浅谈非全相保护
时间：2020-12-13 08:09:20 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
(包头供电局，内蒙古 包头 014000)
摘 要：针对我国的电力系统运行时出现的非全相运行问题进行了分析，阐明了高压断路器配置非全相保护的必要性，并对目前非全相保护的常见方案进行了比较，认为非全相保护以有电流闭锁为最好。
关键词：电力系统；
高压断路器；
非全相保护；
电流闭锁
中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2008)08—0116—01
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，由于设备、操作等不同原因，运行中可能出现三相断路器动作不一致的运行状态，为了消除这种异常状态，大家有不同的看法，各系统也有不同做法。下面结合系统和保护的实际运行情况，就装设断路器非全相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。
1 造成非全相运行的原因分析
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 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。
1.2 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。微机线路保护基本上都设有突变量启动，当系统由全相变为非全相运行时，保护突变量元件回启动，而此时系统中还有零序和负序电流的存在，严重时系统中的负序、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，造成事故。
对于系统采用单重、综重等方式，故障跳闸时会造成线路的非全相运行，若重合闸成功，系统很快就会转入全相运行的正常状态；
若重合于故障，断路器三相跳闸，系统也转入全相运行。然而这种等待重合的非全相状态是存在且不可避免的，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、回路等问题造成的非全相状态，情况要复杂一些。例如，断路器偷跳一相，由于断路器位置不对应，重合闸应当启动，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，要靠线路的保护来切除基本上是不行的，因为从保护功能上看，可能仅有零序保护动作，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。
因此，综合考虑以上各种因素，应当装设能反映断路器非全相运行状态的非全相保护，作用于跳开已处于不正常状态的断路器。至于目前有些断路器机构箱中有反映断路器三相位置不一致的保护，各地可根据实际情况使用。
2 非全相保护的实现
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，目前基本上分为：采用断路器辅助触点组合实现、三相不一致接点串接电流继电器接点后启动时间继电器两大类。
2.1 直接以断路器辅助触点组合实现
直接以断路器辅助触点组合实现这种方法，虽然简单但是也可以起到保护的作用。不过，由于断路器辅助接点的不可靠性及引入电缆运行环境的影响等因素，运行中发生了多次非全相保护误动的事例。如1997年2月1日，华北小营站2212断路器HWJ的A相，操作箱到断路器的电缆断线，最后导致非全相保护误动，由此可以看出这种方法并不是很可靠。
2.2 三相不一致接点串接电流继电器接点后启动时间继电器
三相不一致接点串接电流继电器接点后启动时间继电器也分为靠零序电流启动、靠负序电流启动两种。
2.2.1 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，这种方法在系统中获得了比较广泛的。主要问题是零序电流的整定。理论上一般按躲过正常负荷下的不平衡电流整定即可，但是显然地，当线路负荷较小时，非全相保护可能拒动，例如当断路器偷跳一相时无疑这时需要非全相保护动作，如果线路负荷较小的话那么达不到启动值保护就会据动，此时就只能靠运行人员手动拉合开关。而电网中长期存在零序电流无疑会对发电机造成损坏。目前，微机型保护装置中，CSI101采用这种方案，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，延时出口。
2.2.2 电流判别采用负序分量，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。所以不论是靠零序电流启动还是靠负序电流起动，都要考虑启动电流的整定和负荷电流的配合。
随着微机型保护装置的发展，非全相保护的电流判据，乃至其构成，都趋于多样化。LFP-921三相跳闸位置继电器的接点作为开关输入量引入装置，其每一相跳闸位置继电器的接点都于电流继电器并联，当任意一相的跳闸位置继电器的接点动作而无电流时，确认该相断路器在跳开位置，当任意一相断路器在跳开位置而三相不全在跳开位置时，若控制开关在合后位置，则确认为三相不一致，经延时跳闸。该方案的优点在于适用性广，可应用于各类情况。缺点仍如前述，在负荷较小时，非全相保护可能拒动，但无电流门槛可以整定得较低，灵敏度比零序、负序电流闭锁的方案要高。目前LFP-921装置无电流的门槛固定为0.06倍的额定
值。
3 结束语
比较以上几种方案，只采用三相不一致接点的方案简单，但安全性较差，有电流闭锁的方案提高了安全性，但降低了可依赖性。在采用有电流闭锁的方案时，若负荷较小，非全相保护必然拒动，但考虑到此时系统所承受的负序、零序分量必然很小，对系统和保护的运行已无大碍，且在这种情况下，也有相应的灯光信号指示运行值班人员，可以人工处理。因此，非全相保护以有电流闭锁为佳，电流闭锁的定值，应考虑系统和保护的承受能力，尽量低一些。
