开关三相不一致保护失灵案例分析及整改措施
断路器三相不一致保护误动分析及防范措施
断路器三相不一致保护误动分析及防范措施摘要：断路器三相不一致保护是为了防止在220kV及以上电压等级线路中，由于人为操作或自动重合过程中，存在因三相非同期合闸、单相重合失败等导致的非全相运行时出现的负序、零序分量危害电气设备，甚至引起断路器越级跳闸情况的发生。
目前，电力系统普遍采用的断路器本体三相不一致保护方案，其起动回路取自断路器跳合位辅助触点，回路简单，可靠性高。
关键词：断路器；三相不一致；保护误动；防范措施一、断路器三相不一致保护（一）对电网安全稳定运行的影响电网处于三相不一致运行状态时，系统中出现的零序和负序分量会对保护的动作性能产生影响，甚至引起零序保护误动作，同时也会对发电机、变压器等电气设备产生一定危害。
因此，需断路器三相不一致保护及时跳开三相开关，使系统恢复对称运行。
例如，线路保护中的两段零序过流时间分别取5s和7s。
线路断路器三相不一致动作时间取2s，防止本级线路三相不一致运行时，相邻零序过流保护误动作。
220kV及以上电压等级的电网中，为保持线路在单相接地故障情况下的输电能力，增强系统稳定性，线路保护通常采用单相跳闸、单相重合的方式，当线路重合于永久性故障时，线路保护再三相跳闸切除故障。
因此，对于单相重合闸的断路器，三相不一致保护动作时间按躲过单相重合闸时间整定，对于三相重合闸和没有重合闸的断路器，动作时间一般整定为0.5s或1s。
例如220kV双母线主接线的线路断路器，其单相重合闸时间一般整定为0.5s，三相不一致时间一般整定为2s，母联断路器三相不一致时间一般整定为0.5s；500Kv 3/2主接线常规完整串的线路单相重合闸一般为边断路器优先重合，中断路器待边断路器重合成功后再重合，当边断路器和中断路器的重合时间分别整定为0.8s和1.1s时，其断路器三相不一致时间一般均整定为2s。
基于上述分析，一方面，断路器三相不一致保护应尽快动作，使处于三相不一致的系统恢复三相对称状态；另一方面，断路器三相不一致保护应在线路保护单相重合闸等功能动作后再动作。
断路器三相不一致回路改造的分析与工程实例
断路器三相不一致回路改造的分析与工程实例摘要：现有断路器本体三相不一致保护回路跳闸出口继电器其中一端直接与正电相连，当继电器故障或出现人为误触碰时，继电器会误动作，接通跳闸回路导致正常运行的断路器跳闸。
针对以上风险，需要对断路器本体三相不一致保护回路进行整改。
本文首先讲述现有三相不一致保护回路的现状，对三相不一致保护回路的改造进行了分析，并讨论了两种整改方案，最后以西门子3AP2 FI-550kV型号断路器为例，讲述三相不一致保护回路改造的工程实例。
关键词：继电器误动作；三相不一致回路；西门子3AP2 FI-550kV型号断路器前言：分相操作的断路器在实际运行过程中，因线路故障或分合开关时等原因会造成三相断路器的状态不对应[1]。
断路器三相不一致运行会引起零序、负序电流的产生，对系统运行稳定性带来危害，因此断路器会装设三相不一致保护回路[2]，当三相状态不一致所维持的时间超过定值后会自动跳开断路器，保证系统的稳定运行。
但现有本体三相不一致保护回路中，由于跳闸出口继电器KM的一端直接与正电相连，当人为误碰跳闸出口继电器KM或KM故障时，可能导致继电器误动作，从而启动跳闸回路，造成运行中断路器跳闸，影响电力系统的稳定运行[3]。
本文分析了三相不一致保护回路的现状及整改方案，并以西门子3AP2FI-550kV型号断路器为例讲述三相不一致保护回路改造的工程案例。
1、三相不一致保护回路现状现有断路器本体三相不一致保护回路接线如下图所示：图1 断路器本体三相不一致保护回路接线CK1与CB1分别为常开及常闭辅助接点，KT为时间继电器，KM为跳闸出口继电器。
当跳闸出口继电器KM故障或人为误碰，可能会导致继电器误动，接点闭合，接通跳闸回路，造成断路器误动，因此需要对三相不一致保护回路进行整改，避免类似情况的发生，保障系统稳定运行。
2、三相不一致保护回路整改方案针对上述问题，根据常开接点CK1公共接点的位置，可有两种整改方案：（1）将常开接点CK1的公共接点改至常闭接点CB1与时间继电器KT中间，如图2所示；（2）将常开接点CK1的公共接点改至常闭接点CB1与常开接点CK1中间，如图3所示。
断路器三相不一致保护异常动作分析及控制措施
断路器三相不一致保护异常动作分析及控制措施220kV及以上线路需配置能够反映断路器非全相状态的三相不一致保护。
本文介绍了断路器本体三相不一致和电气量三相不一致保护的原理，结合两起典型事故案例，分析了保护异常动作的原因，针对这两种保护在运行过程中存在的安全隐患，提出了相应的控制措施，提高了三相不一致保护动作的可靠性。
标签：三相不一致保护;异常动作分析;控制措施0引言220kV及以上电压等级的电网普遍采用分相操作机构的断路器，当运行线路因某种原因出现断路器三相位置不一致时，线路处于非全相运行状态，导致系统出现零序、负序分量，对一次设备特别是非电阻性电气设备产生较大影响，可能发生越级跳闸，严重影响电网的安全稳定运行。
根据南方电网电力系统继电保护反事故措施（2014）要求：220kV及以上线路应投入开关本体的三相不一致功能，同时还应配置基于电气量的三相不一致保护。
对于采用单相重合闸的线路，其本体不一致保护动作时间应可靠躲过单相重合闸时间，且动作时间不大于2秒，其它情况下不需要考虑和重合闸配合的，时间可缩短，但不低于0.5秒。
对基于电气量的三相不一致保护，其动作时间要躲过线路保护的重合闸时间，还应考虑与零序四段的配合需要。
对于220kV线路，应将基于电气量的三相不一致保护的动作时间整定为1.5秒[1]。
一、三相不一致保护原理三相不一致保护分为本体三相不一致保护和电气量三相不一致保护。
本体三相不一致采用每相断路器分闸位置辅助常闭触点并联及合闸位置辅助常开触点并联，之后再串联启动时间继电器，经时间继电器延时启动三相不一致保护中间继电器，经三相不一致保护继电器接点接通三相跳闸线圈，以断开仍在运行的其他相断路器，防止扩大事故范围。
断路器本体三相不一致保护完全依赖于断路器辅助触点和时间继电器的正确性[2]，三相不一致位置继电器和时间继电器安装于汇控柜或断路器机构箱，受外部环境影响大，因此可靠性会受一定影响。
电气量三相不一致保护经过相电流、零（负）序电流等电气量的判断，不完全依赖于外部接点，提高了保护动作的可靠性;保护逻辑由装置内部软件实现，受环境影响小，但在故障电流较小时保护无法启动[3]。
一起220kV开关本体三相不一致跳闸的动作分析
一起220kV开关本体三相不一致跳闸的动作分析摘要：本文介绍一起因220kV开关本体三相不一致继电器故障误动的动作分析，通过收集动作信息、查看故障录波波形和检查不一致继电器等手段，最终确定跳闸原因，为开关本体三相不一致继电器误动事件分析提供经验参考。
关键词：开关、三相不一致、跳闸、动作分析前言变电站断路器作为电力系统中的主要元件，承担着连接电力元件、隔离系统故障的使命，是保障电网安全、稳定运行的基础。
其运作的可靠性关乎变电站的整体安全，一旦出现故障，将严重影响供电可靠性和电网稳定性。
220kV侧断路器通常采用三相分相式构造，本体三相不一致保护是作为单相开关偷跳后防止零序保护误动的后备保护，为保障电网安全发挥着重要作用。
本文结合一起220kV 开关本体三相不一致继电器故障误动作的案例，通过检查现场的电力一、二次设备合故障录波，分析开关跳闸的原因，为类似事件提供参考与借鉴。
1 跳闸基本情况1.1 故障经过2022年6月17日12时25分，220kV A站#1主变变高2201开关本体三相不一致继电器动作，跳开2201开关（#1主变变中1101开关及变低501开关在合上位置，#1主变正常运行），无负荷损失，无用户停电。
1.2 故障设备基本情况#1主变变高2201开关型号：阿尔斯通GL314（出厂时间：2002-06-01；投产时间：2003-04-22），非全相延时继电器型号：FSM4U。
2 现场初步检查事故发生后，运维人员到现场后发现#1主变间隔保护无任何动作信息，仅发现本体三相不一致继电器动作。
2.1 一次设备检查情况跳闸后现场申请#1主变变高2201开关停电检查，三相在分闸位位，间隔外观正常，三相开关压力正常。
机构箱外观检查：#1主变变高2201开关机构箱无受潮锈蚀及渗漏水痕迹，防水密封胶完整，机构箱内部干燥，无潮湿积水现象，机构箱内加热器处于正常工作状态。
中控箱检查：三相非全相时间继电器动作指示灯亮，接线无松动，定值设置无异常。
断路器本体三相不一致保护分析
断路器本体三相不一致保护分析摘要：非全相保护虽不是电力系统的主保护，但它在运行中的作用不容忽视。
它不仅影响设备的正常运行，也直接影响着电网的安全以及电能的质量，运行人员只有对非全相保护有足够的重视，努力提高对非全相保护的认识，才能合理判断设备的稳定运行状态。
关键词：断路器；三相不一致保护；非全相运行1断路器三相不一致保护介绍断路器三相不一致保护分为断路器保护装置的三相不一致保护与断路器本体三相不一致保护，按照2种保护相互配合设置。
三相不一致保护动作延时根据用户需求自行整定，但动作延时一定要比重合闸动作时间大，所以云南电网220kV及以上的断路器动作延时定值为2秒1.1断路器保护三相不一致保护介绍断路器保护中的三相不一致保护亦称为非全相保护，通过零序、负序电流作为辅助判据，主要判据是：三相TWJ与三相HWJ串联作为三相不一致位置开入，再通过辅助判据综合判断后，启动跳闸回路。
由于引入了断路器的分相位置接点（任一相TWJ动作且无流时确认该相断路器在跳闸位置），当任一相在跳闸位置，则认为三相不一致，三相不一致保护已启动，满足跳位不一致和单相启动重合闸闭锁条件后，大于三相不一致零序或负序电流定值（当三相不一致经零序或负序电流开放时），等待延时（TBP）到后三相不一致开出输出接点闭合。
如图1图1 断路器保护装置三相不一致保护动作逻辑图1.2断路器本体三相不一致保护介绍断路器本体三相不一致保护启动回路是通过断路器位置辅助节点启动，即取断路器三相常闭节点与三相常开节点并联后两者串联，作为驱动三相不一致时间继电器的条件，经过时延后驱动跳闸继电器。
2三相不一致保护的必要性电力系统在运行时，由于各种原因，断路器三相可能断开一相或两相，造成非全相运行。
如果系统采用单重或综重方式运行，在等待重合期间，系统也处于非全相运行状态。
但是，系统非全相运行的时间应有所限制，主要原因有以下几点。
(1) 系统的要求。
随着经济的飞速发展，电网负荷水平也不断攀升，输电线路的负荷电流也不断增大，部分500kV、220kV线路的负荷电流已经非常接近该线路的额定电流。
断路器三相不一致保护可靠性分析及改进措施
体三相不一致保护整定为 3.0 s，其他整定为 1 s。
作者简介：李清泉 (1991- )，男，硕士，从事电力系统继电保护运行维护工作。
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断路器三相不一致保护可靠性分析及改进措施
电工电气 (2019 No.9)
对于三相不一致保护动作时躲开单相重合 闸的时间 [2]。对于采用单相重合闸的线路断路器而
言，其重合闸时间整定为 1 s，特别的对于 2/3 接
线的 500 kV 电气设备而言，由于采用边断路器先重，
中断路器后重的策略，所以中断路器重合闸时间需
要整定为 1.2 s。因此三相不一致保护延时时间的
整定原则为：与线路相关的断路器微机三相不一致
保护，500 k V 的时间整定为 2.0 s，220 k V 整定为
2.5 s，其他整定为 0.5 s；与线路相关的断路器本
电工电气 (2019 No.9)
断路器三相不一致保护可靠性分析及改进措施
断路器三相不一致保护可靠性分析及改进措施
李清泉，胡云龙，常高颂，冯知海
(国网山东省电力公司检修公司，山东 济南 250018)
摘 要：为了提高断路器三相不一致保护的动作可靠性，从断路器本体三相不一致保护和微机三相 不一致保护的原理构成、存在的问题等入手，分析了导致三相不一致保护不正确动作的因素，并结合以 上两种三相不一致保护的优点，提出一种新型三相不一致保护控制回路 , 该保护控制回路增加了继电器 和触点的数目并改变了原有的拓扑结构。对比传统三相不一致控制回路中存在的器件易老化、时间继电 器可靠性差等不足 , 该回路具有对器件依赖性低、防老化性能更好、可靠性更高的特点。
0 引言
为了保证电网的安全稳定运行，在 220 k V 及 以上电压等级的电网中多采用分相断路器。但是当 输电线路一相或两相断线、合闸时断路器三相触头 不能同时接通以及单相故障后故障相跳闸等都会导 致断路器三相不一致运行。因此分相断路器需要能 够准确反映断路器运行状态并作用于三相跳闸的三 相不一致保护。目前断路器的三相不一致保护既可 以由微机保护装置实现，也可以由断路器本体实现。 而参考文献 [1] 指出，220 ～ 500 kV 断路器三相不 一致，应尽量采用断路器本体的三相不一致保护， 而不再另外设置三相不一致保护。但是在实际运行 中发现，断路器本体三相不一致保护由于二次回路
变电站220千伏开关三相不一致保护优化探讨
相开关常闭辅助节点并连后方和 Ｋ３７、Ｋ３８ 常开节
４ ２ ３ 第 １ 组开关三相不一致回路试验
也不会出口跳闸ꎬ就要使开关三保持在合闸位置ꎬ三
(２) 开关在分闸状态下的非全相操作试验
点连接ꎮ 所以为了保证在不小心意外触点时ꎬ回路
(１) 开关在合闸状态下的非全相操作试验
Ｔｈｅ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｈｒｅｅ￣ｐｈａｓｅ
Ｉｎｃｏｎｆｏｒｍｉｔｙ ｏｆ ２２０ｋＶ Ｓｗｉｔｃｈ ｆｏｒ ａ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ
ＣＨＥＮ Ｑｉ￣ｆｅｉ
( Ｍｅｉｚｈｏｕ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ ＢｕｒｅａｕꎬＭｅｉｚｈｏｕ ５１４４００ꎬＣｈｉｎａ)
不一致电路启动并延时出口ꎬ将开关分闸ꎮ
４ 防误动优化改造思路
为了从源头解决开关三相不一致误动的问题ꎬ
目前对于开关本体三相不一致保护的防误动优化主
要为改造二次回路、更换继电器和增加电流判据等ꎬ
时间继电器和出口跳闸继电器故障ꎬ开关本体三相
主流防误动优化措施仍为针对开关本体三相不一致
不一致保护回路误动作造成运行中的开关跳闸ꎬ有
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｒｅｅ￣ｐｈａｓｅ ｉｎｃｏｎｆｏｒｍｉｔｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｗｉｔｃｈ ｂｏｄｙ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｓ
ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｒｅｅ￣ｐｈａｓｅ ｉｎｃｏｎｆｏｒｍｉｔｙ ｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｍｅａｓｕｒｅｓ. Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｗｏｒｋ ｈａｓ
500kV 某变电站开关三相不一致不正确动作分析
500kV 某变电站开关三相不一致不正确动作分析摘要：近日，检修人员在校验500kV某变电所开关第一组三相不一致回路时，工作人员发现：C相位置与另外两相开关位置不一致时，非全相保护不能正确动作。
经排查发现，为电缆芯错接导致。
关键词：开关；非全相保护；回路0 引言在220kV及以上电压等级的电网中，普遍采用分相操作的断路器，由设备质量和操作等原因，运行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，各系统也有不同的做法。
断路器作为变电站主要电气设备，在运行过程中有着至关重要的作用，一旦发生故障，势必将影响供电可靠性。
开关三相不一致（非全相）保护，作为电力系统重要的后备保护，能否准确动作直接关系到的设备稳定运行。
1 非全相保护原理及配置原则1.1装设非全相保护的必要性电力系统在运行时，由于各种原因，断路器三相可能断开一相或两相，造成非全相运行。
如果系统采用单重或综重方式，在等待重合期间，系统也要处于非全相运行状态。
但是，系统非全相运行的时间应有所限制，这是因为：1.1.1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。
1.1.2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（如零序电流保护），误断开正常运行的线路。
1.1.3对于采用单重、综重等方式的系统，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，以躲开重合闸周期。
1.1.4对于因设备质量、回路等问题造成的非全相状态，例如：断路器偷跳一相，由于断路器位置不对应，重合闸应启动，将断路器重合。
而如果断路器有问题，偷跳相不能重合，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，仅有不灵敏零序段或灵敏段保护起作用，而它们还要受到定值和方向元件的制约，也就是说，线路保护本身对此可能无能为力。
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开关三相不一致保护失灵案例分析及整改措施
作者：娄文文
来源：《广东科技》 2014年第20期
娄文文
（中国南方电网超高压输电公司柳州局，广西柳州 545000）
摘要：在500kV来宾变电站#1主变恢复送电过程中，中压侧2001开关非全相合闸，中
压侧2001开关三相不一致保护未动作导致#1主变后备保护动作主变跳闸。
结合该案例，分析
了开关三相不一致保护失灵的原因，并提出了相应的整改措施。
关键词：开关；三相不一致保护；保护失灵；操作回路
1 事故经过
2011年3月，500kV来宾站#1主变定检结束送电操作过程中，在操作合上#1主变高压侧5011、5012开关时，#1主变正常充电后，运行人员在操作合上#1主变中压侧2001开关，4~5s
后监控系统发出“2001开关三相不一致动作”、“2001开关控制回路断线”，“#1主变第一、第二套保护公共绕组零序过流保护动作”告警信号，高压侧5011、5012开关、中压侧2001开
关在断开位置。
由于#1主变检修后复电，并没有造成负荷损失。
2 事故原因分析
跳闸发生后，对一次设备检查，未发现异常；对二次设备进行检查，发现#1主变第一、第
二套保护RCS-978CF分别5612ms、5610ms“公共绕组零序过流”保护动作，2001开关非全相保护RCS-974FG未启动，5011、5012开关保护LFP-921A未动作；2001开关操作箱两组TC灯亮，5011、5012开关操作箱两组TA、TB、TC灯亮。
随即对2001开关控制回路进行检查，发现2001开关汇控箱内A、B相用“远/近控切换”
把手SPT1、SPT2在切换至“远方”位置时，其控制开关合闸的回路不良。
其中将“远/近控”
切换把手SPT1、SPT2进行远/近控状态切换，切换至“远方”位置时发现远方合闸用的接点
11~12存在有时通、时不通的情况，测量该接点电阻为40~800Ω不等，因此判断在2001开关
合闸时，A、B相“远/近控切换”把手SPT1、SPT2切换至远控的11~12接点不导通即此时A、B 相合闸控制回路断线，造成A、B相无法合闸。
随后对2001开关合闸与跳闸位置监视回路检查发现将A、B、C三相合闸命令与跳位监视并联再接到开关汇控箱，90、91、88、89、86、87端子并联（见图1）。
因此在开关有一相或者
两相相合闸控制回路断线时，是不会发控制回路断线告警的。
且开关一相合闸后，由于其他两
相控制回路断线，开关三相跳位继电器返回，因此主变保护的中压侧开关的非全相保护无不一
致开入接点输入，导致主变保护的中压侧开关的非全相保护无法动作（见图2）。
中压侧2001开关为河南平顶山高压开关厂1990年生产的设备，1992年投入运行（该批设备共10台），2003年当时的运行维护单位已根据有关文件的要求将包括中压侧2001开关在内的10台开关本体三相不一致保护取消。
由2001开关三相不一致与控制回路断线告警回路图可见，三相不一致告警回路与三相不一致保护开入回路接线不同。
当有一相合闸后，这一相合位继电器动作，其他两相合位继电器不动作，测控发开关三相不一致告警信号；同时开关三相跳位监视继电器返回，合闸相合位继电器动作，测控发出控制回路断线告警信号（如图3）。
3 整改措施
（1）对来宾站220kV平高开关（共8台）汇控箱内LWZ2-16/3N004M004TH型切换把手进行检查和更换。
（2）尽快恢复来宾站2001平高开关本体三相不一致保护。
（见图4）
（3）对来宾变#1主变中压侧2001开关回路进行整改，通过甩开图1中的91、88端子，89、86端子之间的连线，将开关合闸控制及跳位监视回路改为分相控制和监视，分相合闸，确保能对合闸回路进行有效监视。
4 结语
分相操作的高压开关出现三相不同时合闸（即三相不一致）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。
为减小开关三相不一致时对系统造成的危害，应装设开关三相不一致保护，将出现三相不一致的开关退出运行，保证系统的正常运行。
为确保三相不一致保护的可靠动作，开关本体及操作箱三相不一致保护均投入运行实现保护配置的双重化。
参考文献：
［1］李正红，文小平． 220kV断路器三相不一致保护设计缺陷分析及对策［J］．电工技术，2010，26（9）：50~52．
作者简介：娄文文（1985～），男，助理工程师，学士学位，从事电力系统运行工作。