張 博，周 恒，程 晨，楊 勇

(國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，山東 濟(jì)南 250000)

0 引言

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電壓等級(jí)的不斷提升，對(duì)于輸電主網(wǎng)架而言，超(特)高壓斷路器動(dòng)作的可靠性愈發(fā)重要。作為高壓斷路器操作的重要神經(jīng)中樞，斷路器控制回路的可靠性對(duì)于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義[1]。在220 kV 及以上的電力系統(tǒng)中，多采用中性點(diǎn)直接接地的大電流接地方式[2]。上述情形下，一次設(shè)備非全相運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生較大沖擊和負(fù)面影響[3]。因此，在220 kV 及以上電力系統(tǒng)中，斷路器普遍配置非全相保護(hù)功能，并根據(jù)“六統(tǒng)一”規(guī)范要求，一般采用更為可靠的斷路器本體非全相回路實(shí)現(xiàn)[4]。

目前主流的非全相回路設(shè)計(jì)是：非全相回路通過斷路器輔助觸點(diǎn)的組合形成判斷邏輯，一般由斷路器的三個(gè)常開觸點(diǎn)并聯(lián)、三個(gè)常閉觸點(diǎn)并聯(lián)，再串聯(lián)組合而成。當(dāng)斷路器非全相運(yùn)行時(shí)，三相斷路器分合位置不一致，回路導(dǎo)通，接通時(shí)間繼電器，經(jīng)整定延時(shí)后，出口繼電器動(dòng)作閉合分閘回路上相應(yīng)接點(diǎn)，非全相動(dòng)作出口[5]。非全相回路一般配備兩種壓板，分別是功能壓板和出口壓板。功能壓板在非全相回路上，退出后時(shí)間繼電器和出口繼電器都無(wú)法動(dòng)作；出口壓板在跳閘回路上，退出后即使繼電器動(dòng)作也無(wú)法實(shí)現(xiàn)出口[6]。

在設(shè)備運(yùn)行檢修過程中，上述兩個(gè)壓板的可靠穩(wěn)定對(duì)運(yùn)行檢修安全至關(guān)重要。結(jié)合實(shí)際檢修經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)有的非全相跳閘回路，發(fā)現(xiàn)一種不經(jīng)非全相出口壓板跳閘的情況，并對(duì)該情況下可能引起的斷路器誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，進(jìn)而提出針對(duì)該型非全相跳閘回路的改進(jìn)方案。

1 現(xiàn)象描述

某500 kV 常規(guī)變電站，500 kV 側(cè)采用3/2接線方式，其中1 號(hào)主變掛接在第一串中斷路器5012 和邊斷路器5013 之間，1 號(hào)主變配置兩套變壓器保護(hù)，5012 斷路器和5013 斷路器分別配置兩套斷路器保護(hù)。

某檢修班組對(duì)該站1 號(hào)主變及其斷路器開展保護(hù)功能校驗(yàn)工作，對(duì)中斷路器5012 斷路器保護(hù)裝置一跳閘出口進(jìn)行試驗(yàn)，僅投入5012 斷路器A 相跳閘出口壓板，模擬加短路電流，斷路器過流保護(hù)動(dòng)作，5012 斷路器A 相跳閘動(dòng)作出口。在未投入5012 斷路器B 相、C 相跳閘出口壓板的情況下，B，C 相斷路器隨后跳閘動(dòng)作。對(duì)裝置回路進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)無(wú)異常，查看動(dòng)作報(bào)告和錄波信號(hào)，B，C 兩相斷路器變位時(shí)間滯后A 相1 048 ms，考慮到主變斷路器非全相整定時(shí)間一般為1 s，初步懷疑是斷路器本體非全相動(dòng)作導(dǎo)致B，C 相跟跳。

在現(xiàn)場(chǎng)5012 斷路器匯控柜檢查發(fā)現(xiàn)，本體非全相出口壓板在退出狀態(tài)，僅投入非全相功能壓板，懷疑壓板接線錯(cuò)誤。對(duì)非全相壓板功能再次校核，發(fā)現(xiàn)該出口壓板正常。與5012 斷路器的B 相和C相所有相關(guān)出口壓板都在退出狀態(tài)，因此斷路器的B 相和C 相出現(xiàn)未經(jīng)出口壓板跳閘的現(xiàn)象。

2 原因分析

現(xiàn)場(chǎng)人員結(jié)合圖紙(見圖1)分析現(xiàn)象原因。該斷路器非全相保護(hù)采用本體非全相回路實(shí)現(xiàn)，試驗(yàn)人員在斷路器保護(hù)處用繼電保護(hù)校驗(yàn)儀器在斷路器保護(hù)電流回路中通入A 相故障電流，斷路器保護(hù)動(dòng)作后未及時(shí)復(fù)歸，A 相斷路器跳開后，保護(hù)裝置跳閘動(dòng)作持續(xù)出口。此時(shí)斷路器其中一相已跳開，本體非全相功能壓板LP1 投入，非全相回路導(dǎo)通，非全相延時(shí)繼電器得電后其觸點(diǎn)延時(shí)1 s 吸合，非全相出口繼電器JX 動(dòng)作，保護(hù)A 相跳閘引入的正電由JX 的A 相觸點(diǎn)再經(jīng)JX 的B，C 相觸點(diǎn)接入B，C 相跳閘繼電器YB，YC，跳閘繼電器得電后斷路器B 相、C 相動(dòng)作跳閘?？梢钥闯?，此時(shí)，即使非全相出口壓板LP2 在退出狀態(tài)，B，C 相斷路器仍然會(huì)跳閘出口動(dòng)作，其跳閘動(dòng)作并不受非全相出口壓板LP2 控制。

圖1 斷路器非全相保護(hù)與分閘控制回路(簡(jiǎn)化)

3 可靠性分析

進(jìn)一步分析可見，當(dāng)斷路器本體非全相功能壓板LP1 投入時(shí)，若斷路器跳閘命令長(zhǎng)發(fā)，斷路器某一相跳開后，可導(dǎo)致另外兩相斷路器不經(jīng)任何出口壓板就能夠出口動(dòng)作，這種情況下，另外兩相斷路器實(shí)際上已經(jīng)脫離了其對(duì)應(yīng)跳閘出口壓板LP2的控制。在設(shè)備實(shí)際運(yùn)行檢修過程中，某些極端條件下，特別是現(xiàn)場(chǎng)安全措施執(zhí)行不到位、操作不規(guī)范、技術(shù)措施不完備等情況下，該寄生回路可能引發(fā)以下兩個(gè)問題：

(1) 斷路器的某一相因一次設(shè)備檢修等原因無(wú)法動(dòng)作時(shí)，一次檢修人員若僅退出非全相出口壓板，和對(duì)應(yīng)相別的跳閘出口壓板，當(dāng)二次人員對(duì)具備動(dòng)作條件的其他相分別進(jìn)行出口跳閘試驗(yàn)時(shí)，不具備動(dòng)作條件的斷路器相可能誤動(dòng)。

(2) 若非全相功能壓板LP1 未退出，而僅使非全相出口壓板LP2 處于退出狀態(tài)。以A 相為例，當(dāng)合上A 相斷路器后，操作箱A 相OP 燈亮，經(jīng)過短暫延時(shí)，B，C 兩相OP 燈會(huì)同時(shí)點(diǎn)亮。顯然操作箱指示燈的顯示無(wú)法正確反映斷路器的實(shí)際狀態(tài)。通過回路分析可知，A 相斷路器合上后，雖然LP2 壓板在退出狀態(tài)，但是三相不一致回路已啟動(dòng)，經(jīng)過1 s 的延時(shí)后，JX 繼電器啟動(dòng)，負(fù)電通過A相的跳閘線圈、A 相常開觸點(diǎn)、JX 閉合的接點(diǎn)引至B，C 相的跳閘回路，使B，C 兩相的HWJ 勵(lì)磁，并點(diǎn)亮OP 指示燈。

因此，從安全角度而言，該回路設(shè)計(jì)方案在技術(shù)上增加了斷路器誤跳閘的不確定性。

4 改進(jìn)建議

針對(duì)上述情況，提出如下兩方面的改進(jìn)建議。

(1) 嚴(yán)格執(zhí)行安全規(guī)程。試驗(yàn)過程中按照規(guī)定嚴(yán)禁斷路器某一相不具備動(dòng)作條件時(shí)對(duì)其余相進(jìn)行傳動(dòng)試驗(yàn)；需要投退三相不一致功能時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格將三相不一致功能壓板和出口壓板同時(shí)投退，尤其避免僅退出非全相出口壓板而保留非全相功能壓板的情況。目前，大量單出口壓板(LP2)配置的非全相回路已大范圍投入現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，為防止安全隱患，有效避免可能的斷路器誤跳閘行為發(fā)生，需進(jìn)一步強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)管理，完善規(guī)程的執(zhí)行。以上相關(guān)闡述可作為相關(guān)規(guī)則制定和執(zhí)行的一個(gè)技術(shù)依據(jù)。

(2) 改變回路設(shè)計(jì)方案，將回路中非全相出口壓板LP2 由一個(gè)總壓板修改為三個(gè)分相壓板，并分別與三相JX 接點(diǎn)串聯(lián)(串在回路中的JX 接點(diǎn)下方)。一方面，這種改進(jìn)方案能夠幫助用戶在檢修過程中對(duì)非全相回路進(jìn)行分相試驗(yàn)，使斷路器及保護(hù)設(shè)備的檢驗(yàn)工作更加準(zhǔn)確、細(xì)化[6]；另一方面，分相出口壓板能夠切斷不同相別跳閘回路正電互竄的路徑，退出某一相非全相出口壓板，能夠可靠保證該相別斷路器不經(jīng)過非全相出口壓板動(dòng)作，從而消除特定情況下斷路器誤動(dòng)的隱患。

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)保護(hù)試驗(yàn)人員控制回路調(diào)試過程中出現(xiàn)的非全相回路未經(jīng)非全相出口壓板跳閘的現(xiàn)象展開深入探討。思考和討論該類型非全相保護(hù)出口壓板和功能壓板設(shè)置，在實(shí)際運(yùn)行檢修時(shí)，極端情況下可能引發(fā)的問題和存在的安全隱患。分析認(rèn)為，從安全角度而言，該回路設(shè)計(jì)方案增加了斷路器誤動(dòng)的不確定性。從安全規(guī)程制定和回路設(shè)計(jì)方案修改兩方面提出建議，為高壓斷路器非全相回路的設(shè)計(jì)提供參考，對(duì)提升超高壓設(shè)備本質(zhì)安全水平，保障超高壓電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有一定的參考意義。