1.郑权 2.严海健
1.2.中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 广东广州510663
摘要：本文基于云广特高压直流输电工程运维情况，梳理归纳了500kV 交流开关三相不一致保护原理及应用，同时通过分析开关控制回路断线的原理及后果，归纳总结故障判断与处理方法。
关键词：交流开关；三相不一致；控制回路断线
引 言 采用分相操作机构进行分相操作的断路器在运行中会出现三相不同时合闸的异常状况，因三相不一致引起的零序、负序电流，将对系统产生不利影响，甚至引起保护及自动装置误动。而开关控制回路断线将导致开关不能分合闸，特别是运行中开关出现故障时无法分闸，扩大事故范围。因此，有必要重新对开关三相不一致和控制回路断线判断逻辑及原因、后果进行梳理分析，认识其重要性，并及时检查处理。
1 交流开关三相不一致原理介绍
1.1 开关本体三相不一致
本体三相不一致共有两个回路，如图1-1，开关本体三相不一致采用开关分合位辅助节点并联+串联方式组成，其中分位辅助节点常闭，合位辅助节点常开。正常时开关三相在合位或分位，回路断开，当其中一相不一致时，如开关合闸时有A相在分位，则A相分位辅助节点常闭，经B或C相合位辅助节点使回路导通，经压板LP后三相不一致保护延时继电器KT2励磁，KT2延时闭合，中间继电器KL2励磁，KL2节点闭合，作用于开关三相分闸线圈，分闸线圈励磁，跳开关。
.png)
1.2 断路器保护三相不一致
断路器保护三相不一致经零序电流、负序电流元件判别开放，用于判别开关是否三相不一致。如图1-2为北京四方CSC-121AN断路器保护三相不一致保护判据，当开关三相TWJ不一致时，三相不一致保护启动，并经零序电流、负序电流元件判别，以及三相不一致保护控制字出口跳闸跳开关三相。若三相跳位不一致，但不满足三相不一致跳闸条件，则持续15s告警，但不闭锁出口。而对于WDLK-862A装置，其断路器位置三相不一致状态持续12s则报“位置不一致”，并发告警信号，闭锁三相不一致保护。
1.3 开关本体与保护三相不一致区别
（1）是否启动失灵保护
通常情况下，500kV交流开关本体与保护三相不一致均投入，两者延时时间相同，后果均跳本开关三相，但不同的保护装置根据启动逻辑选择启动失灵保护。
CSC-121AN装置开关失灵保护由电流突变量启动、零序电流辅助启动和负序电流辅助启动任一元件启动。任一分相跳闸接点开入经电流突变量或零负序电流启动元件开放并展宽后开放失灵，三相跳闸接点开入不经电流突变量或零负序电流启动元件开放失灵。但是，当开关单相跳闸时，三相不一致保护启动，若接入失灵保护，此时出线负荷很大，可能会达到过流值，造成失灵保护动作，扩大事故范围。同理，若开关因故无法跳开，失灵保护和三相不一致保护同时启动，由于失灵保护延时比三相不一致延时短，失灵保护先动作切除故障。因此，该装置开关保护三相不一致不启动失灵保护。
WDLK-862A装置开关失灵保护由相电流突变量、零序辅助启动和跳闸启动，其中，相电流突变量启动原理为通过实时监测各相电流采用的瞬时值变化情况判断故障，零序电流辅助启动主要用于高阻接地故障情况下保护可靠启动，跳闸启动为保护收到三相跳闸开入或保护三跳时，失灵保护启动。当三相不一致保护动作时，三相跳闸开入，同时启动失灵保护。
此外，开关本体三相不一致保护由开关位置辅助节点判断直接作用于分闸回路，不经过保护装置，所以开关的本体三相不一致均不启动失灵保护。
（2）保护动作时间整定不同
需投入重合闸的开关，保护三相不一致动作时间需躲过重合闸时间，因此其动作时间需配合重合闸时间整定。
本体三相不一致时间由开关就地控制柜内三相不一致继电器整定。
2 控制回路断线原理介绍
2.1 控制回路断线判据
控制回路断线可简单理解为开关既不在定义的分位也不在定义的合位，处于分合闸之间状态。当开关任意一相TWJ、HWJ失磁时，对应TWJ、HWJ闭合，送6MD66装置发“控制回路断线信号”。
其中，TWJ为跳闸位置监视继电器，并接在合闸回路，开关在分位时，TWJ线圈带电，TWJ=1；HWJ为合闸位置监视继电器，并接在跳闸回路，开关在合位时，HWJ线圈带电，HWJ=1。正常情况下，TWJ和HWJ必须有一个带电，若均失磁，则代表控制回路断线，因此，位置继电器除提供位置指示外，另一重要作用是监视控制回路完好性。
2.2 控制回路断线原因
操作箱中TWJ正电直接接于操作箱正电源，负电分别接于开关汇控箱内防跳继电器常闭接点-辅助节点和断路器合闸回路的串联回路，开关合闸回路中有分闸常闭辅助节点。
结合回路知，在操作箱电源正常情况下，TWJ带电条件为：1）开关本体防跳不动作；2）远方就地切换把手打至“远方”位置；3）开关在分位；4）开关无SF6压力低闭锁；5）开关无低油压合闸闭锁。相比而言，跳闸回路断线比合闸回路断线后果严重，因此，HWJ线圈负端没有引出装置，直接在内部和跳闸回路并接，而操作箱内TWJ线圈负端与合闸回路分开。
综上，出现控制回路断线原因如下：1）开关正常分合闸过程短时出现；2）开关操作电源故障；3）开关本体防跳动作；4）开关分合位辅助节点故障；5）远方就地切换把手打至“就地”位置；6）开关SF6压力低闭锁；7）开关低油压闭锁分合闸。
2.3 控制回路断线后果
虽然控制回路断线仅仅为一个告警信号，但另一方面表明控制回路的不完整性，若运行中的开关出现两路控制回路断线，应引起高度重视，若不及时处理，当故障时将不能切除故障，造成越级跳闸，扩大事故范围。
3 主要结论及建议
（1）本体三相不一致由开关位置辅助节点并串联判断，直接作用于机构分闸回路，不经保护装置，不启动失灵；断路器保护三相不一致采用TWJ不一致，并经零序或负序电流元件判别。
（2）本体与保护三相不一致延时时间相同，停用重合闸的开关延时时间为0.5s，投入重合闸的开关延时时间为2s，躲过重合闸时间。
（3）本体三相不一致保护受环境影响大，开关辅助接点及引出电缆易受潮引起绝缘降低，从而造成保护误动。
（4）控制回路断线可能导致开关不能分合闸，出现开关控制回路断线应及时检查操作箱及回路，必要时申请开关停电处理。
参考文献：
[1]中国南方电网超高压输电公司.±800kV普侨特高压直流输电系统侨乡换流站运行规程（2020版）[M].广州：超高压输电公司广州局，2020
[2]李正红,文小平.220kV开关三相不一致保护设计缺陷分析及对策[J].电工技术,2010,(9):49-51
作者简介：
郑权（1987-），工学学士，研究方向为特高压直流输电运行维护及控制保护逻辑
严海健（1989-），工学学士，研究方向为特高压柔性直流运行维护及控制保护逻辑