浅谈断路器的非全相保护

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1、浅谈断路器的非全相保护摘要：本文根据深圳电网，阐述了配置高压断路器非全相保护的必要性，并对非全相保护的常见方案进行了分析比较，认为非全相保护以有电流闭锁为佳方案。关键词：高压断路器非全相保护电流闭锁前言：在我局所辖的220kV及以上电压等级的电网中，普遍采用分相操作的断路器，由于设备质量、二次回路或操作等原因，运行中可能出现三相断路器动作不一致的异常状态，如何消除这种异常状态，存在不同认识，各系统也有不同做法。下面结合深圳电网的实际运行情况，就配置断路器非全相保护（又叫三相不一至保护）的必要性进行阐述，对当前非全相保护的常见方案进行分析比较。一、配置非全相保护的必要性电力系统在运行时，由于设

2、备质量、二次回路或操作等各种原因，断路器三相可能断开一相或两相，造成非全相运行。另，在我局的220KV及以上的系统中，重合闸方式均采用单重或综重方式，在线路故障跳闸后等待重合期间，系统也要处于非全相运行状态。但是，系统处于非全相运行的时间应有所限制。这是因为：1、系统要求当系统处于非全相运行状态时，系统中出现的负序、零序等分量对电气设备产生一定危害。2、保护要求由于出现负序、零序等分量，使得系统中的一些保护可能处于启动状态。例如：目前常用的11系列微机线路保护，当系统由全相变为非全相运行时，如果保护突变量元件启动，在判断无故障后，保护程序转入振荡闭锁模块，若该线路零序分量数值大于零序辅助启动

3、元件定值时，程序将处于振荡闭锁状态，超过12s时，保护将报告电流互感器(TA)断线，整套保护中仅余少数保护功能起作用，严重影响保护的可靠性。系统中的负序、零序等分量还可能使一些保护(如零序电流保护)动作跳闸，误断开正常运行的线路。对于系统采用单重、综重等方式，故障跳闸造成的非全相运行，若重合闸成功，系统自然很快转入正常运行；若重合于故障，断路器三相跳闸，系统也转入正常运行。对这种等待重合的非全相状态，系统中的设备和保护必须予以考虑。例如某些保护段可采取提高定值、加大延时等措施，以躲过重合闸周期。对于因设备质量、二次回路或操作等问题造成的非全相运行状态，情况要复杂一些。例如：断路器因单相瞬时故

4、障保护出跳开故障相，由于断路器位置不对应或保护启动重闸，重合闸应当启动，将断路器重合，而如果重合闸回路或断路器有问题，跳闸相不能重合，该断路器将非全相运行。对这类非全相状态，由设备主保护消除的还不多。以900系列微机线路保护为例，如果保护选跳或断路器偷跳后未重合造成的非全相运行，从保护功能上看，可能仅有不灵敏零序段或灵敏零序段保护起作用，而它们还要受到定值和方向元件的制约，换句话说，线路保护本身对此可能无能为力。因此，综合以上各种因素，应当配置能反映断路器非全相运行状态的非全相保护，作用于跳开已处于非全相运行状态的断路器。另，在我局辖的系统内，进口的断路器或国产GIS组合继路器的机构箱中，有

5、反映断路器非全相运行的保护（在此不着讨论）。对于这种情况，我局都是同时使用两套非全相保护。二、非全相保护的常用方案分析非全相保护的实现，一般需要反映断路器三相位置不一致的回路，该回路可以采用断路器辅助触点组合实现，也可以采用保护操作箱中跳、合闸位置继电器接点组合实现，以下均称为三相不一致接点。目前，专用非全相保护的常见方法有以下几种图1非全相保护的典型回路简图1、三相不一致接点直接启动时间继电器如图1所示，无电流接点时，这种方案与配置在断路器机构箱内的非全相保护类似，比较简单，也能起到一定的保护作用。但是，若图1中三相不一致接点采用断路器辅助接点作为判据，又没有电流判据回路。由于断路器辅助接

6、点的不可靠性及引入电缆运行环境的影响等因素，增加了保护不可靠性。该方案不易采用。若该方案中的三相不一致接点取自于操作箱，保护可靠性将有所改2、三相不一致接点串接零序电流继电器接点后启动时间继电器如图1所示，该方案与1方案相比，增加了零序电流闭锁判据，安全性有了很大的提高。由于零序电流较易获得，该方案在系统中曾获得比较广泛的应用。主要问题是零序电流的整定。当线路负荷较小时，非全相保护可能拒动。另，该方案不能用于末端变压器中性点不接地运行的辐射线路，因为当辐射线路非全相运行时，系统中仅出现负序分量，无零序电流流过该线路，这种方案的非全相保护自然要拒动。在微机型保护装置中，CSI101/121采用

7、此方案，属于传统非全相保护的微机化产品，三相不一致接点为开关输入量，经内部零序电流判别后，延时出口。这种保护，在几年前，已被我局淘汰。3、三相不一致接点串接负序电流继电器接点后启动时间继电器该方案与2方案类似，仅仅是将闭锁判据由零序电流改负序电流而已，一般用于负序电流较易获得的情况，例如发电机—变压器组成套保护中。负序电流也可按躲过正常运行时的不平衡电流整定，当负荷较小时，也可能拒动。较2.2节方案优越之处在