断路器三相不一致回路改造的分析与工程实例

断路器三相不一致回路改造的分析与工程实例

钟健樑

广东电网有限责任公司佛山供电局  广东佛山 528000

摘要：现有断路器本体三相不一致保护回路跳闸出口继电器其中一端直接与正电相连，当继电器故障或出现人为误触碰时，继电器会误动作，接通跳闸回路导致正常运行的断路器跳闸。针对以上风险，需要对断路器本体三相不一致保护回路进行整改。本文首先讲述现有三相不一致保护回路的现状，对三相不一致保护回路的改造进行了分析，并讨论了两种整改方案，最后以西门子3AP2 FI-550kV型号断路器为例，讲述三相不一致保护回路改造的工程实例。

关键词：继电器误动作；三相不一致回路；西门子3AP2 FI-550kV型号断路器

前言：分相操作的断路器在实际运行过程中，因线路故障或分合开关时等原因会造成三相断路器的状态不对应^[1]。断路器三相不一致运行会引起零序、负序电流的产生，对系统运行稳定性带来危害，因此断路器会装设三相不一致保护回路^[2]，当三相状态不一致所维持的时间超过定值后会自动跳开断路器，保证系统的稳定运行。但现有本体三相不一致保护回路中，由于跳闸出口继电器KM的一端直接与正电相连，当人为误碰跳闸出口继电器KM或KM故障时，可能导致继电器误动作，从而启动跳闸回路，造成运行中断路器跳闸，影响电力系统的稳定运行^[3]。本文分析了三相不一致保护回路的现状及整改方案，并以西门子3AP2 FI-550kV型号断路器为例讲述三相不一致保护回路改造的工程案例。

1. 三相不一致保护回路现状

现有断路器本体三相不一致保护回路接线如下图所示：

图1 断路器本体三相不一致保护回路接线

CK1与CB1分别为常开及常闭辅助接点，KT为时间继电器，KM为跳闸出口继电器。当跳闸出口继电器KM故障或人为误碰，可能会导致继电器误动，接点闭合，接通跳闸回路，造成断路器误动，因此需要对三相不一致保护回路进行整改，避免类似情况的发生，保障系统稳定运行。

2. 三相不一致保护回路整改方案

针对上述问题，根据常开接点CK1公共接点的位置，可有两种整改方案：（1）将常开接点CK1的公共接点改至常闭接点CB1与时间继电器KT中间，如图2所示；（2）将常开接点CK1的公共接点改至常闭接点CB1与常开接点CK1中间，如图3所示。

图2 第一种方案

图3 第二种方案

这两个方案最终实现的功能相同，断路器在合闸状态时，常闭接点CB1断开，跳闸出口继电器KM出现故障或误触碰，也不会造成断路器跳闸。在断路器三相状态不相同时，回路才接通，并且启动时间继电器KT，经延时后跳闸出口继电器KM动作，接通断路器跳闸回路，可有效避免由于人为误碰、外力作用或三相不一致继电器故障引起的本体三相不一致保护回路误动，提高运行可靠性。方案（1）适合于带有复归功能继电器的保护回路改进。与原保护回路比较，此方案接线变动最小；方案（2）不限制继电器是否带有复归功能，适用于不带有复归功能继电器的保护回路改进。接线的改动较第一种改进方案大。

3. 西门子3AP2 FI-550kV型号断路器工程实例

前文所述的两个方案，均要求三相不一致位置接点为“常闭接点在前，常开接点在后”。经检查，某站西门子3AP2 FI-550kV型号断路器不符合该要求，因此改造步骤稍复杂。本工程实例采用方案二，具体的改接线步骤如下：

1. 改变三相不一致保护回路接线顺序，正电先经过常闭接点再经过常开接点，如图4所示；

（a） （b）

图4 （a）改造前三相不一致保护回路 （b）改造后三相不一致保护回路

2. 拆除第一回跳闸回路原有三相不一致继电器K61对应的辅助接点外部电源，从X31LC-35端子引出线，接至K61的33端子，如图5所示

（a） （b）

图5 （a）：改造前第一回跳闸回路 （b）改造后第一回跳闸回路

3. 该型号断路器的两个三相不一致继电器K61和K63共用一套不一致监控回路，通过同一个时间继电器K16来启动K61和K63，但K63对应的跳闸回路电源是独立于K61对应跳闸回路的第二路电源，这种情况下需新增配置出与图4一样的三相不一致监控回路，即添加新的时间继电器及常闭、常开接点，并对电源回路进行改造。

结语：本文针对现有断路器三相不一致保护回路存在误出口的风险，讲述了两个整改方案，并以西门子3AP2 FI-550kV型号断路器为例，介绍方案二的工程实现。改造后的三相不一致保护回路可有效避免由于人为误碰、外力作用或三相不一致继电器故障引起的本体三相不一致保护回路误动，提高电力系统运行可靠性。

参考文献：[1]罗志恒.断路器本体三相不一致保护设计研究[J].科技经济导刊,2020,28(11):35+5.

[2]林康照,张朝辉,张倩.500kV断路器微机三相不一致保护的改进研究[J].机电信息,2019(35):91-92.

[3]江知瀚,马迎新,高旭,刘蔚,杜丽艳.断路器三相不一致保护可靠性分析及二次回路改进[J].电力系统自动化,2017,41(11):169-172+180.

作者简介：

钟健樑（1990.10.31），性别：男；籍贯：广东佛山；民族：汉；学历：硕士研究生；职称：工程师；职务：变电站值班员；研究方向：变电运行。