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摘要:断路器指的是可以关合、承载以及开断在正常回路条件下的电流,而且还可以及时地将一些故障的电路,以免造成更大的安全事故,对于电路的安全运行来说是非常有利的。但是在实际的运行过程当中,也会出现一些断路器误跳闸的现象,究其原因是断路器本体三相不一致保护继电器异常而发生的。本文针对一起断路器发生误跳闸的事件展开了相应的分析,并且在分析断路器保护的误动原因之后提出了相应的解决对策。
关键词:断路器;三相不一致保护;误动;对策
引言:目前在220KV及以上的电压等级当中基本上都是采用分相操作的断路器,由于人为操作、设备质量等原因也会致使断路器出现三相不同时合闸的异常情况,在非全相运行的时候系统当中就会有较大的负序电流以及零序电流,给设备造成非常大的危害,在严重的情况下甚至还会造成更大的安全事故,这对于电路运行的安全来说将会造成不利的影响。因此,针对断路器三相不一致保护误动进行分析以及解决就显得非常重要。
一、三相不一致保护的原理
三相不一致保护有微机型以及断路器本体这两种保护方式,前者是通过断路器三相跳,后者是通过合闸继电器微机三相不一致保护,把三相跳位继电器的辅助接点当作开关量的输入保护装置,并且同时去判断三相电流的状态,通过把上述两个状态当作三相不一致保护的启动条件,将零序以及负序电流同时引进来,当作辅助判据闭锁三相不一致保护的出口。一旦出现某一相TWJ动作并且该相无流的时候,就会判定该相断路器处在跳闸的位置,假如其它两相没有同时处在跳开位置,那么就能满足三相不一致的要求,与此同时,零序或者是负序电流也比保护动作定值大,这时候三相不一致的保护出口就会开放,从而出现延时跳闸。
二、三相不一致保护误动情况及分析
(一)误动情况
在2019年7月26号的时候,某个变电站220 kV的线路开关在运行的过程当中出现了三相跳闸情况,该线路使用的是南京南瑞公司的RCS-931以及RCS-902高压线路,该配置能够实现双重化的保护效果,而独立的RCS-923开关则是起到辅助保护的作用,可以实现微机三相不一致保护以及断路器本体三相不一致保护的同时投入。相关人员在检查现场之后发现,该线路主一、主二保护装置的液晶面板显示的开关位置从1转变为0,没有保护动作报告,而且操作箱面板上运行的灯还有跳位灯都是熄灭状态,测控装置跳位的指示灯处于亮的状态,该线路汇控箱当中的断路器本体三相不一致动作的灯也是亮的状态。
(二)分析
实现三相不一致保护的基础是断路器并非处于全相运行状态时的电气特性,通常需要把断路器三相位置不同的回路反映出来,可以使用断路器辅助触点组合进行实现,也可以使用操作箱跳闸位置以及合闸位置继电器的接点组合进行实现。从三相不一致的接点起动,也就是操作箱的三相TWJ并联,当三相HWJ并联之后,再将二者串联起来,当作是非全相位置开入的保护装置,最后利用零序或者负序电流作为辅助判据来闭锁微机保护当中的三相不一致,在经过辅助判据实现综合判断过后,出口动作就会延时,这时候跳闸回路就会启动。换句话来说,出现三相不一致保护动作出口需要满足两个条件,第一,断路器处于非全相运行的状态。第二,流过三相不一致保护的零序电流或者是负序电流需要比其起动定值大。根据保护动作情况以及对现场的观察可以发展,主一保护、主二保护以及开关辅助保护装置都没有发出跳闸的命令,并且三相同期分闸,但是并没有出现非全相运行的状态。因此,可以初步判断,是由于开关场地该线路的汇控箱当中断路器本体三相不一致保护误动引起的,通过断路器的辅助接点直接进行启动,也就是断路器三相的常闭接点处于并联状态,三相常开接点也是并联,然后二者串联过后将时间继电器启动,当时间继电器通过延时闭合之后将跳闸回路启动。通过在现场开展断路器本体三相不一致保护回路的绝缘测试可以发现,K06时间继电器的绝缘阻值比较偏低,将其拆解后发现里面的金属部件已经被明显地锈蚀,并且指示灯的焊接引脚已经脱落,K12中间继电器以及TQ跳闸线圈的性能比较良好,所以可以确定本次误动事件的原因是本体三相不一致保护时间继电器K06出现异常,从而使得K12继电器励磁、TQ跳闸线圈动作出口三相跳闸。
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断路器本体三相不一致保护原理图
三、防范对策
就目前来看,系统当中的断路器本体三相不一致保护普遍使用断路器的辅助接点当做启动判据,并不使用不零序电流以及负序电流来进行闭锁保护,启动之后经过延时继电器出口动作跳闸。但是220 kV或者以上的断路器通常都是在户外运行的,所以很容易受到外部环境的影响,尤其是在温度较低或者是湿度较大的情况下,断路器辅助接点还有其引出电缆非常容易因为受潮而出现绝缘降低,从而致使断路器本体三相不一致保护误动作。为了有效地避免出现这类现象,可以采取以下几种措施:
第一,在进行运检的时候需要重点地检测该型号的断路器以及继电器,只要发现了异常情况,就必须及时地更换绝缘性能更佳的继电器。第二,将汇控箱的密封工作做好,可以在断路器机构箱以及汇控箱当中装设一个自动启动加热的电阻,还可以结合日常的巡视,检查设备机构箱以及汇控箱中的湿度控制器是否符合厂家的设置要求,并且检查箱内是否存在受潮现象,祛湿器以及加热器是否处于正常工作的状态,还得在潮湿的天气适当地增加防潮的特巡。第三,增加零序电流闭锁判据,从而有效地提升断路器本体三相不一致保护动作的准确性,在这个情况下零序电流的动作值需要根据躲过正常负荷下的最大不平衡电流进行确定。通过增加零序电流闭锁判据能够有效地增强保护动作的可靠性,但是在负荷比较小的时候,保护也可能出现拒动,此时系统的零序以及负序分量较小,对系统以及保护的影响不是很大,所以可以依靠人为操作进行处理。第四,注重校验时间继电器。只要断路器三相位置不一致开入,就会启动时间继电器的出口跳闸,并没有任何的闭锁条件,所以时间继电器的性能状态对于断路器本体三相不一致保护动作的正确性来说是非常关键的。在进行保护定检的工作过程中,需要注重检验时间继电器的特性,如果是可靠性比较差的时间继电器,必须要及时地进行更换。第五,在进行保护定检工作的时候需要注重检查断路器的辅助开关状况。无论是哪一种三相不一致保护,断路器三相不一致的判别都是要看辅助开关接点。因此,断路器的辅助开关的运行是否可靠就显得非常重要,可以使用质量比较好的辅助开关,还得定期地进行检查以及清扫工作,一旦发现辅助开关存在问题的话,就得及时地进行更换。
结语
当出现三相不一致保护误动情况的时候,对供电的可靠性将会产生直接的影响。本文将某变电站220 kV线路出现三相不一致保护误动的事件进行分析之后,将保护误动发生的根本原因指了出来,并且提出了针对性的防范措施,以期将三相不一致保护动作的可靠性有效地提升上来,这样才能给电网的安全以及稳定运行提供更好的保障。
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