非全相运行保护在发电厂中的运用
浅谈非全相保护
浅谈非全相非全相运行对系统影响：大型发电机--变压器组的高压侧及220KV以上线路断路器多为分相操作的断路器,常由于误操作或机械方面的原因使三相不能同时合闸或跳闸,或在正常运行中突然一相跳闸。
这种异常工况,将在发电机--变压器组的发电机中流过负序电流,如果靠反应负序电流的反时限保护动作(对于联络变压器,要靠反应短路故障的后备保护动作),则会由于动作时间较长,而导致相邻线路对侧的保护动作,使故障范围扩大,甚至造成系统瓦解事故。
发电机非全相运行对发电机影响：非全相运行是三相机构分相操作发电机主开关在进行合、跳闸过程中，由于某种原因造成一相或两相开关未合好或未跳开，致使定子三相电流严重不平衡的一种故障现象。
将使得发电机非全相运行，产生负序电流。
负序电流的出现，在转子上产生的二倍工频环流的集肤效应，使转子表层的电流密度增大，产生附加损耗，引起发热甚至损坏转子和护环。
另外，还可引起附加振动，形成附加应力，可能造成某些部件疲劳和机械损坏。
长时间非全相运行很大的负序电流将损坏发电机定子线圈，严重时烧坏转子线圈，折断大轴。
发电机变压器组高压侧断路器一相拉不开，高压侧单相电流通过变压器耦合使发电机非全相运行，在发电机回路产生较大的负序电流，造成发电机转子严重烧坏的事故。
为此，不管发电厂电气主接线采用哪种形式，也不管发电机变压器组高压断路器采用哪种类型，按照发电机变压器组保护双重化和近后备保护配置原则，在大型单元机组发电机变压器组保护中均配置了失灵保护。
当发电机变压器组高压侧断路器非全相运行时，非全相保护动作跳本开关，若开关拒动则启动失灵，经延时后失灵保护动作，跳开母联(或分段)断路器及发电机变压器组高压侧断路器所连接母线上的所有元件或与之相关的元件，保护发电机的安全。
若失灵保护电流判别条件不满足动作条件不动作，则只能通过人为干预跳开。
非全相运行的种类（缺一相、缺两相）缺相按开关合闸状态定义：1、缺一相：指合闸时一相未合上，分闸时两相未断开。
220kV分相操作断路器非全相保护功能的应用
220kV分相操作断路器非全相保护功能的应用摘要：断路器是发电厂和变电所电气设备中重要的设备之一，国家电网十八项反措中要求220kV 及以上电压等级的断路器均应配置断路器本体的非全相保护，本文重点阐述非全相保护的必要性，并针对我公司220kV分相操作断路器非全相保护的应用进行分析。
关键词：断路器；非全相保护；双重化1.引言我公司220kV系统两条出线均采用分相操作的断路器，由于设备质量、二次回路或操作等原因，运行中可能出现三相断路器动作不一致的异常状态，如何消除这种异常状态，存在不同认识，各系统也有不同做法。
下面结合我公司的实际运行情况，就如何配置断路器非全相保护进行阐述。
2.配置非全相保护的必要性电力系统在运行时，可能会出现非全相运行状态。
我公司220kV两条出线重合闸方式均采用单重或综重方式，在线路故障跳闸后重合之前，系统也要处于非全相运行状态。
但系统处于非全相运行的时间应有所限制，这是因为：1）系统要求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。
2）保护要求由于出现负序、零序等分量，使得系统中的一些保护可能处于启动状态，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。
对于系统采用单重、综重等方式，故障跳闸造成的非全相运行，若重合闸成功，系统自然很快转入正常运行；若重合于故障，断路器三相跳闸，系统也转入正常运行。
对这种等待重合的非全相状态，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。
3）电网要求电调函[2015]68号文件《国网新疆电力公司电力调度控制中心关于调整220kV断路器本体三相不一致保护动作时间定值的通知》要求：“220kV分相操作断路器本体机构应具备三相不一致保护功能，并装设出口压板及功能压板，三相不一致保护宜按双重化配置”。
因此，综合以上各种因素，应当配置能反映断路器非全相运行状态的非全相保护，作用于跳开已处于非全相运行状态的断路器，并且同时使用两套非全相保护。
发电机变压器组主开关发生非全相运行时的处理方法探讨
发电机变压器组主开关发生非全相运行时的处理方法探讨摘要：目前我国已经颁布了关于汽轮发电机运行相关规程制度，其中对于发电机变压器组的主开关出现非全相运行进行了明确规定，指出在断路器产生非全相运行状态的时候，为了防止发电机损毁，需要及时启动失灵保护以及断开电源。
本文将就其危害展开探究，总结在事故状态下以及正常操作状态下主开关产生了非全相运行状态对应的处理办法。
关键词：发电机变压器组；主开关；非全相运行；处理目前，在已经建设完成的电力厂实际投入运行的设备当中，有越来越多的发电机组，特别是一些大型的机组当中采用的都是单元接线，在发电机变压器组的主开关当中使用的都是分相操作法，一般情况下多断口的开关在任何一个断口当中都会存在一个或者是几个跳闸、合闸的线圈，因此在运行的过程当中，开关发生状态的变化时会产生非全相运行的概率也开始增加，比如在发电机运行的过程当中出现了触发保护装置的动作而产生跳闸或者并列解列的时候均可能会造成非全相运行的状态，目前我国已经有了相关的处理规定，保证运行人员对其进行正确的故障处理，它具有一定程度上的理论支持的作用。
一、何为“非全相运行状态”所谓“非全相运行”，在电力行业的专业解释当中指的是：在三相机构的分相操作发电机当中主开关的部分在进行合闸和跳闸的具体工作过程当中，因为某种原因（包括事故、设备老化、运行不畅在内等多种不同的原因都有可能造成这一状态的出现）而造成的一相开关或者两相开关没有完全合好或者没有完全地跳开，最终导致在定子三相电流当中出现了非常严重的不平衡状态，进而形成的一种设备故障的常见现象。
如果在电厂当中处于长时间的非全相运行状态，其产生的强大的负序电流很可能会对发电机当中的定子线圈产生比较严重的损坏，甚至严重的时候可能会将转子线圈完全烧毁造成破坏，最终可能会折断大轴。
由此，应对其进行系统且全面的保护，并且设置一些防范措施来排除意外事故。
由于目前在大型发电机当中，大多使用的是三相电流分相主操作开关，因此在电力行业当中，非全相运行状态逐渐地已经成为了在发电厂进行电气运行的过程当中重点防范的对象之一。
断路器非全相运行
断路器非全相运行分析问题：1、断路器非全相运行产生的原因？2、断路器非全相运行对继电保护、发电机、电网运行的影响？3、断路器非全相运行保护的设置？4、断路器非全相运行如何处理？5、断路器非全相运行的防范措施？一、断路器非全相运行产生的原因？1、机械方面的原因：机械部分故障主要是断路器操作机构失灵。
分为传动部分故障和断路器本体的故障。
⑴操作机构故障：少油式断路器操作机构主要故障有：机构脱扣、铁心卡死等；对于液压机构还可能是液压机构压力低于规定值,导致分合闸闭锁。
机构分合闸阀系统有故障;分闸一级阀和逆止阀处有故障。
特别是每相独立操作时,机构更易发生失灵。
三相用一个操作机构的断路器,油、气管配置不恰当,也会引起断路器非全相运行。
⑵弹簧机构的断路器：弹簧未储能或未储足,弹簧储能锁扣不可靠等。
断路器传动部分的故障主要有系统所用元件的材料性能不好;电磁操作阀针杆生锈、卡死,行程不够、偏卡;传动机构连接部分脱销,连接松动等。
⑶断路器本体主要故障可能是动静触头松动,接触不好,行程调整不好等。
对于因设备质量、回路等问题造成的非全相状态。
⑷在重合闸动作过程中,断路器常会出现由于自动掉相或拒合引起非全相运行。
2、电气方面的原因：电气方面的故障主要有操作回路的故障;二次回路绝缘不良;转换接点接触不良,压力不够变位等使分合闸回路不通;断路器密度继电器闭锁等。
二、断路器非全相运行对继电保护、发电机、电网运行的影响？1、断路器非全相运行对继电保护的影响：当系统处于非全相运行状态时,系统中出现的负序、零序等分量使得系统中的一些保护可能处于启动状态。
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。
2、断路器非全相运行对电网设备的影响：非全相运行对电力系统运行影响很大,断路器合闸不同期,系统在短时间内处于非全相运行状态,由于中性点电压漂移,产生零序电流,将降低保护的灵敏度;由于过电压,可能引起中性点避雷器爆炸;由于时间非同期,对系统稳定性不利。
发电机组非全相保护的分析与改进
开关因为辅助节点不可靠引起的误动。待 倒闸操作结束后，立即退出隔离开关，
启动非全相保护功能。该功能可设置为
零。若用隔离开关位置启动非全相保护， 则非全相保护可以正确动作， 从而避免因 为断路器位置辅助节点不能正确反映断路 器分、合状态而导致的保护拒动。隔离开 关位置判别元件如图3 所示，取其常开节
动问题。 . ! .
看出，在一般情况下 ，当断路器非全相 时，非全相保护可以正确地动作。但是当
断路器 内部的绝缘拉杆被拉断 ，断路器
操作失灵， 三相触头中有一相处于闭合位 置。此时由于辅助节点不能正确地反映断 路器的实际位置，当进行倒闸操作时，断 路器虽然处于非全相状态，其他启动元件
均动作，但是断路器位置不一致判别元件
3 发电机组非全相保护存在的
问题
通过上述非全相保护的原理分析可以
采用隔离开关辅助常开节点启动非全 相保护，其位置判别元件由单纯的断路器 位置判别变为断路器位置与隔离开关位置 判别，如图4 所示。装设延时元件t 的目 的是， 在隔离开关闭合后， 启动延时元件 t开始计时。该元件的整定值大于非全相 保护动作时间， 小于倒闸操作到断路器操
电 析
.
兰州超高压公司
组 改
冯杨州
华北电力大学电气与电子工程学院 苟晓侃
北京电 力公司 石景山 公司 供电
北京电力公司朝阳供电公司
马 峰 李
王晓媛
摘 要 我国发生过多起发电 机组非全相运行事故，主要原因是断路器内部的绝缘拉杆被拉断，断 路器 操作失灵， 三相触头中有一相处于闭合位置， 此时由于辅助节 点不能正确地反映断路器的 实际 位五，当 进行倒闸 操作时， 路器虽然处于非全相 断 状态， 但是断 路器 位置不一致判别元件 拒动，不能启动非全相保护，所以非全相保护将拒动，导致非全相事故扩大。文中对类似的非 全 相保护拒动问 题进行了 析，并针时非全相保护设计上存在的缺陷 分 提出了 改进方法。
断路器非全相运行规程
断路器非全相运行规程1. 适用范围1.1 1. 适用范围1.1 本规程规定了发电车间断路器非全相运行的内容及要求。
1.2 本规程适用于发电车间断路器非全相运行故障处理。
2.断路器非全相运行的处理原则2.1一旦断路器非全相运行，值班人员应根据动作信号掉牌、位置指示灯、表计指示值变化等事故现象，先查明是继电保护原因，还是断路器操动机构本身原因，再判别是电气回路元件的故障还是机械性的故障，奔赴现场检查断路器三相的确切位置，并立即汇报调度：2.1.1合闸时如只合上一相或两相，应立即将断路器拉开，重新合闸一次，目的是检查上一次拒合闸是否因操作不当引起的，操作后若三相断路器均合闸良好，应立即停用非全相保护，以防误动跳闸；若仍不正常，此时应拉开断路器，切断控制电源，查明原因。
2.1.2分闸时，若一相或两相分不掉，应立即切断控制电源进行手动操作断路器分闸。
无论是电气故障还是机械故障，若一时不能排除故障，应立即汇报调度。
非全相运行对电力系统运行影响很大，断路器合闸不同期，系统在短时间内处于非全相运行状态，由于中性点电压漂移，产生零序电流，将降低保护的灵敏度；由于过电压，可能引起中性点避雷器爆炸；由于非同期长加大重合闸时间，对系统稳定性不利；而分闸不同期，将延长断路器燃弧时间，使灭弧室压力增高，加重断路器负担；所以应将非同期运行时间尽量缩短。
断路器无事故运行与运行人员的检查和维护工作有很大的关系，运行人员在值班期间要树立高度的责任性和安全思想，以维护设备的健康水平，保证电网的安全运行。
3. 发电机断路器非全相运行的处理3.1 负序过负荷保护应发信、动作，发电机产生振动。
如保护拒动或动作不正常，应按以下原则处理。
3.2 当发变组出现非全相运行时，应特别注意，此时不得随意断开灭磁开关，不得盲目使用发电机紧急跳闸断路器按钮。
3.3 如灭磁开关未跳闸，应尽可能将发电机有功降至0，保持水轮机转速与系统一致；并调节励磁，将励磁电流调整至接近空载值，定子电流接近于0，再断开发电机开关（远方、就地），如不能断开，可通过倒闸操作转移与发电机开关同一母线上的其它负荷，然后通过主变开关解列。
大型发电机组非全相保护存在问题及对策
大型发电机组非全相保护存在问题及对策摘要：在我国社会不断发展的今天，电力系统中，发电机非全相运行不仅会导致转子发热、振动，处理不及时还会烧毁转子，甚至引发氢气爆炸事故，从而使电厂遭受重大损失，并给电网的安全运行带来严重影响，所以必须采取措施防止发电机非全相运行。
关键词：大型发电机组；非全相保护；问题；对策引言发电机组是电厂运行中不可或缺的设备之一。
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,由于机械和操作等原因,运行中可能出现三相断路器动作不一致或正常运行中突然有一相跳闸(偷跳)的异常状态。
发生非全相运行时,负序电流对发电机的危害很大,断路器非全相保护正是为了消除这种异常状态而配置的保护。
1大型发电机组非全相保护存在问题及对策1.1机组非全相保护逻辑不合理一些电厂的机组非全相保护判别回路不合理，将本体非全相保护动作接点接入机组非全相保护用于判断非全相状态。
由于本体非全相保护动作需经过时间继电器，造成机组非全相保护动作时间过长，对发电机和电网都不利。
此外，该作法将本体非全相保护与机组非全相保护回路关联起来，若本体非全相保护出现问题，还会造成机组非全相保护拒动。
1.2对电力系统产生的危害当电力系统中的负序电流通过机组时，将会产生由该类型电流引发的旋转磁场，该磁场的产生，将会导致机组出现：发电机的转子发热、机组振动的频率增加、由于负荷不平衡导致个别定子绕组过热等方面的情况。
并且，当电力系统中的输电线路出现非全相运行时，那么，系统中的负序和零序电流不仅会在处于非全相运行情况下的电路中流通，还会在系统中与此类非全相电路相连接的电路中流通，这两种行为的出现，就会对系统中继电保护正常的工作状态产生影响，使得其作出一些不正确的工作动作。
1.3转子发热发电机在非全相运行时，由于三相不平衡运行而产生负序电流。
负序电流所产生的磁场方向与转子转向相反，相当于以转子2倍的速度扫过转子表面，而产生2倍工频的感应电流。
非全相运行
非全相运行非全相运行是三相机构分相操作发电机主开关在进行合、跳闸过程中，由于某种原因造成一相或两相开关未合好或未跳开，致使定子三相电流严重不平衡的一种故障现象。
长时间非全相运行很大的负序电流将损坏发电机定子线圈，严重时烧坏转子线圈，折断大轴。
由于大型发电机多采用三相分相操作主开关，非全相运行已成为发电厂电气运行的重点防止对象。
我厂#22机主开关212在一次远方传动过程中，远方分闸后试验远方跳闸时，C相开关未正常跳开，非全相保护动作，机构失灵未响应，跳闸回路长期带电，造成两跳闸线圈烧坏。
我厂非全相保护采用开关本体保护，非全相保护不经电流量闭锁，开关三相不一致时，非全相保护应能正确动作，非全相保护不启动失灵。
非全相保护动作后，若开关机构异常无法跳开，只能通过失灵保护将相邻开关跳开;若失灵保护电流判别条件不满足，动作条件不动作，则只能通过人为干预跳开。
造成非全相运行的原因有很多是可以在日常维护、巡回检查中较早发现弥补的。
例如：1、为防止机构失灵，可以对机构内传动轴、锁钉定期润滑，保证传动部分灵活，机构箱门保证处于严密关闭状态，防止线圈受潮，机构灵件锈蚀。
2、正常巡回检查时，注意空气、SF6压力，加强对主开关的定期维护，压缩空气储气罐放水、加热器投退等工作保证正常进行。
3、每次开关操作开关本体处设专人监控。
如遇三相开关未全合上，则通知远方将开关跳开，然后检查。
如遇三相未全跳开或线圈冒烟，立即断开A相机构箱处两路控制直流电源开关，手动操作机构使未跳开相跳开。
4、每次开关断开后（包括手动跳开、保护跳开），应对开关跳合闸线圈进行检查，对机构拉杆进行检查。
5、机组灭磁后或机组并网操作过程中，母刀合入后，升磁建压前，检查机端电压电流是否为0，若不为0，应怀疑开关非全相，应查明原因，确认后采取相应措施。
非全相的处理：1、发电机并网时主开关非全相合闸，非全相保护将动作跳开开关，将励磁退出后汇报单元长、值长，将机变组转为冷备用，通知检修检查开关非全相原因；2、发电机解列时主开关某相未断开，立即手按发电机紧急跳闸按钮；若无效，将跳闸按钮、“逆功率保护”复归后，立即请示值长检同期并网一次。
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工 作 可 靠 、 运 行 稳 定 、维 护 量 小 ，因 此 有关 反 措 规 定 ，断 路 器 应 采 用 断 路 器 本 体 的 三 相
随 着 电力 系统 电压 等级 的逐 步 提 高 ，５０ ０ ｋ Ｖ电 网 已经 成 为 电力 系 统 主 网 ，大 型火 力 发 电 机 组 通 过 升 压 后 并 人 ５０ｋ ０ Ｖ系 统 ；５０ｋ ０ Ｖ
断路器 普遍 采用 分相操作 的断路器 ，由于 机械 和人员操 作 等原 因 ，运行 中可能 出现三 相 断路 器 动作 不一致 （ 非全相 ） 的异 常状 态 ，对 系统 和
Ｄ Ａ、 Ｄ Ｂ Ｄ Ｃ—— 开 关 三 相 辅 助 接 点 或 三 相 位 置 监 视 接 点 ； Ｌ Ｌ、 Ｌ Ｉ 、Ｉ—— 负 序 、零 序 继 电器 接 点 ； ２Ｊ — 时 间 继 电 器 ， 解 除 失 ２ Ｏ ｓ—
灵 保 护 的 复 压 闭 锁 ； ３Ｊ Ｓ —— 时 间 继 电 器 ， 启 动 失 灵 保 护 ； 兀Ｊ —— 发 电机 负 序 反 时 限 保 护 动 作 接 点
太大则 保 护容 易拒 动。而且 Ｄ Ａ 、Ｄ Ｂ Ｄ Ｃ Ｌ Ｌ 、 Ｌ
开 关 本 体 装 设 的 非 全 相 保 护 利 用 开 关 辅 助 接 点 组 合 进 行 三 相 不 一 致 判 断 ，判 断 开关 非 全 相 后 经 过 延 时启 动 三 相 跳 闸线 圈 出 口 ，
延 时时 间一般 可 以整 定在 ２ ． 。与保 护装 ～３５ｓ 置 内 的非 全 相 保 护方 案 相 比 ，该 方 案 节 省 了 本 体 辅 助 接 点 到 保 护 装 置 的 电缆 以及 保 护 装 置 动 作 出 口到 跳 闸线 圈 的 电缆 ，受 外 部 环 境 干 扰 较 小 ， 回路 接 线 也 变 得 相 对 简 单 ，可 靠 性 得 到 了 很 大 的提 高 。 如 图 ２为某 高 压 开 关
维普资讯
浙 江 电 力
５８
Ｚ ＥＩＮ Ｌ Ｃ ＲＣ Ｐ ＷＥ Ｈ Ｊ Ｇ ＥＥ Ｔ Ｉ ０ Ｒ Ａ
２ ０ 年第 １ ０７ 期
非全相运 行保护在发 电厂 中的运用
Ａｐ ｌｃ ｔｏ ｆＰｈ ｓ ｉ ｒ ｅ ａ ｉｎ Ｐｒ ｔ ｃｉ ｎ ｉ ｗｅ ａ ｔ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ ａ ｅ Ｆａｌ ｅ Ｏｐ ｒ ｔｏ ｏ ｅ ｔｏ ｎ Ｐｏ ｒ Ｐｌｎ ｕ
位 置 不 一 致 保 护 。 此 时 ，保 护装 置 内非 全 相
故 障的影 响 ，或者 由于定值 整定 原 因也 闭合 ， 则 非 全 相 保 护 在 运 行 中将 误 动作 ，系 统 中也
曾经 发 生过 多起 非全 相保 护误 动 事故 。
保 护 应 该 退 出 ，但 系 统 内少 量 本 体 没有 装 设 非 全 相 保 护 的 开 关 ，则 应 将 发 变 组 保 护 内部
的非全相 保 护投 入 。
２ 非 全 相 保 护 的实 现
２ １ 发 变 组 单 元 接 线 、 升 压 站 双 母 线 接 线 方 式 ．
维普资讯
２０ 年 第 １ ０７ 期
浙 江 电 力
５ ９
如 图 ５所 示 。
图 ４ 非 全 相启 动 失 灵 逻 辑
图 ２ 开关本体非 Ｌ —— 断路 器三 相 辅 助 接 点 ；
４ Ｔ —— 时 问 继 电 器 ；４Ｘ、４ Ｙ ２２ ７ ７ —— 中 间继 电器 。
本体 非 全 相 保 护 接 线 示 意 图 ，非 全 相 保 护 回
路 直 接 在 就 地 汇 控 柜 内实 现 ，基 本 不 会 受 到 开关 场 强 干扰 的影 响 。 运 行 实 践 表 明 ，开关 本 体 的非 全 相 保 护
开关 辅助 接点 是从开关 本体 通过 电缆送 到保 护
罗 保 顺
（ 江 国 华 宁 海 电 厂 ，浙 江 宁海 ３５ １） 浙 １６２
摘 要 ：非 全 相 保 护 是 针 对 断 路 器 三 相 位 置 不 一 致 的保 护 。 根 据 电 气 主 接 线 和 电 气 主 设 备 情 况 的 不 同 ，对 非 全 相 保 护 的 配 置 和 实 现 方 法 进 行 了 分 析 。 关 键 词 ：非 全相 ；保 护 ；反措 中 图分 类 号 ：Ｔ ７４ Ｍ ７ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ： １０ —１８ （０７ ０ —０５ —０ ０ ７ ８ １２０ ） １ ０ ８ ３
１ 非全 相保 护 的接 线
大 多数 发变 组保护 装置 内都 配置 非全 相保 护逻 辑供用 户选 择 ，目前 比较典 型 的非全 相保 护 逻辑 如 图 １ 所示 ，由开 关三 相分 、合 闸位置 辅 助 接 点 组 合 构 成 ，三 相 不 一 致 接 点 和 零 序 （ 负序 ） 或 电流继 电器接 点 串联 后 ，启 动时 间继 电器 三 相 出 口跳 闸 。从原 理上讲 ，该逻 辑 没有 什 么 问题 ，但 在 实际使用 中发 现 ，由于受 到系 统运 行方 式 的影 响 ，零序 或负序 继 电器 的定 值 往往 不易 整定 ，整 定太小保 护容 易 误动 ，整 定
发 电机组 造成 危 害 ，为 了消除这 种 异常 状态 ，
图 ｌ 非 全 相 保 护 典 型 逻 辑
Ｄ Ａ Ｄ ８、Ｄ ｃ Ｌ、 Ｌ Ｌ —— 开 关 三 相 辅 助 接 点 或 三 相 位 置 监 视 接 点 ；
高压 断路器 都配 置非全相保 护 。
Ｉ、Ｉ ２
负 序 、零 序 继 电 器 接 点 ； ｌＪ — 时 间 继 电器 。 ｓ—