沈超

摘 要：發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行對(duì)于電廠和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很大威脅，必須采取相應(yīng)措施加以預(yù)防。本文分析了發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行的原因、影響和危害，針對(duì)不同情況提出相應(yīng)的處理方法。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；非全相運(yùn)行；負(fù)序電流；處理

發(fā)電機(jī)的非全相運(yùn)行主要是由于斷路器的一相或兩相未斷開(kāi)而造成不對(duì)稱運(yùn)行。在電力系統(tǒng)中，由于斷路器操作機(jī)構(gòu)及其電氣控制回路等故障引起的斷路器的非全相運(yùn)行，不及時(shí)或不當(dāng)?shù)奶幚韺?huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)過(guò)熱或燒損事故，給發(fā)電廠造成直接的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還會(huì)危害到電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。因此，發(fā)電機(jī)的運(yùn)行人員一定要減少事故的發(fā)生并及時(shí)的正確的處理事故，保障發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行，從而減少發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失，維護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

1 發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行的原因

發(fā)電機(jī)發(fā)生非全相運(yùn)行主要由主斷路器的非全相運(yùn)行和斷路器失靈保護(hù)故障引起的。目前，大型發(fā)電機(jī)大多采用三相分相操作的主開(kāi)關(guān)。三相機(jī)構(gòu)分相操作發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)在進(jìn)行合、跳閘過(guò)程中，由于某種原因造成一相或兩相開(kāi)關(guān)未合好或未跳開(kāi)，致使定子三相電流嚴(yán)重不平衡。造成發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行的原因有很多，比如說(shuō)在正常運(yùn)行中系統(tǒng)發(fā)生故障后一相或兩相跳閘，雖然重合閘重新恢復(fù)供電，但時(shí)間不長(zhǎng)引起的，或是主斷路器的非全相運(yùn)行和斷路器的失靈故障引起的。而在故障發(fā)生后，運(yùn)行人員沒(méi)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并給予重視，或是處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，結(jié)果導(dǎo)致由于長(zhǎng)時(shí)間非全相運(yùn)行損壞發(fā)電機(jī)。

2 發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行的危害

2.1 非全相運(yùn)行對(duì)發(fā)電機(jī)的危害

發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行中發(fā)生非全相運(yùn)行，當(dāng)負(fù)序電流流過(guò)發(fā)電機(jī)時(shí)，將產(chǎn)生負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)將可能對(duì)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生下列影響：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)熱；機(jī)組振動(dòng)增大；定子繞組由于負(fù)荷不平衡導(dǎo)致個(gè)別相繞組過(guò)熱。發(fā)電機(jī)負(fù)序電流將可能超過(guò)8%額定值的水平，給發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行帶來(lái)非常大的隱患，尤其是產(chǎn)生局部高溫區(qū)，則更加危險(xiǎn)。

大多發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組和鐵芯采用的氫冷方式，當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生非全相運(yùn)行時(shí)，雖然在發(fā)電機(jī)兩端設(shè)計(jì)有密封油系統(tǒng)，但發(fā)電機(jī)漏氫現(xiàn)象或多或少的普遍存在。因此一旦發(fā)生發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行，如果處理不及時(shí)，使發(fā)電機(jī)變成異步運(yùn)行，發(fā)電機(jī)的振動(dòng)將大大增加，兩端密封瓦可能損壞，振動(dòng)摩擦產(chǎn)生的火花有可能與發(fā)電機(jī)泄漏出來(lái)的氫氣接觸，造成發(fā)電機(jī)發(fā)生氫氣爆炸的危險(xiǎn)，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)發(fā)生氫氣爆炸的嚴(yán)重事故。這不僅將造成機(jī)組事故停運(yùn)，甚至威脅人身安全，而且發(fā)電機(jī)損壞后長(zhǎng)時(shí)間地進(jìn)行檢修，給電廠的經(jīng)濟(jì)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失，對(duì)于缺電的電網(wǎng)系統(tǒng)也會(huì)帶來(lái)一定安全隱患。

2.2 非全相運(yùn)行對(duì)系統(tǒng)的危害

在嚴(yán)重的情況下，導(dǎo)致輸電線路發(fā)生非全相運(yùn)行時(shí)，負(fù)序電流和零序電流可以在非全相運(yùn)行的線路中流通，也可以在與之相連接的線路中流通，可能影響這些線路的繼電保護(hù)的工作狀態(tài)，甚至引起不正確動(dòng)作。此外，在長(zhǎng)時(shí)間非全相運(yùn)行時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中還可能同時(shí)發(fā)生短路（包括非全相運(yùn)行的區(qū)內(nèi)和區(qū)外），這時(shí)，很可能使系統(tǒng)的繼電保護(hù)誤動(dòng)作。電力系統(tǒng)在不對(duì)稱和非全相運(yùn)行情況下，零序電流長(zhǎng)期通過(guò)大地，接地裝置的電位升高，跨步電壓與接觸電壓也升高。不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，各相電流大小不等，使系統(tǒng)損耗增大，同時(shí)，系統(tǒng)潮流不能按經(jīng)濟(jì)分配，也將影響運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

3 發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行的處理

運(yùn)行實(shí)踐證明，發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行故障大多數(shù)發(fā)生在機(jī)組解列、并列的操作過(guò)程中，正確地進(jìn)行機(jī)組解列或并列的操作是大幅度地減少因負(fù)序電流燒損發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的簡(jiǎn)單而有效的措施。因此只要遵循保持發(fā)電機(jī)勵(lì)磁、穩(wěn)定機(jī)組轉(zhuǎn)速、減少機(jī)組出力、控制定子電流的原則，嚴(yán)格按照合理順序進(jìn)行操作和調(diào)整，完全可以把負(fù)序電流控制在允許的范圍之內(nèi)。

發(fā)電機(jī)在非全相運(yùn)行中，不得打閘停機(jī)，若主汽門(mén)已關(guān)閉或滅磁開(kāi)關(guān)已跳閘，應(yīng)立即拉開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)以及發(fā)變組所接母線所有開(kāi)關(guān)。不得拉開(kāi)滅磁開(kāi)關(guān)，這主要考慮到的是如果汽輪機(jī)打閘，發(fā)電機(jī)將變成電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，發(fā)電機(jī)將從系統(tǒng)中吸收有功，系統(tǒng)周波下降，而對(duì)于汽輪機(jī)來(lái)說(shuō)，無(wú)蒸汽長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，末級(jí)葉片會(huì)與空氣摩擦而過(guò)熱，特別是大容量機(jī)組是不允許的，要維持汽輪機(jī)最小允許功率以上運(yùn)行。

在發(fā)電機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)非全相運(yùn)行時(shí)，在主汽門(mén)未關(guān)閉的情況下，要立即降負(fù)荷，使不平衡值符合標(biāo)準(zhǔn)范圍，且在調(diào)節(jié)過(guò)程中還要注意機(jī)組的功率因數(shù)是否超出標(biāo)準(zhǔn)值，嚴(yán)密監(jiān)視發(fā)電機(jī)定子三相電流不平衡情況及發(fā)電機(jī)各部溫度各瓦振動(dòng)，確定主開(kāi)關(guān)無(wú)故障的情況下將主開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，若還是不可行則需要聯(lián)系對(duì)側(cè)拉開(kāi)關(guān)。

在發(fā)電機(jī)并列時(shí)出現(xiàn)非全相運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行人員要立即檢查開(kāi)關(guān)的合閘位置指示，如果開(kāi)關(guān)一相沒(méi)有合上，可以重新發(fā)出合閘脈沖，如果沒(méi)有達(dá)到效果要馬上降低發(fā)電機(jī)負(fù)荷至零，解列機(jī)組。如果開(kāi)關(guān)兩相沒(méi)有合上，就要立刻將合上的一相開(kāi)關(guān)拉開(kāi)，慢慢增加負(fù)荷，并注意定子三相電流的平衡，再根據(jù)其穩(wěn)定一點(diǎn)點(diǎn)增加負(fù)荷。

在發(fā)電機(jī)解列后出現(xiàn)非全相運(yùn)行時(shí)，要立即降低發(fā)電機(jī)電壓，同時(shí)注意監(jiān)視定子電流的指示是否平衡。這時(shí)不應(yīng)拉開(kāi)滅磁開(kāi)關(guān)，要保持發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi)。如果由于主開(kāi)關(guān)本身引起，應(yīng)立即將有、無(wú)功負(fù)荷降至接近空載狀態(tài)，三相不平衡電流不得超過(guò)額定值的8%，經(jīng)同期裝置將發(fā)變組主開(kāi)關(guān)合上，若合不上，應(yīng)立即拉開(kāi)該開(kāi)關(guān)，若拉不開(kāi)應(yīng)立即倒母線，用母聯(lián)開(kāi)關(guān)將發(fā)變組解列。

4 防止發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行的措施

4.1認(rèn)真貫徹執(zhí)行《電力生產(chǎn)重大事故二十五項(xiàng)反措》中“防止發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行”的相關(guān)要求與管理規(guī)定，做好發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行的預(yù)防工作。

4.2加強(qiáng)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的全過(guò)程管理。建立一系列全過(guò)程管理工作的規(guī)章制度。開(kāi)關(guān)的選擇最好使用三相操作的斷路器作為發(fā)變組出口開(kāi)關(guān)和母聯(lián)開(kāi)關(guān)，即使發(fā)電機(jī)發(fā)生非全相運(yùn)行也能通過(guò)失靈保護(hù)及時(shí)全相斷開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)，使處于非全相運(yùn)行的發(fā)電機(jī)及時(shí)擺脫非全相運(yùn)行，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和保護(hù)發(fā)電機(jī)不被損壞。

4.3要嚴(yán)格認(rèn)真地按照斷路器安裝和檢修工藝要求，提高斷路器的安裝和檢修水平。要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的質(zhì)量檢修與過(guò)程管理，為防止機(jī)構(gòu)失靈，對(duì)機(jī)構(gòu)內(nèi)傳動(dòng)軸、鎖釘進(jìn)行定期潤(rùn)滑，保證傳動(dòng)部分靈活為，保證機(jī)構(gòu)箱門(mén)處于嚴(yán)密關(guān)閉狀態(tài)，杜絕線圈受潮，機(jī)構(gòu)靈件銹蝕的狀況發(fā)生，為發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行提供好的安全基礎(chǔ)保障。二次回路要檢查轉(zhuǎn)換接點(diǎn)壓力是否足夠，接線端子是否松動(dòng)，行程是否滿足要求，合閘接觸器或輔助開(kāi)關(guān)接觸器是否良好，確保操作機(jī)構(gòu)及電氣回路保證完好狀態(tài)。

4.4組織運(yùn)行人員對(duì)于各項(xiàng)預(yù)防事故技術(shù)措施進(jìn)行認(rèn)真的學(xué)習(xí)，對(duì)以前發(fā)生的事故進(jìn)行系統(tǒng)細(xì)致科學(xué)的分析和總結(jié)，學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為今后的預(yù)防工作提供良好的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。

4.5在進(jìn)行倒閘操作時(shí)要做好事故預(yù)想，當(dāng)發(fā)生非全相事故時(shí)，做到心中有數(shù)。運(yùn)行人員在進(jìn)行發(fā)電機(jī)組并列倒閘操作時(shí)，一定要按照電氣倒閘操作的要求逐條進(jìn)行，在合出口刀閘時(shí)，仔細(xì)檢查并確證開(kāi)關(guān)三相均在斷位，不僅要檢查各相位置指示器指示在斷位，還要檢查開(kāi)關(guān)下部彈簧，有否斷裂，當(dāng)存在疑問(wèn)時(shí)，切不可擅自操作，處理完畢后方可進(jìn)行操作。

5 結(jié)論

發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行威脅到系統(tǒng)穩(wěn)定和機(jī)組的安全。只要生產(chǎn)人員掌握故障發(fā)生原因以及解決辦法，及時(shí)采取措施，積極的正確的處理，就可以避免發(fā)電機(jī)的損壞以及系統(tǒng)事故的發(fā)生。因此，必須要加強(qiáng)人員培訓(xùn)以及事故演習(xí)，清楚發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行的現(xiàn)象、產(chǎn)生原因和處理方法，在發(fā)電機(jī)發(fā)生非全相運(yùn)行時(shí)及時(shí)、迅速、準(zhǔn)確地處理，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定和機(jī)組的安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]江紅軍.發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行的危害與預(yù)防策略[J].電力科學(xué)與工程，2008（6）；

[2]夏文武.發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行分析及處理[J].江西電力，2007（3）。