對比傳統(tǒng)三相不一致控制回路中存在的器件易老化、時間繼電器可靠性差等不足，本回路具有對器件依賴性低，防老化性能更好、可靠性更高的特點。同時針對電網(wǎng)故障排查中遇到的時間繼電器校準(zhǔn)存在的步驟復(fù)雜、需要斷電等問題進行了簡單的探討和分析。
三相不一致運行是指電力系統(tǒng)中某一支路上三相中的單相或者兩相斷開運行的情況。對于部分高壓和所有超高壓、特高壓的電壓等級的電網(wǎng)，出于對高壓絕緣、系統(tǒng)穩(wěn)定性和系統(tǒng)繼電保護配置的考慮，系統(tǒng)大范圍的采用分相斷路器，并配置有單相重合閘保護且采用后加速保護。
同時由于裝置和人工操作等因素，系統(tǒng)在正常工作過程中會不可避免的處于三相斷路器分相狀態(tài)不一致的異常運行狀態(tài)，應(yīng)配置可以反映斷路器非全相運行狀態(tài)的非全相保護，作用于跳開已處于不正常狀態(tài)的斷路器。根據(jù)GB/T 14285—2006《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》，220～500kV斷路器三相不一致，應(yīng)盡量采用斷路器的本體三相不一致保護，而不再另外設(shè)置同類保護。
但是，在實際的工況運行下，斷路器控制回路的可靠性相對較低，主要原因是二次回路中采用的接觸器、繼電器等關(guān)鍵元件運行工況較差，斷路器的三相不一致保護控制回路中的時間繼電器需要定時的校檢，從而才能保證供電的可靠性。
關(guān)于三相不一致回路改進的研究有很多，各有側(cè)重，文獻(xiàn)[7]提出的控制回路降低了對于器件的依賴性，提高了保護的可靠性，但是一定程度上增加了檢修的負(fù)擔(dān)。文獻(xiàn)[8-9]則提出改變回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及增加繼電器數(shù)量實現(xiàn)防誤動的功能，卻沒有考慮器件的運行工況對可靠性的影響。文獻(xiàn)[10]則通過增加觸點降低對運行工況的要求。
隨著技術(shù)水平的進步和對供電可靠要求的不斷提高，新的問題在實際運行中不斷的被發(fā)現(xiàn)，綜合考慮并改進保護原有存在的不足是很有必要的。
本文先介紹了傳統(tǒng)的經(jīng)典三相不一致保護控制回路，分析其中存在的問題。針對這些接觸器、繼電器存在的隱患，提出了一種新型的三相不一致保護控制回路。通過對比發(fā)現(xiàn)，新型控制回路可以有效地解決回路的自保持問題，實現(xiàn)防跳，并有效地降低了觸點損壞老化對保護回路的影響。
同時對于工程校檢時間繼電器存在的步驟復(fù)雜、安全風(fēng)險高等問題，提出了一種新型的實時監(jiān)測校檢裝置的設(shè)想，不僅可以減少工作人員的工作量，還能夠提供記錄歷史數(shù)據(jù)功能。
典型斷路器三相不一致保護
1.1典型保護控制回路
目前電力系統(tǒng)三相不一致保護的跳閘回路如圖1所示。典型回路中的核心元件是時間繼電器TS和跳閘輔助繼電器K61。
圖1典型斷路器本體三相不一致保護回路
保護控制回路由斷路器的一組三相常開觸點和一組三相常閉觸點串并聯(lián)組成。
當(dāng)出現(xiàn)三相不一致運行的情況時，以上常開和常閉觸點各自至少有一相處于閉合狀態(tài)，于是形成了通路，使時間繼電器TS和跳閘繼電器K61處于通電狀態(tài)，跳開故障的斷路器，以保證系統(tǒng)的安全運行。
1.2典型三相不一致保護的缺陷
典型的三相不一致保護在實際使用中存在著諸多的缺陷，其中最主要的問題在于核心時間繼電器元件的可靠性問題。如起動回路中只使用了一個時間繼電器，可靠性較低，時間繼電器的整定時間需要滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性與繼電保護速動性的要求，同時需要與單相重合閘的整定時間相配合，若時間繼電器的發(fā)生動作時間偏移，則三相不一致保護可能會引起誤動作。
三相不一致保護的整定時間也應(yīng)與零序和負(fù)序保護的整定時間相配合。據(jù)統(tǒng)計，由于時間繼電器的故障導(dǎo)致的誤動作占三相不一致保護誤動作的70%。而三相不一致保護的誤動作會對電網(wǎng)、發(fā)電機、變壓器等重要電力設(shè)備產(chǎn)生諸多危害，嚴(yán)重危害電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
另外，目前斷路器三相不一致保護的繼電器工作環(huán)境惡劣，特別是由于其長期在戶外運行，內(nèi)部精密器件易受影響。同時繼電器和觸點的設(shè)計與選型標(biāo)準(zhǔn)尚不完整，復(fù)雜的工作環(huán)境可能導(dǎo)致其常開觸點老化或者氧化造成保護拒動，或者由于受潮和絕緣降低存在著誤動的風(fēng)險。即使是ABB、OMRON的部分器件也存在此問題。
綜上所述，目前典型的保護控制回路的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單，使用元件較少。從保護原理角度，回路采用更簡單的結(jié)構(gòu)提高了保護的可靠性。然而，典型控制回路對于時間繼電器的依賴較高，不能很好解決繼電器的老化、氧化等問題。
2新型斷路器三相不一致保護
2.1新型保護控制回路
為了保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，并且克服經(jīng)典回路存在的不足，本文提出了一種新型的保護控制回路，如圖2所示。
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