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3.24 高压侧断路器非全相运行和断口闪络保护3.24.1保护原理通过判断高压侧三相电流中的负序分量或零序分量来判断高压侧断路器是否发生非全相，利用负序电流或零序电流元件和断路器的辅助触点构成断路器断口闪络保护。
视具体工程要求，负序电流和零序电流元件可通过控制字选择。
如果断路器有一相或两相是断开的，则说明是非全相运行，则动作于断路器跳闸，断路器拒动时，起动断路器失灵保护，切除与该断路器连接在同一母线上的全部有源之路；如果断路器三相全是断开的，则说明是断口闪络，此时应首先动作于本发电机灭磁，以降低断口闪络，使之停止闪络，无效时，再起动失灵保护。
3.24.2逻辑框图断路器三相位置不一致图3-24-1 高压侧断路器非全相运行和断口闪络保护原理图其它【NARI RCS-985发电机变压器成套保护装置技术说明书－2001】断口闪络保护（作为误上电保护的一部分）发电机在进行并列过程中，当断路器两侧电压方向为1800，断口易发生闪络。
断路器断口闪络只考虑一相或两相，不考虑三相闪络判据：（1）断路器三相位置接点均为断开状态（2）负序电流大于整定值（3）发电机已加励磁，机端电压大于一固定值保护动作于灭磁及断路器失灵【NARI RCS-985发电机变压器成套保护装置技术说明书－2001】【许继：WFB-100微机型发变组成套保护装置技术说明书】非全相保护用于220KV及以上变压器非全相运行时的保护（？），保护由负序（或零序）电流和非全相判别回路组成，非全相判别的断路器位置触点由开关量输入回路读入CPU，由软件实现逻辑“与”，逻辑框图见下图技术指标：（1）负序电流整定范围：0.1～0.8I n ，整定误差不超过±5％（2）零序电流整定范围：0.1～4I n ，整定误差不超过±5％（3）动作延时整定范围：0.1～10s ，整定误差不超过±5％（4）施加2倍正序额定电流应可靠不误动（?）【许继：WFB-100微机型发变组成套保护装置技术说明书】3.24.3整定内容（1）负序/零序电流元件定值fqx I 2、fqx I 0（2）非全相保护动作时间定值fqx T（3）断口闪络保护动作时间定值sl T3.24.4保护的整定计算（1）负序电流元件定值fqx I 2、fqx I 0：按发电机允许的持续负序/零序电流下能可靠返回的条件整定，即f fZ fqx K I I （3-24-1）式中：fz I —发电机允许持续负序/零序电流；f K —返回系数，取0.9。
断路器非全相保护功能的探讨本文介绍了由断路器本体实现的非全相保护原理，探讨了非全相与启动失灵保护的配合，非全相回路存在的问题，并提出了改进措施，同时制定防止发电机非全相运行技术措施。
标签：非全相；断路器；措施引言220kV及以上电压等级的电网普遍采用分相操作的断路器，由于设备质量和操作等原因，断路器运行中造成一相或两相断路器未合好或未跳开。
由于非全相保护引起的零序、负序电流，将对系统产生不利影响，为减小断路器非全相保护时对系统造成的危害，应装设断路器非全相保护，即非全相保护。
《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中规定220kV及以上电压分相操作的断路器应附有非全相保护回路。
1、非全相保护的原理非全相保护由断路器本体实现，一般采用每相断路器分闸位置辅助常闭触点并联及合闸位置辅助常开触点并联，之后再串联启动时间继电器，经时间继电器延时启动非全相保护继电器，经非全相保护继电器接点接通三相跳闸线圈，以断开仍在运行的其它相断路器。
2、非全相保护与启动失灵保护的配合2.1 500kV变电站内线路断路器，一般情况非全相保护不启动失灵。
非全相保护全部采用断路器本体的辅助接点、延时继电器和辅助继电器实现。
非全相保护定值时间由網调整定、下发，线路断路器延时继电器延时时间为2.5S，而断路器失灵动作时间一般为0.15S，当正常运行时，发生故障跳断路器过程中如果有一相发生失灵，这个时候断路器失灵保护和非全相保护都会动作，但是由于失灵保护延时短，失灵保护会先动作切除故障。
所以这个时候非全相保护没有必要启动失灵保护。
当在没有故障的情况下，断路器发生偷跳时，没有保护启动和失灵电流，这个时候失灵不会启动，需要由非全相保护来跳开三相。
如果非全相保护动作跳不开断路器，此时断路器失灵，但是不会启动失灵（这样的情况很少发生），如果启动失灵的话，怕偷跳时失灵保护误动作，而扩大事故范围。
另外延时继电器延时时间，必须避开重合闸动作时间（3/2接线方式中断路器为0.8S，边断路器为1.1S），保证重合闸成功的可靠性。
高压断路器的非全相保护摘要：针对的电力系统，阐述了配置高压断路器非全相保护的必要性，就当前非全相保护的常见方案进行了，认为非全相保护以有电流闭锁为佳;并就3/2断路器接线的非全相保护的一些进行了探讨。
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，由于设备质量和操作等原因，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。
下面结合系统和保护的实际运行情况，就装设断路器非全相保护的必要性进行阐述，对当前非全相保护的常见方案进行分析，并对3/2断路器接线的非全相保护的一些问题进行探讨。
1 装设非全相保护的必要性电力系统在运行时，由于各种原因，断路器三相可能断开一相或两相，造成非全相运行。
如果系统采用单重或综重方式，在等待重合期间，系统也要处于非全相运行状态。
但是，系统非全相运行的时间应有所限制，这是因为：a.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。
b.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。
例如：常用的11系列微机线路保护，当系统由全相变为非全相运行时，如果保护突变量元件启动，在判断无故障后，保护程序转入振荡闭锁模块，若该线路零序分量数值大于零序辅助启动元件定值时，程序将处于振荡闭锁状态，超过12s时，保护将报告电流互感器(TA)断线，整套保护中仅余少数保护功能起作用，严重保护的可靠性。
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，系统很快转入全相运行;若重合于故障，断路器三相跳闸，系统也转入全相运行。
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。
对于因设备质量、回路等问题造成的非全相状态，情况要复杂一些。
电力系统非全相运行的分析电力系统的运行主要是通过电力设备之间的相互配合和协同工作来实现的，通常情况下，电力系统是以全相运行为基础的。
全相运行指的是电力设备中的电流、电压以及功率因数等参数都是同相进行变化的。
但是，有时候电力系统中的一些设备可能会因为各种原因导致非全相运行，这会给电力系统带来一些问题和挑战。
本文将对电力系统非全相运行的情况进行详细的分析。
电力系统的非全相运行主要表现为以下几个方面：1.不同相序：电力系统通常以三相为基础，即三相交流电。
然而，在一些特殊情况下，电力系统可能会遇到不同相序的问题。
不同相序指的是三相交流电中的相序不同，即电流的顺序不同。
这会导致在电力设备中产生不平衡，并且影响到电力设备的正常运行。
2.相位差异：电力系统中不同设备的电流和电压可能会存在相位差异。
相位差异指的是不同设备之间电流和电压的相位发生偏移的现象。
这会导致电力系统中产生相位差，进而影响到设备之间的电能传输和电力负荷的平衡。
3.功率因数的不一致：功率因数是电力系统运行中的一个重要参数，它反映了电力系统中有用电能的利用效率。
然而，在实际运行中，由于电力负荷的变化和电力设备的不同特性，功率因数可能存在不一致的情况。
功率因数的不一致会导致电力系统中出现无功功率的浪费和损失，从而降低了电力系统的整体效率。
1.电力设备的寿命下降：非全相运行会导致电力设备中出现不平衡和不协调的状态，这会增加设备的损耗和负荷，从而降低了设备的寿命。
特别是电动机等重要设备在非全相运行下容易出现过热、损坏等问题，降低了设备的可靠性和使用寿命。
2.能效降低：电力系统非全相运行会导致电能的浪费和损失，特别是在功率因数不一致的情况下，会产生大量的无功功率，降低了电力系统的整体能效。
这对于电力系统来说是非常不利的，会增加了运行成本和能源消耗。
3.能源浪费：电力系统中出现非全相运行会导致能源的不合理使用和浪费，特别是在功率因数不一致和相位差异的情况下，会导致电力的不平衡，并且增加了能源的损耗和浪费。
高压断路器的非全相保护在220kV 及以上电压等级的电网中，普遍采用分相操作的断路器，由于设备质量和操作等原因，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。
下面结合系统和保护的实际运行情况，就装设断路器非全相保护的必要性进行阐述，对当前非全相保护的常见方案进行分析，并对3/2 断路器接线的非全相保护的一些问题进行探讨1装设非全相保护的必要电力系统在运行时，由于各种原因，断路器三相可能断开一相或两相，造成非全相运行。
如果系统采用单重或综重方式，在等待重合期间，系统也要处于非全相运行状态。
但是，系统非全相运行的时间应有所限制，这是因为a.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b.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。
例如：目前常用的11 系列微机线路保护，当系统由全相变为非全相运行时，如果保护突变量元件启动，在判断无故障后，保护程序转入振荡闭锁模块，若该线路零序分量数值大于零序辅助启动元件定值时，程序将处于振荡闭锁状态，超过12s 时，保护将报告电流互感器(TA)断线，整套保护中仅余少数保护功能起作用，严重影响保护的可靠性。
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，系统自然很快转入全相运行;若重合于故障，断路器三相跳闸，系统也转入全相运行。
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，以躲过重合闸周期对于因设备质量、回路等问题造成的非全相状态，情况要复杂一些。
例如，断路器偷跳一相，由于断路器位置不对应，重合闸应当启动，将断路器重合，而如果断路器有问题，偷跳相不能重合，该断路器将非全相运行。
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臵？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、气管配臵不恰当,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。
浅析三菱电机HGIS断路器机构非全相保护的过去和现在摘要：在电网建设中，日本三菱电机公司生产的500kV户外SF6封闭式组合电器（HGIS）得到了广泛应用，自2011年以来，三菱电机公司出厂的HGIS 产品，其断路器机构非全相保护的原理接线及时间元件均发生了较大的变更。
本文结合工程实际，针对上述变化的因果进行了全面分析，以供同行学习、借鉴和探讨。
关键词：断路器；非全相保护；直流接地；时间继电器Abstract: in the power grid construction, Japan mitsubishi motor company the production of 500 kV SF6 outdoor closed-end combination appliances (HGIS) to a wide range of applications, since 2011, mitsubishi motor company factory’s HGIS products, the circuit breaker open-phase protection agency the principle of time and wiring elements are changed a lot of change. Combined with the engineering practice, the change in the causal fully analyzed, for peer learning and using for reference and discussed.Keywords: breaker; The open-phase protection; Dc grounding; Time relay0 引言断路器机构本体非全相保护功能是分相操作断路器的基本配置，其基本原理是由断路器各相辅助常开接点并联后再与各相辅助常闭接点并联后的回路相串联，以实现断路器三相不一致的判别，当断路器三相位置不一致时，回路导通起动时间继电器，经整定的延时出口三跳本断路器。
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。
2、缺两相：指合闸时两相未合上，分闸时一相未断开。
线路非全相：由于没有经过变压器，则现象比较直观，断开相没有电流如A 相断开，对应的一次侧电流
IA ＝0。
IB ＝－IC 。
IC=-IB
缺两相（A 、C 相）：A.B 相电流为零。
C 相只有电感电流，电流很小，接近于零。
发电机非全相
若主变中性点不接地运行（星三角接线，一次侧星型、二次侧角型）
缺一相（A 相）：高压侧B.C 相绕组电流的流向相同，方向相反。
一次侧A 相断开，对应的一次侧电流
IA ＝0。
IB ＝－IC
对应与二次侧相电流：
ia ＝0
b ＝－ic
二次线电流（反映到发电机电流）：
ICA ＝ic-ia ＝－ib-0＝－ib
IAB=ia-ib ＝0-－ib ＝－ib
IBC ＝ib-ic ＝ib+ib ＝2ib
缺两相（A 、C 相）：高压侧A.B 相绕组电流为零。
C 相只有电感电流，电流很小，接近于零。
一次侧A 相断开，对应的一次侧电流
IA ＝ IC ＝ 0。
对应与二次侧相电流：
ia ＝
ic
＝
二次线电流：
ICA ＝
ic-ia
＝0 IAB=ia-ib ＝0
IBC ＝ib-ic ＝0
缺一相：现象一相电流为零，另两相电流相等。
不失磁情况下可维持同步运行，在解列时遇此情况，可有一定的处理时间。
缺两相：现象两相电流为零，一相有电流。
在发电机内部形成的是脉动磁场，即使励磁不跳，发电机将失步。
非全相运行的保护配置
目前关于对非全相运行的保护实现有断路器非全相保护和断路器三相不一致保护，其实三相不一致保护=非全相保护（原理完全一样）。
以RSC-921断路器失灵及辅助保护为例，基本原理如下：
当三相不一致保护投入，任一相TWJ动作，且无电流时，确认该开关在跳闸位置，当任一相开关在跳闸位置，而三相不全在跳闸位置，则确认为不一致，不一致可以经零序电流或负序电流由控制字控制其投退，经可整定的动作时间满足不一致动作条件时，出口跳断路器。
而发变组断路器非全相保护与上述保护动作逻辑完全一致，只是在以上基础上加入了T0减出力，T1跳本断路器，T2失灵减除复压闭锁，T3启动失灵出口。
（四方CSC-300数字式发变组保护）
350MW机组非全相保护配置
350MW发变组出口开关配四方CSC-300数字式发变组保护，具有断路器非全相保护T0减出力，T1跳本断路器，T2失灵减除复压闭锁，T3启动失灵出口，母联及分段配置国电南瑞NSR-870A母线保护，具有断路器非全相保护T1跳本断路器。
