开关非全相运行的危害及预防措施

1、开关非全相运行的危害及预防措施郭剑锋潮州电力局调度所（521011）摘要本文通过对开关非全相运行的分析计算，说明其对系统造成的危害，并针对造成开关非全相运行的途径提出一些预防措施。关键词非全相过电压过电流措施造成开关非全相运行的原因很多，例如开关在合（分）闸过程中三相触头不同步接通（断开），操作时操作机构失灵（特别是每相独立操作时，机构更易发生失灵），开关运行中自动掉相等都会引起开关非全相运行。1、非全相运行的分析计算（1）一相（A相）断开如图所示假定对称的三相系统A相在MN处断开，各序网之间应满足下列电压平衡方程式：图斷相处的边界条件为：h=o=j由(1)式可得：IasIai+lu+Iao=

2、0*fHiAUAi=AUai=AIIac=亍AUa以A相为基准相的各序网络如图(a)(b)(c)所示(i)斷相处的边界条杵为:AU=AUt=0由(1)式可得：Ia*Lu+Im+Iao=0AUai=AUaAU=1-AUa*根据式（2）可将A相的各序网络连接成图复合序网图。由图可得：1*2呈*IaI（2）两相（B、0相）断开B相、C相斷开，断相处的边界条件为;同理可求捌:is=ic=oAUa=05几4&（龙；戈+禺）2、开关非全相运行的危害（1）过电压中性点经消弧线圈接地的电力网当发生开关非全相运行时，三相的对称性受到严重破坏，不对称度和中性点位移均显著增大，以致某一相的对地电压可能升高到危害绝缘

3、的程度，如开关单相断开发生在线路空载充电时，则图01中EN=0，另外空载时，各序阻抗将主要呈现为线路的容抗，可令X1=X2一其中：L为消弧线圈的感抗中性点O的电压为：口0二j3IAoL6)a过补偿时3LV1/CO,iA0较小，由式(6)知中性点电压口0也较小。b欠补偿时3L1/CO,iAO较大口0也较大。当2(L-)=时，将出现危险的谐振过电压，口0会趋于无穷大。C全补偿时3L=1/CO，口0在过补偿与欠补偿二者之间。同样，图O1所示系统，当开关两相断开时，M、N两个系统经开关一相联接,如果补偿度调整不适,一个系统欠补偿,而另一个系统过补偿,则可能产生危险串联谐振过电压。另外，当开关发生两相断

4、开时，M、N两则的电源可能失去同期,两个系统中性点之间的电压UOO随两个系统摆开的角度周期性地变化，两个系统各相电压的变化情况如图03所示，其中口A、口B、口C代表系统M,uaubuc代表系统N,假定系统M的向量固定不变，当两侧电源电势之间的相位差达1800时，N侧系统的各相电压向量摆动到图中的口a、口b、口c位置，由图可知，当两系统中性点间电压U00达到2倍相电压时，断开相的对地电压可高达2.7倍相电压，这是不允许的。（2）过电流由式（5）可知，开关一相运行时，会产生很大的故障电流。非全相运行会产生较大的负序及零序电流，负序电流流过发电机，特产生负序旋转磁场，它切割转子，在励磁绕组和阻尼绕组

5、感应100Hz交流电流，引起附加损耗，阻尼环严重过热。另外，这个负序磁场与励磁绕组磁场相互作用产生100Hz交变力矩，引起发电机产生频率为100Hz的振动，零序电流会对邻近的通讯线路产生干扰。非全相运行引起的三相电流不平衡，会致使发电机、变压器个别绕组通过的电流较大，引起过热甚至烧毁电机现象等。3、预防措施（1）提高开关的性能开关非全相运行，主要是因开关的质量问题所引起的，特别是开关的机械部分故障，因而，制造厂应充分注意提高开关的机械性能（特别是机械传动部分），并使结构合理。（2）加强设备的维护对开关定期进行检修，主要部件要重点检查，如主轴连接板、销钉等。二次回路要检查转换接点压力是否足够，接

6、线端子是否松动，电磁阀撞针是否生锈、变位、钝秃，开合行程是否足够等；若开关较长时间末开合闸过，应在开关投入系统运行前做投切试验，认为良好时再正式投入系统运行。用气压或油压操作的机构，其压力要适当，以防止开关投入时由于压力低投不上，使合闸时间过长；压力过高会造成机构撞击，挂勾挂不上。对油、风管路加强维护，油质保持清洁，防止管路堵塞，风管路采取防冻措施，风含水的份量不能太多，并要定期放水。（3）在操作方式上加以防止开关操作时，尽量在轻负荷时进行，避免在尖峰时进行，尤其是联接系统主干线的开关更要慎重考虑，经消弧线圈接地系统，开关并、解列操作时，要考虑两个系统的补偿度，避免系统解列对发生谐振；中性点接地系统中，开关并、解列操作时，应保证系统解列时仍要有中性点，一方面可以防止零序保护拒动，另一方面可防止由非同期产生的过电压；为防止变压器击穿，中性点应装置放电间隙，放电间隙经电流互感接地，一旦间隙击穿，可用零序电流保护，经一定时限，将连接故障开关的电源切除；开关操作时，尽量进行环状并、解列操作。（4）提高值班人员的事故处理水平开关操作前要做事故预想，一旦发生非全相事故能熟练迅速处理；开关发生非全相运行时，如果是两相断开，应将未断开相的开关拉开；如果是一相断开，应立即试合闸一次，仍不能恢复全相运行时，应用旁路开关旁代或用母联开关串联，使