一起断路器三相不一致保护拒动原因分析

摘要：某变电站220kV断路器合闸送电过程中，两相拒合，断路器三相不一致保护拒动。经检查分析得出，该事故由断路器原件质量缺陷、二次回路设计缺陷和保护配置不合理等原因引起。文章针对发生事故的原因，提出了整改防范措施。

关键词：断路器；三相不一致保护；保护拒动；TWJ；合闸送电 文献标识码：A

中图分类号：TM561 文章编号：1009-2374（2015）16-0135-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.066

220kV及以上电压等级分相操作的断路器，由于在运行中可能出现非全相运行的状态，造成系统出现零序或负序分量，严重影响电网的安全运行。按照相关技术要求，需配置断路器三相不一致保护。然而，断路器三相不一致保护的配置方案及二次回路接线可能对保护正确动作造成很大影响，有时会造成三相不一致保护拒动。

1 事故简介

2011年3月20日，某500kV变电站#1主变送电过程中，在合上变压器500kV侧2台断路器充电正常后，操作合220kV侧2001断路器过程中，监控系统发出“2001断路器三相不一致运行”、“2001断路器控制回路断线”、“#1主变第一保护公共绕组零序过流保护动作”、“#1主变第二套保护公共绕组零序过流保护动作”告警信号，现场检查#1主变三侧断路器均在断开位置。

事故后检查发现，2001断路器在操作时仅有C相成功合闸，A、B相断路器由于控制回路问题拒合，而断路器的三相不一致保护拒动，非全相状态由主变第一、第二套保护公共绕组零序过流保护动作切除。

进一步检查发现：2001断路器汇控箱内用于A、B相“远/近控切换”的2个把手SPT1、SPT2在切换至“远方”位置时，其控制断路器合闸的接点导通不良：测量SPT1、SPT2切换把手接入断路器远控合闸回路接点电阻不导通的情况居多，偶尔导通时其电阻也在40～800Ω之间。由此判断在2001断路器遥控合闸时，A、B相“远/近控切换”把手SPT1、SPT2接入远控合闸的接点不导通或电阻过大，造成A、B相合闸控制回路实际断线，从而A、B相无法合闸。

2 原因分析

2001断路器为1991年投产的国产设备，分相操作机构，操作继电器箱为分相操作箱。由于当时国产断路器本体三相不一致保护总体运行情况不佳，2003年运行单位已根据有关文件的要求将其本体三相不一致保护取消，使用主变保护C屏内RCS-974FG保护的断路器三相不一致保护功能。

第一，断路器合闸控制回路在操作继电器箱端子排上将A、B、C三相合闸命令与跳闸位置监视并联再接到断路器汇控箱（如图2所示）。同时，断路器汇控箱内远方合闸命令端子58、59、60并联（如图3所示）。因此，在2001断路器遥控合闸之前，断路器A、B相合闸控制回路由于“远/近控切换”把手SPT1、SPT2切换故障造成断线，但此时C相合闸完好，监视回路不能反映A、B相断路器合闸回路断线的真实状态，无法发控制回路断线告警信号。

第二，在2001断路器C相成功合闸后，A、B相合闸控制回路断线，A、B相跳闸位置继电器TWJA、TWJB不能动作；C相处于合位，跳闸位置继电器TWJC也不能动作。因此，2001断路器非全相保护RCS-974FG无不一致开入接点输入（如图4所示），导致RCS-974FG三相不一致保护无法动作。

3 暴露的问题

第一，断路器“远/近控”切换把手存在质量缺陷。经现场多次切换检查，发现A、B相“远/近控”切换把手SPT1、SPT2 11-12接点切换至“远方”位置发现有时通、有时不通的情况，导通时测量该接点电阻为40～800Ω不等，导致断路器A、B相合闸回路断线。

第二，断路器合闸及跳闸位置监视回路设计不合理。在2001断路器A、B相由于“远/近控”切换把手故障导致合闸回路断线时，因其合闸及跳位监视回路为三相并联，无法对A、B相合闸回路断线进行有效监视，同时在断路器C相合闸后，三相跳闸位置接点同时返回，造成断路器非全相保护无三相不一致开入，从而造成断路器非全相保护无法动作。

第三，断路器本体三相不一致保护未投入使用。由于改动断路器本体三相不一致保护回路涉及回路多，且该断路器本体三相不一致保护不可靠等原因，一直未将断路器本体三相不一致保护投入运行，造成只有电气量不一致保护运行的情况。

4 整改防范措施

断路器三相不一致保护配置不合理，二次回路的设计缺陷是造成本次事故的主要原因，因此要求整改主要从以下四个方面进行：

第一，要求220kV及以上电压等级分相操作（含电气三相联动）的断路器均需配置断路器本体三相不一致保护并投入运行。同时，为避免本体三相不一致保护误动，要求断路器本体不一致保护采用的时间继电器质量良好，继电器时间刻度范围0～5秒连续可调，刻度误差与时间整定值静态偏差≤±0.1秒，且保证在强电磁环境运行不易损坏，不发生误动、拒动。不满足上述要求的时间继电器必须更换。该保护用跳闸出口重动继电器宜采用启动功率不小于5W、动作电压介于55%～65%Ue、动作时间不小于10ms的中间继电器。

第二，对220kV及以上电压等级断路器合闸控制与跳位监视回路进行检查整改，要求跳闸位置继电器TWJ、合闸位置继电器HWJ必须真实反映各相断路器分合位置状态。2001断路器回路整改方案为，将断路器合闸控制及跳位监视回路改为分相控制和监视，分相合闸（即拆除图2中，86、88、90端子间的连线），确保能对合闸回路进行有效监视。

第三，对今后的新建及改扩建工程，主变及母联、分段断路器优先选择三相机械联动方式；不能选用机械联动的，禁止采用三相电气联动方式，断路器合闸回路应采用分相合闸方式；断路器合闸控制回路监视应采用TWJ分相监视，且TWJ应能监视“远方/就地”切换把手、断路器位置接点、合闸线圈等完整的合闸回路。

第四，要求运行单位对编制的作业指导书及作业表单进行全面检查，重点对断路器三相不一致保护、断路器操作箱检查方法的有效性进行评估，对不合理的作业方法进行修编。断路器本体不一致保护整定和校验完毕，必须分相模拟断路器三相不一致确认动作正确，分相操作断路器跳、合闸正确后方可投入运行。

5 结语

断路器三相不一致运行状态对系统运行将造成很大影响，合理配置三相不一致保护，严格规范其二次回路的设计和现场校验对保证系统安全稳定运行有非常重要的意义。

参考文献

[1] 南方电网500kV变压器保护及并联电抗器保护技术规范[S].

[2] 南方电网公司继电保护反事故措施汇编（2008版）[S].

作者简介：甘宗跃（1981-），男，四川富顺人，中国南方电网超高压输电公司工程师，研究方向：基建二次技术

管理。

（责任编辑：蒋建华）