器的辅助触点来作为启动判据。例如，当发生暴雨，或者阴雨天天气十分潮湿时，装置在露天环境下的断路器就很容易出现三相不一致保护启动、回路2点接地等情况。然后直接导致出现断路器非全相保护误动作。为了有效避免这种情况的发生，现在的断路器机构箱和端子箱都会相应地设置智能加热器，以免出现因此产生的误动作。

2、必须要执行断路器本体三相不一致保护

在一般情况下，断路器本体三相不一致需要借助零序、负序电流等来进行闭锁，从而降低对电气设备的伤害。但是，如果是线路刚刚启动，或者在其余情况下导致电流较小，导致断路器三相不一致时，那么零序或者负序电流就无法令启动元件动作，直接影响电网的用电安全。

3、线路断路器三相不一致保护不启动失灵保护

上文已经分析，当线路断路器三相不一致时，有可能会引起相邻线路的零序保护误动。此时如果线路断路器三相不一致保护接入失灵回路，当三线不一致保护动作失败时，就会立即开启失灵保护切除其所在的母线。防止出现电压不稳，影响用电安全的情况。相比较而言，切除其所在的母线危险性较大，而且一旦造成伤害，伤害值较高。因此，线路断路器三相不一致保护不启动失灵保护。

三、三相不一致保护动作原理分析

三相不一致保护主要包括断路器本体三相不一致保护，以及微机三相不一致保护两种方式。两种保护手段所采取的保护方式不同，前者采用的是合闸继电器，后者采用的是断路器三相跳。断路器本体三相不一致保护采用的方式较为特别，当出现三相不一致现象时，延时继电器控制电闸断开，对线路产生保护。当我们在对延时继电器的延时时间进行设定时，要严格参考单项重合闸的时间。其中起到保护作用的主要装置是三相跳位继电器的辅助接点，它在运行过程中时刻观察三相电流投入、时间及动作等实际状况。一旦发现三相当中有两相不一致，那么就会立即启动保护措施。与此同时，它还可以通过零序电流、负序电流来作为判断依据，确定三相不一致保护闭锁出口。通过对各相运行状态的观察，来判断断路器在跳闸位置。如果出现三相不一致的情况时，就会立即启动保护动作，线路开关会根据提前设定好的时间自动断开。

四、三相不一致保护误动防范措施

在三相不一致保护误动状况出现时，我们要对当时各个部分的工作状态进行深入分析，得出导致问题出现的根本原因。通过对许多三相不一致情况进行调查分析发现，延时继电器绝缘损坏是时常出现的故障原因。以下就以该故障原因为例，分析三相不一致保护误动防范的有效措施。

1、加强回路检查工作的有效性

要想从根本上做好三相不一致保护误动防范，提前做好检查，做好预防措施是必经途径。变电站的工作人员要定时、定期对延时继电器进行全方位的检查，尤其关注其绝缘性能是否正常。一旦发现问题，就要在第一时间进行更换。其中需要注意的是，必须要保障更换后的继电器与之前的型号相同。否则会影响继电器与其余设备之间的协作运行。与此同时，还要做好断路器机构箱和汇控柜的封堵防漏等工作，保障各个环节工作的有序开展是防止危害扩大的重要手段。除此之外，还要在机构箱和汇控柜中安装有效的加热除湿装置，目的是为了保障机构箱和汇控柜中的空气干燥，防止因绝缘性能差而导致的系统故障。加热除湿装置会跟随温湿度传感器自动启动，变电站工作人员要经常进行定点巡视，检查加热器是否处于正常工作状态。与此同时，还要加强对继电器和断路器辅助接点的校验，保障辅助接点时刻处于正常的运作状态当中。

2、有效提升继电器动作功率

当三相不一致情况产生时，我们要关注各个继电器的工作功率大小，观察其是否符合电网运行规定中的继电器功率标准。电压较低或较高都会造成不同程度的误动保护动作。因此，我们应当根据实际需求将继电功率保持在正常范围之内，如将继电器电压控制在直流电源电压的55%~70%范围之内，而且其在运作过程中的功率应当保持高于5W之上。

3、增加零序和负序电流判据

在正常的工作状态之下，在220kV及以上电压等级断路器本体三相不一致保护当中，一般是不会设置零序电流和负序电流闭锁的。因此，就无法根据零序电流和负序电流来判断是否发生保护动作。为了实现这一操作，我们可以在线路当中额外增加零序和负序电流判据，以此来提供对继电器常开接点的闭锁，从而实现正确的保护。一旦出现负荷较小的情况，我们就可以通过人为调控来避免出现保护拒动状况。

五、结束语

综上所述，非全相保护在电力系统当中的价值是十分突出的，我们要关注其对设备正常运行的维护能力，也要关注其对电能质量的保护作用。只有充分重视非全相保护的价值，才能从根本上发挥非全相保护能力。除此之外，对继电器三相不一致现象的探究是防止出现误动保护动作的直接途径。我们要加强理论与实践的结合，熟练掌握变电站各个部分的运行方式，准确判断设备的稳定运行状态。

参考文献：

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