GIS隔离开关非全相运行问题探讨

周晓翔 朱俊

（国网安徽省电力公司检修公司 安徽合肥 230061）

GIS隔离开关非全相运行问题探讨

周晓翔 朱俊

（国网安徽省电力公司检修公司 安徽合肥 230061）

本文引用了一起500kV GIS隔离开关非全相运行的异常情况处理经过，结合相关保护的动作原理对GIS隔离开关非全相运行问题进行了简单的分析，并根据现场实际情况对解决该问题的方法及措施进行了相应的探讨。

GIS；隔离开关；非全相运行

当大负荷的220kV及以上电压等级的线路处于非全相运行状态时，其零序电流就相当于负荷电流，此时与其相邻的线路的零序电流就可能很大，甚至大于零序后备保护的定值，若不能快速切除非全相运行的线路，就可能导致相邻线路的误动，造成越级跳闸。

1 GIS隔离开关非全相运行异常现象

2013年8月11日，××变电站按照调令将500kV××线××断路器（此断路器为3/2接线中线变串的边断路器）从检修改为运行，在合上断路器后，监控后台显示断路器A相电流为零，B相电流为392.82A，C相电流为396.73A，后台发“断路器保护启动”信号，随后运维人员对相应一、二次设备进行详细检查。现场检查相应断路器、隔离开关三相机械位置指示均为合位，电气指示均为合位；相应接地隔离开关三相机械位置指示均为分位，电气指示均为分位，各气室压力正常，一次设备无异常响声；相应保护及测控装置检查结果与后台显示结果一致。同时检查发现相邻中断路器A相电流异常偏高，B、C相电流正常（A相634.28A，B相243.41A，C相 246.09A），但线路三相电流正常（A相633.54A，B相635.74A，C相643.27A）。

20min后，边断路器A相电流恢复，后台、测控及保护装置显示一次值均为349.12A，但是幅值较B、C相电流小约50A（B相393.07A，C相399.41A）；同一时刻相邻中断路器A相电流比B、C相电流偏大约65A（A相311.52A，B相243.41A，C相246.09A）。之后边断路器A相电流与B、C相电流差值、中断路器A相电流与B、C相电流差值均在逐渐增大。运维人员汇报调度后按照调度要求加强监视。

170min后，边断路器电流A相为308.84A、B相为391.11A、C相为398.19A，中断路器电流 A相为 379.15A，B相为 243.41A，C相为247.56A。电流异常现象变化严重，运维人员判定边断路器不具备运行条件，向调度申请，将边断路器从运行改为热备用，操作结束后，边断路器三相电流为零，中断路器电流三相恢复平衡（A相631.84A，B相631.84A，C相640.38A）。

2 GIS隔离开关非全相运行问题分析

（1）GIS隔离开关无法直接检查是否合闸到位。

GIS隔离开关与敞开式隔离开关最大的区别在于它的动静触头密封在SF6罐体中，操作后无法直接观察到动静触头的实际位置，只能通过机械位置指示和电气指示等辅助手段判断其是否合闸到位，目前各主流设备厂家产品的位置指示装置通常设置在机构上，而且仅能指示分、合状态，无法指示隔离开关动触头具体位置，对于分（合）不到位的状态不能指示，一旦三相动静触头实际状态不一致但各类指示均显示其合闸到位，运行人员根本无法发现异常，在这种情况下合上断路器就必然会出现三相电流不平衡的问题。

（2）目前常用的保护并不能有效保护GIS隔离开关非全相运行这一类设备异常。

断路器本体三相不一致保护的原理图如图1所示，该保护是将断路器三相的常开、常闭辅助接点分别并联之后再串联，然后启动一个延时时间继电器。当断路器出现三相位置不一致时，经过时间延时，动作启动出口中间继电器，并跳开断路器三相，其中时间继电器的一对常开接点发遥信到监控系统，该出口跳闸回路受压力闭锁接点控制导通跳闸。因为该保护功能的启动仅与断路器三相的辅助接点位置有关，所以其只能对断路器非全相运行进行判断，而无法正确反映隔离开关非全相运行情况。

断路器保护装置中的三相不一致保护的原理图如图2所示，该保护是将断路器三相TWJ及三相电流作为综合判据，可经零序电流或负序电流开放，经延时时间后不一致保护动作。断路器任意一相TWJ动作，且无电流时，确认为该相断路器在跳闸位置，当任意一相在跳闸位置而三相不全在跳闸位置，则确认为三相不一致，经整定的动作时间满足不一致动作条件时，出口跳开本断路器。

图1 断路器本体三相不一致保护原理图

图2 断路器保护装置三相不一致保护原理图

3 解决方法及应对措施

由上述分析可见，GIS隔离开关非全相运行无法得到有效监测的根本原因在于其内导和触头封闭在金属外壳中，难以直接进行目测判断或者用装置直接进行测量。而通过间接方式，例如借鉴变压器类设备在线监测系统的方式，会是解决这一问题较好的一种办法。目前可用的GIS隔离开关位置在线监测的方法主要有3种，即微动行程开关在线监测、角位移传感器在线监测和光电接近开关在线监测。

4 结束语

GIS隔离开关非全相运行，将导致大负荷220kV及以上电压等级线路的相邻线路零序电流增大，若不能快速切除非全相运行的线路，就可能导致相邻线路的误动，造成越级跳闸。目前解决这一问题的有效方法是加装GIS隔离开关位置在线监测系统。而对于监控人员而言，快速分析判断异常情况发生的原因及故障点，并及时隔离故障设备，是非常有效的应对措施。

TM564.1

A

1004-7344（2016）32-0089-01

2016-10-18

周晓翔（1980-），男，安徽合肥人，助理工程师，500kV变电站站长，主要研究方向为变电站运维及安全管理。

朱俊（1987-），男，广西柳州人，助理工程师，主要研究方向为变电站运维及安全管理。