发变组非全相运行分析和处理

发变组非全相运行分析和处理

在电力系统主接线为发电机－变压器接线方式中，汽轮发电机曾多次因主开关非全相断开或非全相合上，造成发电机定子电流严重不对称运行，负序电流烧坏发电机转子的故障。为了从这类故障中吸取有益的教训，提高运行管理水平，杜绝类似事故的重复发生，现将该故障有关的几个问题做了探讨。

一、非全相运行时发电机运行工况的主要变化

1、当发电机主开关一相在合闸状态，发电机定子电流将出现严重的不平衡。

2、汽轮机打闸后解列，由于发变组处于非全相及失磁状态，将处于异步电动机不对称运行，发电机的转速基本没有下降的变化趋势。

3、系统电压及发电机出口电压将出现明显的下降。全相运行时负序电流产生的负序磁场在转子上产生2倍频率的脉动转矩，使发电机产生很大的振动

4、非全相运行时，负序电流在某些部件上和各部件的接触处产生很大的附加损耗和温升，产生局部过热。负序电流过大将烧坏发电机转子齿部、槽楔和护环嵌装面烧熔和产生裂纹。

二、发变组产生非全相运行的原因

1、电气方面故障的原因：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操作回

路、继电保护设置不完善或拒动等。

2、机械方面故障的原因：机械部分故障主要是断路器操作机构失灵、传动部分故障和断路器本体的故障。其中操作机构方面主要机构脱扣，铁芯卡死等。传动部分的故障主要有系统所用元件的材料性能不好行程不够、偏卡传动机构连接部分脱销，连接松动、断裂等。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，检修时一元件装反而拒动，使自动、手动均不能断开等。

三、非全相运行故障处理的要点

1、解列应遵守的操作顺序是：（1）降低发电机的有功功率和无功功率，当定子三相电流为0即发电机有功为0时，拉开主开关。（2）在拉开MK时定子电流反而升高，且三相电流值严重不平衡，说明主开关非全相断开，这是应迅速合上MK，提高定子电压，使三相定子不平衡电流控制在最小。（3）采用手动就地打闸，若主开关仍然不能全相断开，应按现场规程规定，将发电机从系统中快速隔离出来，即拉开该发电机－变压器组所接母线上的其他所有开关。

2、并列后加负荷时应遵守的操作顺序是：（1）并列后在加负荷过程中，要特别注意定子三相电流是否对称相等，确认无异常后，再增加有功功率。（2）当发现三相电流的不对称程度超过规定时，说明主开关非全相合闸，应立即减少发电机的转子电流和功率，使定子三相不平衡值控制在允许范围内。（3）若主开关仍不能全相断开，应按照现场运行规程的规定将发电机从系统中隔离出来

3、在运行中若由于保护装置动作或主开关误动，造成主开关非全相

断开，灭磁开关断开，主汽门关闭，这是发电机失磁进入异步电动机的不对称运行状态，处理故障的操作顺序是：（1）立即合上灭磁开关，增加转子电流，使发电机进入同步电动机的不对称运行状态。（2）控制转子电流，使三相电流的不平衡值控制在允许范围之内或最小。（3）若主开关仍不能全相断开，应按照现场运行规程的规定，将发电机从系统中隔离出来。（4）若灭磁开关合不上，主开关也不能全相断开，应迅速来开发电机－变压器组所在母线上的所有开关。

5、在运行中若由于保护动作或主开关误动，造成主开关非全相断开，灭磁开关断开，而汽轮机的主汽门没有关闭，这是发电机失磁进入异步发电机的不对称运行状态。处理故障的操作顺序是：（1）立即减少发电机的有功功率，同时合上灭磁开关，增加转子电流，使发电机拉入同步。（2）控制转子电流使定子三相电流的不平衡值控制在允许范围之内或最小。（3）若主开关仍不能全相断开，应按现场运行规程的规定，将发电机从系统中隔离出来。（4）若灭磁开关合不上，主开关也不能全相拉开，应迅速拉开该发电机－变压器组所接母线上的所有开关。

6、故障处理时的注意事项：（1）解列停机时，决不可因机组停止运行，放松对各种表记仪表指示的监视，以致不能及时发现异常情况，造成负序电流烧损发电机转子。（2）发变组接线方式，当主开关两相断开一相接通时，恢复励磁后，即使发电机达到同步转速，这是发电机和系统之间只有一相接近，仍处于失步状态，切不可以在处理过程中将主开关合闸。（3）对主开关位置状态的判断，应根据主开关机械

指示，盘上仪表指示以及二次回路的信号指示，进行综合分析判断，切不可只根据二次回路的信号指示来判断主开关的位置状态。（4）主开关发生非全相运行时，不要试图对主开关进行消除缺陷的工作，以免延误处理。（5）一旦出现负序电流超过规定值，采取措施无效时时要迅速果断地将发电机所在母线上地所有开关拉开。

四、防止非全相运行故障烧损发电机转子的措施

1、运行维护方面：（1）根据厂家资料和发电机运行规程的规定，制定出机组允许的负序电流值和持续时间，作为运行人员进行监视和处理故障的依据。（2）主开关非全相运行时，盘上的表记指示会有明显的变化，尤其是三相电流幅值的变化有一定的规律，应根据机组的具体情况，在现场规程中明确指出主开关非全相运行时，出现的主要异常现象，供运行人员进行综合分析和判断。（3）主开关非全相运行时，将发电机从系统中隔离出来的处理步骤和操作顺序，应在现场运行规程中明确规定，便于运行人员及时地进行故障处理。（4）发电机解列、并列的操作顺序和注意事项，应在现场运行规程中明确规定，便于运行人员正确的完成解列、并列的操作。（5）发变组非全相运行时，运行人员要做好发电机三相电流的变化、电压的变化、机组转速的变化、持续时间以及保护装置。信号装置的动作记录，以进行综合分析、判断，制定检查处理的对策。（6）选择质量好的开关，完善继电保护，提高继电保护动作的可靠性。

2、设备改进方面：（1）发电机—变压器组结线方式的高压侧主断路器应选用三相联动的操作机构。（2）发电机加装负序电流表，为了使

运行人员直观的看到负序电流的大小，更好的将负序电流控制在规定范围内，装设负序电流表是十分必要的。