（1.云南电网有限责任公司培训与评价中心 云南昆明 650000；2.云南电网有限责任公司红河供电局 云南蒙自 661100）
摘要：电力设备发生故障时，断路器与保护、安全自动装置配合能够有选择性、迅速、正确、可靠进行分合是保障电力系统安全稳定运行的重要保障之一。本文针对一起500kV线路故障过程中断路器本体三相不一致保护误动事件，通过对保护误动原因的综合判断和分析，提出了相应的改进和防范措施，以避免类似事件的再次发生。
关键词：断路器；本体三相不一致；改进措施
Abstract：The breaker selectively，quickly，correctly and reliably interface with the protection device and automatic safety device is one of the important guarantees for ensuring the safe and stable operation of the power system when the power equipment fails.This paper put forward corresponding improvement and precaution through a comprehensive analysis on the cause of the 500kV line fault breaker three-phase inconsistent protection Misoperation in order to prevent the similar accident.
Key Words：breaker；three-phase inconsistent protection；improvement.
0 引言
在220kV及以上中性点接地系统中，为了提高电网的稳定性，普遍采用分相操作机构断路器。系统在运行过程中，由于电网故障、倒闸操作和断路器“偷跳”等原因可能出现断路器非全相运行的特殊情况。断路器非全相运行会在系统中产生负序分量，危害电力设备运行安全，同时可能导致母线保护、主变压器保护等复合电压闭锁元件开放导致保护误动作，因此必须尽快消除断路器非全相运行的异常情况。
500kV红河变电站500kV系统部分为3/2接线，第一串5412、5413断路器为西开液压碟簧分相操作机构断路器，其断路器保护配置南瑞继保生产的RCS-921A断路器保护及自动重合闸装置，该装置具有断路器失灵、三相不一致等保护及单重、三重、综重重合闸功能[1]，500kV红河变电站采用的是单相重合闸方式。保护装置的三相不一致保护经负序、零序电流闭锁能够可靠切除断路器非全相运行的特殊情况，但在断路器保护装置异常、直流电源消失时保护功能将失效，因此在断路器控制回路中引入了本体三相不一致保护，正常运行时两套保护均投入。
1 事件经过
2018年3月27日17时27分，500kV红砚甲线线路故障跳闸，后台机监控显示报文为：红砚甲线线路保护装置RCS-931 C相电流差动保护动作，5412断路器C相跳闸，5413断路器C相跳闸，5412断路器操动机构三相位置不一致报警，5412断路器B、C相跳闸，重合闸动作，5413断路器C相合位。当值值班人员迅速对现场一、二次设备进行检查，发现第一串联络5412断路器三相确在分闸位置，红砚甲线5413断路器运行正常。经过现场分析，初步判断为5412断路器汇控箱内三相不一致时间继电器异常导致保护误动作。经过运行与继电保护专业人员现场综合分析后，更换三相不一致时间继电器，恢复500kV红砚甲线正常运行方式。
针对上述断路器本体三相不一致保护误动事件，本文分析其误动原因，对控制回路提出相应的改进及防范措施，以防止本站同类型事件再次发生。
2 断路器三相不一致保护误动原因分析
5412断路器三相出现异常跳闸后，变电站运行人员对相关一、二次设备进行了详细检查，未发现断路器机构、继电保护有明显异常现象。运行人员立即查阅图纸资料，对红砚甲线线路保护、断路器保护信息及5412断路器控制回路进行分析。
2.1断路器三相不一致保护误动保护动作信息分析
500kV红砚甲线重合闸为“先边后中”方式，线路单相瞬时性故障，RCS-931电流差动保护动作跳开5413断路器C相，重合闸经延时后动作重合5413断路器C相，重合闸成功，保护动作逻辑正确。
现场收集第一串联络5412断路器相关保护信息：
① 5412断路器CZX-22R2操作箱只有C相的“TA”跳闸信号灯燃亮，但A、B、C三相的两组“OP”跳位监视信号灯熄灭，红砚甲线线路故障时，由保护装置出口到操作箱的只有C相跳闸命令脉冲；重合闸“CH”信号灯熄灭，RCS-921A重合闸未动作，和现场实际情况一致。
② RCS-931线路保护装置只有“跳C”信号灯燃亮，“跳A”、“跳B”信号灯熄灭，红砚甲线线路故障时只有C相电流差动保护动作出口，保护动作逻辑正确。
③ RCS-921A断路器保护装置5412断路器 “重合闸动作”、“重合允许”信号灯信号灯熄灭，重合闸未动作，且重合闸放电，现场检查5412断路器重合闸压板投入，重合闸为“单重”方式、重合闸装置运行正常、当天的巡视人员确认故障5412断路器重合闸充电灯确已燃亮，不满足该保护装置“有条件”沟通三跳的逻辑[2]，并且RCS-921A断路器保护装置无三相不一致保护的动作信息，保护动作逻辑正确。
分析后台机报文内容和现场检查情况，结合RCS-931线路保护装置、RCS-921A断路器保护装置、CZX-22R2操作箱动作信息等，对第一串联络5412断路器保护动作情况进行分析：
5412断路器保护“后合固定”控制字置1，线路发生单相瞬时性故障时，重合闸在电流差动保护、失灵保护等保护返回后，再经整定的1.5秒延时动作[3]，将重合故障相。三相不一致保护躲过断路器固有分、合闸时间和重合闸整定延时，按照云南电网电力调度控制中心继电保护反措要求，动作时间为2秒。本次线路单相瞬时性故障，由RCS-931电流差动保护动作跳开C相，保护装置运行正常，不满足该沟通三跳的条件，正常情况下经整定延时将重合C相，三相不一致保护将会返回不再出口动作。后台机报文显示：5412断路器操动机构三相位置不一致报警，且该信号未复归，现场检查保护动作报告发现在5412断路器C相跳闸后60ms左右，B、C相跳闸，分闸控制回路出现异常，造成5412断路器三相跳闸。
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通过以上分析，第一串联络5412断路器跳闸异常的可能原因是三相不一致保护误动。若三相不一致保护由RCS-921A断路器保护装置，操作箱“TA”、“TB”、“TC”信号灯应燃亮，且装置应有三相不一致保护的动作信息报文。三相不一致保护误动的原因，可以排出线路保护装置、断路器保护及自动重合闸装置等出现异常，断路器二次操作控制回路接线错误的可能性很小，可能原因是5412断路器汇控箱内本体三相不一致保护误动[4]。
2.2 西开断路器二次控制回路分析
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图1 西开液压碟簧机构断路器分闸回路图
通过LR转换开关切换“远方/就地”控制，正常运行情况下，LR处于远方位置。DLA、DLB、DLC为断路器A、B、C三相的常开辅助接点，当断路器处于合闸位置时闭合。当线路出现故障时，选相元件动作后保护跳闸信号由操作箱经37A、37B、37C分别通过三条回路接至A、B、C三相跳闸线圈TQA、TQB、TQC，选相跳闸。
当断路器三相位置不一致时，经过47T延时继电器的整定延时时间，47T延时继电器接点从断开位置变为闭合位置，使三相不一致出口继电器47TX带电，47TX常开接点闭合，本体三相不一致跳闸回路导通，使三相跳闸线圈TQA、TQB、TQC带电，断路器三相跳闸。本体三相不一致保护动作后，需手动按下64AZ开关复归本体三相不一致保护。
现场检查5412断路器汇控箱，发现47TX三相不一致出口继电器在吸合状态，其常开接点闭合，本体三相不一致保护确已动作，运行人员按下64AZ三相不一致保护动作复归按钮后，47TX继电器复归，且后台监控机显示“5412断路器操动机构三相位置不一致报警复归”信号。结合保护装置报文和后台机监控信息进行分析，47TX三相不一致出口继电器动作，此时断路器一经合闸，三相不一致分闸回路随即导通，会立即跳开断路器A、B、C三相，只可能是此次线路故障后47TX继电器才动作。第一串联络5412断路器本体三相不一致保护误动导致重合闸未动作事故的原因可能是：47T三相不一致时间继电器故障，未经整定的2秒延时，常开接点闭合，造成在5412断路器C相跳闸后，本体三相不一致保护误动出口跳开B、C相，TWJA、TWJB、TWJC三相跳闸位置继电器同时开入闭锁重合闸。
变电站运行值班人员和继电保护专业人员在综合分析可能原因后，退出5412断路器本体三相不一致保护，拆下47T时间继电器进行试验，发现其动作时间不稳定，动作时间范围大致为60ms至2.0s之间。可判断为本次事故原因为时间继电器损坏，动作时间不稳定，造成断路器本体三相不一致保护误动。更换时间继电器后恢复5412断路器运行。
3 改进及防范措施
经过分析验证，这次断路器本体三相不一致保护误动的原因为断路器汇控箱内47T三相不一致时间延时时间继电器故障。分析造成继电器故障的原因，可能是在断路器长期运行过程中，由于继电器老化、受潮、绝缘损坏、继电器本身缺陷等情况，导致其动作时间不稳定。从运行角度分析和处理问题，提出以下改进和管控措施：
（1）采用性能更加稳定的时间继电器替代目前使用的时间继电器，或者在本体三相不一致保护回路中再并联接入一个时间继电器，将其常开接点串联接入本体三相不一致分闸回路中，以减少时间继电器动作不稳定导致本体三相不一致保护误动的概率，提升保护动作的可靠性。
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图2西开液压碟簧机构断路器分闸回路改进图1
（2）500kV断路器保护装置、控制回路定检周期为3年，在断路器长期运行过程中，47T三相不一致延时时间继电器可能出现老化、受潮、绝缘损坏等情况，导致其动作时间不稳定，外观检查很难发现异常。鉴于此，可在断路器分闸控制回路里设计接入三相不一致保护动作时间测试回路，按一次/季度的周期对其延时时间就行测定，出现动作时间不满足要求时更换时间继电器。
测试方式如下：
①为保障测试试验不会造成三相不一致保护出口，在三相不一致分闸回路中加入三块连接片，正常运行时将其投入，做试验时将其切除。
②按下试验按钮SYAN1，试验磁保持继电器SY动作，其常开接点SY闭合，47T时间继电器经延时启动47TX中间继电器。通过测算从按下试验按钮SYAN1开始到47TX继电器动作的时间，是否满足整定的2s延时来测试47T时间继电器是否完好，同时可以测试47TX中间继电器是否完好。
③试验完成后按下试验按钮SYAN2、复归按钮64AZ，复归SY、47TX继电器及保护信息。
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图3 西开液压碟簧机构断路器汇控箱分闸回路改进图2
针对以上提出的两种西开液压碟簧机构断路器二次控制回路的改进措施，并结合500kV红河变电站的实际情况进行分析，最终采用性能更加稳定的时间继电器替代目前使用的时间继电器并于2018年6月完成了对全站西开液压碟簧机构断路器汇控箱二次回路的整改。自整改以来，500kV红河变西开液压碟簧机构断路器在运行过程中未出现过本体三相不一致保护误动的异常情况。
（3）加强对变电运行人员进行保护装置、二次回路、后台信号等方面的技术技能培训，提高迅速分析和处理事故、异常问题的能力；将“断路器操动机构三相位置不一致报警”等模糊信号更改为“断路器本体三相不一致保护动作”等，以便监控人员能够正确、清晰地识别后台信号，得出正确判断，加快事故处理。
4 结束语
保护能够有选择性、快速、可靠动作，在出现故障及异常时，运行人员能够迅速、准确的判断并隔离故障，保障电力系统设备设施的安全稳定运行，一直以来都是变电运行的一个重要工作内容。本文结合继电保护动作信息、后台监控信息和断路器二次回路图，对一起500kV断路器本体三相不一致保护误动事件的原因进行了分析，提出了有效的改进及防范措施，提升了保护动作的可靠性。作为变电运行人员，正确处理事故、异常的能力尤为重要，运行人员必须十分熟悉保护装置和二次回路，不断的积累经验、加强学习，以提高快速分析、隔离、处理事故和异常的能力。
参考文献：
[1]、[2]、[3] RCS-921A（A_HD）型断路器失灵保护及自动重合闸装置技术和使用说明书[Z].2003
[4] 500kV红河变电站现场运行规程[Q].2016
作者简介：
谭武光，男，1966年生，云南电网有限责任公司培训与评价中心，高级讲师，云南省中等职业教育电气运行省级学科带头人，电力系统自动化专业毕业。地址：云南省昆明市盘龙区茨坝镇花渔沟中段云南省电力学校，邮编：650000，手机：13888005141，邮箱：2389672594@qq.com
李 杰，男，1982年生，云南电网有限责任公司红河供电局，技师，电气工程及其自动化专业毕业。地址：云南省蒙自市银河路南延段红河供电局变电运行一所，邮编：661100，手机：13987330509，邮箱：154209578@qq.com。
池浩，男，1988年生，云南电网有限责任公司红河供电局，技师，电气工程及其自动化专业毕业。地址：云南省蒙自市银河路南延段红河供电局变电运行二所，邮编：661100，手机：18788266538，邮箱：535973307@qq.com。
何绒，女，1990年生，云南电网有限责任公司培训与评价中心，工程师，电力系统自动化专业硕士毕业。地址：云南省昆明市盘龙区茨坝镇花渔沟中段云南省电力学校，邮编：650000，手机：15087117706，邮箱：1018463324@qq.com。
马聪，男，1991年生，云南电网有限责任公司培训与评价中心，工程师，电力系统自动化专业硕士毕业。地址：云南省昆明市盘龙区茨坝镇花渔沟中段云南省电力学校，邮编：650000，手机：18487161312，邮箱：626839096@qq.com。