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非全相运行的分析和处理方法研究
作者：胡茂
来源：《硅谷》2011年第09期
摘要： 介绍发电机非全相运行的危害和现场的发电机非全相故障发生后的处理过程和原因分析，从现场实践上阐明防止非全相的对策和处理非全相运行的注意事项，为电厂运行人员在处理发电机非全相运行事故时保证发电机转子和系统的安全带来帮助。 关键词： 发电机；非全相；处理；对策
中图分类号：TM31文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0510072－01 0 引言
发变组高压侧220KV 及以上的断路器大都为分相操作，常常由于机械、电气、误操作、偷跳等原因三相不能同时分闸或合闸造成非全相运行。当发电机非全相运行时[1]：1）负序磁场对于转子以两倍同步转速相对运动，它在转子铁芯和金属构件中感应出倍频电流。由于集肤效应在转子表面产生高达300－700℃的局部过热，造成发电机转子烧损事故。华北电网某发电厂曾因负序电流导致转子两端部铝槽楔全部熔化甩出、靠近大齿的四个槽的槽楔基本熔化轴向甩出。2）反转磁场会对转子产生附加转矩及振动，破坏发电机机械结构。3）出现一系列奇次谐波电流对附近弱电通讯产生干扰。 1 非全相运行的处理
某电厂2号发电机为上海电机厂生产的125 MW水冷发电机，主接线为发变线路组。2008年11月20日12时，2号机组正常运行，机组负荷104MW，各运行参数正常。12点08左右2号机电气信号盘发 “第一组、第二组控制回路断线”信号，更换熔丝即爆，同时2号机信号盘发“主变零序电流”、“发电机转子表层过负荷”及“主开关C相跳闸”等信号，发电机非全相运行。零序电流保护启动热控“汽机甩负荷保护”动作，机组负荷由104MW降至24MW至0，时间约1分钟。12点14分对侧变电所线路开关拉开，机组与系统解列。
运行处理过程：当2号机发跳闸信号时，运行人员发现发电机电流表A相指示正常，B、C相电流偏低，（约为A相的一半），有功表计指示下降，励磁回路电压、电流指示正常，立即到现场对主开关本体检查，发现C相开关断开，A、B两相未断。因操作熔丝熔断，立即向值长汇报要求拉开对侧变电所的开关，并切换厂用电，降低有功、无功至最低。（到12点14分调度通知对侧开关已断开）。
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处理過程中机组热控的“汽机甩负荷保护”动作，负荷由104MW降至24MW，主蒸汽压力升至15.8Mpa锅炉安全门动作，汽包水位、汽温无法维持，12点10分锅炉值班人员手动MFT，紧急停炉、停机，负荷降到0。运行人员发现主开关未全跳，汽机转速不下降，在联系拉对侧开关的同时，解除机组横向保护，重新开启主汽门（当时汽压12.3Mpa，汽温508度），维持机组3000转/分。12点14分得对侧开关已拉开，尽量减励磁到零后汽轮机拍保险停机。检修人员对主开关二次回路检查发现操作回路串有直流120V的正电源，进一步检查发现该电源为开关贮能电源所至，贮能电源与操作回路共用一根24×1.5平方毫米的控制电缆。用1000V摇表测绝缘发现该控制电缆中有四根芯线短路，导致直流220V贮能电源的正电源窜入到主开关C相跳闸回路造成C相单相跳闸。跳闸电流使各芯线绝缘进一步受损，造成主开关失去操作电源，从而不能跳其它两相。由于运行人员处理方法正确，事后计算负序电流值I2*2t在发电机制造单位允许的范围内。进一步对电气有关设备检查、试验后，发现发电机未造成较大损害，可并网运行。 2 防止发电机非全相运行的对策
采取积极措施，从断路器上、从电气二次回路上杜绝种种可能造成的发电机非全相运行事故[2]。
1）认真执行国电公司《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中“防止发电机非全相运行”要求，对发变组的高压侧断路器采用三相联动机构；电气二次回路保护应装设断路器失灵保护。
2）检查发变组电气二次回路，做到直流操作电源与动力电源绝对分开；二组操作电源分开；确保操作电源回路对地的绝缘；确保二次回路中无耦合回路的存在。
3）在继电保护方面要研究切实可行方案，保证非全相、失灵等保护定值的正确灵敏。在机组非全相运行时迅速将发电机与系统解列。
4）当发生非全相运行时，运行人员果断迅速是防止事故扩大的必要保证。故障时迅速降低负荷是减小负序电流危害的最佳处理方案。
5）提供给保护装置的断路器三相辅助接点要可靠、直流电源回路对地绝缘一定要保证良好的监视。
3 处理发电机非全相运行的注意事项
1）当发电机运行中非全相：主汽门未关闭，应立即降负荷，使不平衡值降至允许范围内。在调节过程中应注意机组的功率因数不得超过允许值。并在确认开关无故障情况下近控将开关断开（断路器要有机械联跳功能），不成功则联系对侧拉开关。
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2）发电机并列时非全相：应立即检查开关的合闸位置指示。若开关一相未合上，可重新发出合闸脉冲，如无效应立即降低发电机负荷至零将机组解列；若开关两相未合上，应尽快将合上的一相开关拉开。发电机并列后应缓慢增加负荷，特别要注意定子三相电流是否平衡，确认无误后再增加负荷。
3）发电机解列后非全相：降低发电机电压时如发现定子电流出现指示且不平衡，此时不允许拉开灭磁开关，应维持发电机转速3000转/分，联系对侧变电所拉开关将发电机解列。 发变组非全相运行属于异常运行状态，非全相造成发电机的损坏是一个由电到热的积累过程，只要现场运行人员措施及时、处理方法得当，完全可以避免发电机的损坏和扩大为系统事故。
参考文献：
[1]杨元会、骆坚强，对发电机非全相运行的思考[J].继电器，2005.05. [2]江红军，发电机非全相运行的危害与预防策略[J].电力科学与工程，2008.06.
