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科勒發(fā)電機組空載試驗異常情況分析

  【摘 要】 本文針對旺隆電廠(chǎng)科勒發(fā)電機組大修結束后進(jìn)行空載試驗,相關(guān)發(fā)電機保護動(dòng)作這一現象,首先對現場(chǎng)的錄波數據進(jìn)行了仔細分析,然后分析了發(fā)電機定子電流產(chǎn)生原因及相關(guān)影響,制定了相關(guān)的預防性措施,希望能通過(guò)此次事件的經(jīng)驗教訓能夠給存有類(lèi)似潛在風(fēng)險的電廠(chǎng)一些借鑒和參考,以有效防止此類(lèi)事件的發(fā)生。 
  【關(guān)鍵詞】 科勒發(fā)電機組空載試驗 勵磁 勵磁涌流 PT斷線(xiàn) 
  1 概述 
  2014年3月15日旺隆電廠(chǎng)科勒發(fā)電機組大修后啟動(dòng),10時(shí)05分進(jìn)行科勒發(fā)電機組勵磁升壓試驗時(shí),檢修人員在勵磁調節器現場(chǎng)使用B套調節裝置采用“電壓閉環(huán)”方式手動(dòng)建立勵磁后,勵磁調節器動(dòng)作異常,發(fā)電機機端電壓異常升高,并在發(fā)電機定子、高廠(chǎng)變高壓側出現異常電流,勵磁變電流、發(fā)電機轉子電流電壓異常升高。發(fā)電機電壓升高后勵磁調節器進(jìn)行限制控制,自動(dòng)降低勵磁電流電壓,最后發(fā)電機低壓過(guò)流保護動(dòng)作逆變滅磁。整個(gè)過(guò)程從建立勵磁到發(fā)變組保護動(dòng)作持續時(shí)間約7.8秒。 
  檢修人員對發(fā)變組一次系統進(jìn)行檢查,未發(fā)現明顯短路點(diǎn),拉開(kāi)PT小車(chē)后測量一次系統對地絕緣合格。檢修人員對勵磁調節器、發(fā)電機PT二次回路端子進(jìn)行核對檢查未發(fā)現異常。 
  經(jīng)現場(chǎng)初步分析發(fā)變組一次系統無(wú)異常,發(fā)電機產(chǎn)生電流是因為變壓器過(guò)激磁出現涌流造成。經(jīng)領(lǐng)導同意,允許再次進(jìn)行勵磁升壓試驗,但須嚴格控制定子電壓不超2.76kV,轉子電流不超106A。勵磁廠(chǎng)家在就地利用A套勵磁裝置升發(fā)電機電壓至1.38kV(額定電壓10%),檢查發(fā)電機機端和勵磁專(zhuān)用PT各相電壓正常,發(fā)電機和高廠(chǎng)變無(wú)異常電流,發(fā)電機匝間保護專(zhuān)用PTB、C相異常電壓(經(jīng)檢查B、C相N613回路松動(dòng),緊固后正常)。 
  2 原因分析 
  旺隆電廠(chǎng)發(fā)變組系統主接線(xiàn)圖如圖一所示。 
  2.1 發(fā)變組故障錄波器所錄波形分析 
  2.2 原因分析 
  2.2.1 發(fā)電機電壓異常升高的原因 
  勵磁裝置起勵采用的是B套“電壓閉環(huán)”方式,A套跟蹤。B套裝置起勵后,勵磁裝置根據發(fā)電機端線(xiàn)電壓閉環(huán)控制增加勵磁,期間發(fā)出“勵磁調節器告警”、“勵磁調節器B套故障”,并自動(dòng)切換至A套電流閉環(huán)運行。因為勵磁裝置過(guò)壓過(guò)流限制保護,逐漸將轉子電壓電流降至較低值。 
  因為B套勵磁調節采用的是勵磁專(zhuān)用PT作為主PT,公用PT作為備PT,根據勵磁調節器PT斷線(xiàn)和電壓相序錯誤等故障信號可以判斷勵磁專(zhuān)用PT電壓回路存在異常,但因無(wú)其他數據參考無(wú)法判別具體異常電壓回路。 
  根據主變、高廠(chǎng)變過(guò)激磁時(shí)發(fā)電機定子電流、高廠(chǎng)變高壓側電流、勵磁變高壓側電流幅值基本相等,說(shuō)明實(shí)際發(fā)電機機端電壓基本對稱(chēng),波形正常。根據錄波器記錄,可以判斷機端公用PT A相電壓回路正常,B、C兩相異常。 
  因此發(fā)電機電壓異常升高的原因是勵磁調節裝置所用的發(fā)電機勵磁專(zhuān)用PT和機端公用PT二次回路均存在問(wèn)題,導致勵磁調節器采樣的機端線(xiàn)電壓較實(shí)際電壓低,造成發(fā)電機電壓異常升高。 
  2.2.2 發(fā)電機、高廠(chǎng)變產(chǎn)生大電流的原因分析 
  發(fā)電機機端電壓異常升高達到額定電壓的1.49倍左右,造成主變和高廠(chǎng)變、勵磁變過(guò)激磁,產(chǎn)生發(fā)電機定子電流、高廠(chǎng)變高壓側電流。根據電流量計算,主變低壓側應也過(guò)激磁產(chǎn)生6000A左右的電流,但因無(wú)電流互感器,所以無(wú)法記錄。 
  2.2.3 發(fā)電機過(guò)壓保護未動(dòng)作的原因分析 
  異常期間,發(fā)電機實(shí)際電壓應達到額定電壓的約1.5倍,超過(guò)了發(fā)電機過(guò)電壓保護值(1.3倍額定電壓),但因為過(guò)電壓保護判斷的是機端的線(xiàn)電壓,而根據錄波(見(jiàn)附圖二)發(fā)電機A相電壓最高升至11.91kV(二次值86.302V,額定相電壓1.49倍),B相電壓最高升至4.14kV(二次值 29.994V,額定相電壓0.52倍),C相電壓最高升至3.47kV(二次值25.109V,額定相電壓0.44倍); 三相電壓的相角分別為A相334.330°,B相12.055°,C相6.671°,根據錄波器計算AB相的線(xiàn)電壓約為9.05kV(二次值65.554V,額定線(xiàn)電壓0.66倍),BC相的線(xiàn)電壓約為0.78kV(二次值5.676V,額定線(xiàn)電壓0.06倍),CA相的線(xiàn)電壓約為9.22kV(二次值66.793V,額定線(xiàn)電壓0.67倍)。保護裝置實(shí)際測量到的線(xiàn)電壓最大為額定電壓的0.66倍,未到保護定值所以未動(dòng)作。 
  2.3.4 發(fā)電機低壓過(guò)流保護動(dòng)作的原因分析 
  發(fā)變組保護采用的帶電流記憶功能的低壓過(guò)流保護,保護定值折算至一次值后為:動(dòng)作電壓8.28kV,動(dòng)作電流6400A,一段3.8秒解列,二段4.3秒全停,電流記憶時(shí)間4.8秒。異常期間保護裝置實(shí)際測量到BC相的線(xiàn)電壓最高為0.78kV,A、B、C三相電流最大值約7288A,滿(mǎn)足保護動(dòng)作條件,低壓過(guò)流一段、二段保護動(dòng)作跳開(kāi)滅磁開(kāi)關(guān)。 
  3 對發(fā)變組一次設備的影響 
  根據《汽輪發(fā)電機通用技術(shù)條件》、《QF-100-2型汽輪發(fā)電機產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)》,發(fā)電機定子繞組耐壓能力須滿(mǎn)足30.6kV(2Un+3000V),允許短時(shí)過(guò)電流時(shí)間為定子電流為額定電流1.54倍時(shí)運行30秒,轉子繞組耐壓能力須滿(mǎn)足2320V(10Un),轉子繞組允許短時(shí)過(guò)電流運行時(shí)間按勵磁電壓是額定電壓2.08倍運行10秒。 
  實(shí)際異常過(guò)程中,發(fā)電機定子電壓最高相電壓約為11.91kV,最高線(xiàn)電壓約為20.63kV,電流最大為額定電流的1.48倍,整個(gè)出現電流的持續時(shí)間不足5秒;轉子繞組最高電壓約為500V,持續時(shí)間不足1秒,均遠小于說(shuō)明書(shū)和技術(shù)規范的要求。 
  4 防范措施和改進(jìn)意見(jiàn) 
  修改科勒發(fā)電機組勵磁調節器“起勵電壓給定”定值,由現在的“70%”調整為“10%”,防止起勵時(shí)電壓幅值升高過(guò)快。當PT二次回路有改動(dòng)時(shí),可在PT一次側加380V正相序電壓,在PT二次側用專(zhuān)用相位儀檢查PT二次回路。升壓試驗時(shí)可采用電流閉環(huán)方式,并保持單套調節器工作,退出跟蹤的調節器,同時(shí)在勵磁調節器就地起勵操作位置增加臨時(shí)滅磁開(kāi)關(guān)急停按鈕,便于異常情況下緊急處理??评瞻l(fā)電機組端PT采用的是推拉式小車(chē),但科勒發(fā)電機組PT二次觸頭是采用彈壓方式連接,#2機PT二次觸頭是采用航空插頭插接式連接,相比而言更容易接觸不好。年底機組檢修時(shí)參考#2發(fā)電機PT或其他新型PT柜二次觸頭插接方式進(jìn)行改造,將二次觸頭改為為航空插頭或固定方式,提高設備可靠性。檢修、運行人員加強學(xué)習培訓,熟悉勵磁裝置性能和PT柜結構特點(diǎn),同時(shí)提高異常情況下的處理能力,及時(shí)切除故障。 
  5 結語(yǔ) 
  本文對旺隆電廠(chǎng)科勒發(fā)電機組開(kāi)機空載試驗的異?,F象進(jìn)行了分析,進(jìn)而提出了該異?,F象的防范措施和改進(jìn)意見(jiàn)。 
  參考文獻: 
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  [3]郭一夫.500kV牡丹變勵磁涌流實(shí)測波形數據分析[J].繼電器,2001.29(4). 
  [4]岳志剛,楊國旺,曲艷華.勵磁涌流對差動(dòng)保護的影響及其對策[J].高壓電器,2005,41(1).



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