發布日期：2022-04-20 點擊率：71
引言
斷路器三相不一致保護是220kV及以上分相操作斷路器必須配備的保護,用于防止斷路器出現非全相運行的狀態。2019年9月,士500kV某換流站500kV交流濾波器投入時出現了斷路器非全相運行狀態,但微機三相不一致保護拒動,最后由本體三相不一致保護動作切除了故障。
1三相不一致保護的保護原理
目前,斷路器三相不一致保護配置有兩種:一種是微機保護配置,根據相關規定,220kV及以上電壓等級的微機型線路保護裝置應配置基于電氣量的三相不一致保護并投運:另一種是斷路器本體三相不一致保護配置,根據相關規定,220kV及以上電壓等級的斷路器應配置斷路器本體三相不一致保護。
微機保護配置實現的三相不一致保護集成在斷路器保護裝置中,斷路器位置節取自對應操作箱繼電器。保護動作需達到有流門檻,且經零序、負序電流元件閉鎖。該保護經壓板投退。其動作邏輯如圖1所示。
斷路器本體三相不一致保護設置在斷路器本體機構中,將三相結構的常開、常閉輔助接點分別并聯后再串聯,然后啟動一個延時時間繼電器。本體三相不一致保護在開關本體端子箱實現,無有流門檻,不經零序、負序電流元件閉鎖。
2微機三相不一致保護拒動分析
2019年9月,±500kV某換流站直流功率調節,投入500kV某交流濾波器。接到站控系統合閘命令后,500kV交流濾波器斷路器三相相繼合上。由于C相本體機構存在故障,33ms后C相再次跳閘,斷路器處于三相不一致狀態,但由于斷路器操作箱三相分位繼電器(TwJ）均不勵磁,斷路器保護無法判斷路器處于非全相狀態,微機三相不一致保護拒動。故障持續600ms后,由本體三相不一致保護動作,跳開斷路器A、B兩相。
故障時序圖如圖2所示。
目前的斷路器操動機構大多是儲能式操動機構,如液壓操動機構、氣動操動機構等,當操動機構壓力異常,其存儲的能量不能滿足斷路器開斷故障電流的要求時,不僅不能斷開故障電流,還會使斷路器損壞,擴大故障范圍。故一般液壓操動機構、氣動操動機構都有壓力開關對操動機構的壓力進行監測,并發出重合閘閉鎖信號。當操動機構因壓力異常,如執行一次合閘命令后壓力不足時,切斷合閘回路并發出報警信號。500kV斷路器合閘機構回路如圖3所示,串入合閘機構閉鎖繼電器節點K15。當斷路器執行一次合閘命令后,儲能被釋放一部分。當儲能不足時,機械合閘閉鎖繼電器動作,K15輔助節點打開,切斷三相合閘回路,并發出"斷路器機械合閘閉鎖"信號。需待打壓機構將壓力恢復正常后,合閘機構閉鎖繼電器才會返回。
500kV典型設計回路中,斷路器操作箱分位繼電器(TwJ）并接在各分相合閘回路中,如圖4所示,故機械合閘閉鎖繼電器一旦動作,將切斷三相合閘回路,斷路器操作箱TwJ無法勵磁。如果此時某相發生偷跳,TwJ依然無法勵磁,不能反映斷路器真實的狀態。因微機三相不一致保護采用操作箱分相TwJ常開節點作為判據,故微機三相不一致保護也無法判斷斷路器的非全相狀態。需待打壓機構將斷路器壓力恢復正常后,合閘機構閉鎖繼電器返回,才能正確判斷非全相狀態。
3改進方案
因斷路器分合閘回路串接了合閘機構閉鎖繼電器節點,故在斷路器單相合閘失敗至機械儲能恢復正常期間,微機三相不一致保護將無法正確識別斷路器非全相狀態而拒動。本文提出以下解決思路:斷路器操作箱合位繼電器(HwJ）并接在分閘回路中,斷路器合閘后HwJ將勵磁,若此時某相偷跳,對應相HwJ將失磁,可見HwJ可反映斷路器單相合閘失敗至機械儲能恢復正常期間斷路器的非全相狀態。因此,將三相HwJ位置節點加入微機三相不一致保護判據,分相HwJ與該相電流組成與、或門判據,如圖5黑框部分所示,即三相TwJ不一致或HwJ不一致滿足三相不一致位置判據,經延時跳閘出口。該解決方案可避免斷路器單相合閘失敗至彈簧儲能恢復正常期間,微機斷路器三相不一致保護失效問題。
4結語
本文提出的改進方案將操作箱合位繼電器(HwJ）節點加入三相不一致邏輯判斷中去,可解決微機三相不一致保護無法識別斷路器合閘后單相偷跳的非全相狀態問題,可提高微機三相不一致保護動作的正確率,保證電網的安全穩定運行。
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