【摘 要】 本文針對(duì)旺隆電廠科勒發(fā)電機(jī)組大修結(jié)束后進(jìn)行空載試驗(yàn)，相關(guān)發(fā)電機(jī)保護(hù)動(dòng)作這一現(xiàn)象，首先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行了仔細(xì)分析，然后分析了發(fā)電機(jī)定子電流產(chǎn)生原因及相關(guān)影響，制定了相關(guān)的預(yù)防性措施，希望能通過(guò)此次事件的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)能夠給存有類(lèi)似潛在風(fēng)險(xiǎn)的電廠一些借鑒和參考，以有效防止此類(lèi)事件的發(fā)生。 

　　【關(guān)鍵詞】 科勒發(fā)電機(jī)組空載試驗(yàn) 勵(lì)磁 勵(lì)磁涌流 PT斷線(xiàn) 

　　1 概述 

　　2014年3月15日旺隆電廠科勒發(fā)電機(jī)組大修后啟動(dòng)，10時(shí)05分進(jìn)行科勒發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁升壓試驗(yàn)時(shí)，檢修人員在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器現(xiàn)場(chǎng)使用B套調(diào)節(jié)裝置采用“電壓閉環(huán)”方式手動(dòng)建立勵(lì)磁后，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器動(dòng)作異常，發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓異常升高，并在發(fā)電機(jī)定子、高廠變高壓側(cè)出現(xiàn)異常電流，勵(lì)磁變電流、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流電壓異常升高。發(fā)電機(jī)電壓升高后勵(lì)磁調(diào)節(jié)器進(jìn)行限制控制，自動(dòng)降低勵(lì)磁電流電壓，最后發(fā)電機(jī)低壓過(guò)流保護(hù)動(dòng)作逆變滅磁。整個(gè)過(guò)程從建立勵(lì)磁到發(fā)變組保護(hù)動(dòng)作持續(xù)時(shí)間約7.8秒。 

　　檢修人員對(duì)發(fā)變組一次系統(tǒng)進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯短路點(diǎn)，拉開(kāi)PT小車(chē)后測(cè)量一次系統(tǒng)對(duì)地絕緣合格。檢修人員對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、發(fā)電機(jī)PT二次回路端子進(jìn)行核對(duì)檢查未發(fā)現(xiàn)異常。 

　　經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)初步分析發(fā)變組一次系統(tǒng)無(wú)異常，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流是因?yàn)樽儔浩鬟^(guò)激磁出現(xiàn)涌流造成。經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)同意，允許再次進(jìn)行勵(lì)磁升壓試驗(yàn)，但須嚴(yán)格控制定子電壓不超2.76kV，轉(zhuǎn)子電流不超106A。勵(lì)磁廠家在就地利用A套勵(lì)磁裝置升發(fā)電機(jī)電壓至1.38kV（額定電壓10%），檢查發(fā)電機(jī)機(jī)端和勵(lì)磁專(zhuān)用PT各相電壓正常，發(fā)電機(jī)和高廠變無(wú)異常電流，發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)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 

　　旺隆電廠發(fā)變組系統(tǒng)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(jī)電壓異常升高的原因 

　　勵(lì)磁裝置起勵(lì)采用的是B套“電壓閉環(huán)”方式，A套跟蹤。B套裝置起勵(lì)后，勵(lì)磁裝置根據(jù)發(fā)電機(jī)端線(xiàn)電壓閉環(huán)控制增加勵(lì)磁，期間發(fā)出“勵(lì)磁調(diào)節(jié)器告警”、“勵(lì)磁調(diào)節(jié)器B套故障”，并自動(dòng)切換至A套電流閉環(huán)運(yùn)行。因?yàn)閯?lì)磁裝置過(guò)壓過(guò)流限制保護(hù)，逐漸將轉(zhuǎn)子電壓電流降至較低值。 

　　因?yàn)锽套勵(lì)磁調(diào)節(jié)采用的是勵(lì)磁專(zhuān)用PT作為主PT，公用PT作為備PT，根據(jù)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器PT斷線(xiàn)和電壓相序錯(cuò)誤等故障信號(hào)可以判斷勵(lì)磁專(zhuān)用PT電壓回路存在異常，但因無(wú)其他數(shù)據(jù)參考無(wú)法判別具體異常電壓回路。 

　　根據(jù)主變、高廠變過(guò)激磁時(shí)發(fā)電機(jī)定子電流、高廠變高壓側(cè)電流、勵(lì)磁變高壓側(cè)電流幅值基本相等，說(shuō)明實(shí)際發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓基本對(duì)稱(chēng)，波形正常。根據(jù)錄波器記錄，可以判斷機(jī)端公用PT A相電壓回路正常，B、C兩相異常。 

　　因此發(fā)電機(jī)電壓異常升高的原因是勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置所用的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁專(zhuān)用PT和機(jī)端公用PT二次回路均存在問(wèn)題，導(dǎo)致勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采樣的機(jī)端線(xiàn)電壓較實(shí)際電壓低，造成發(fā)電機(jī)電壓異常升高。 

　　2.2.2 發(fā)電機(jī)、高廠變產(chǎn)生大電流的原因分析 

　　發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓異常升高達(dá)到額定電壓的1.49倍左右，造成主變和高廠變、勵(lì)磁變過(guò)激磁，產(chǎn)生發(fā)電機(jī)定子電流、高廠變高壓側(cè)電流。根據(jù)電流量計(jì)算，主變低壓側(cè)應(yīng)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(jī)過(guò)壓保護(hù)未動(dòng)作的原因分析 

　　異常期間，發(fā)電機(jī)實(shí)際電壓應(yīng)達(dá)到額定電壓的約1.5倍，超過(guò)了發(fā)電機(jī)過(guò)電壓保護(hù)值（1.3倍額定電壓），但因?yàn)檫^(guò)電壓保護(hù)判斷的是機(jī)端的線(xiàn)電壓，而根據(jù)錄波（見(jiàn)附圖二）發(fā)電機(jī)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(jù)錄波器計(jì)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(hù)裝置實(shí)際測(cè)量到的線(xiàn)電壓最大為額定電壓的0.66倍，未到保護(hù)定值所以未動(dòng)作。 

　　2.3.4 發(fā)電機(jī)低壓過(guò)流保護(hù)動(dòng)作的原因分析 

　　發(fā)變組保護(hù)采用的帶電流記憶功能的低壓過(guò)流保護(hù)，保護(hù)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(hù)裝置實(shí)際測(cè)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(hù)動(dòng)作條件，低壓過(guò)流一段、二段保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)滅磁開(kāi)關(guān)。 

　　3 對(duì)發(fā)變組一次設(shè)備的影響 

　　根據(jù)《汽輪發(fā)電機(jī)通用技術(shù)條件》、《QF-100-2型汽輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)》，發(fā)電機(jī)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(yùn)行30秒，轉(zhuǎn)子繞組耐壓能力須滿(mǎn)足2320V（10Un），轉(zhuǎn)子繞組允許短時(shí)過(guò)電流運(yùn)行時(shí)間按勵(lì)磁電壓是額定電壓2.08倍運(yùn)行10秒。 

　　實(shí)際異常過(guò)程中，發(fā)電機(jī)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(xiàn)電流的持續(xù)時(shí)間不足5秒；轉(zhuǎn)子繞組最高電壓約為500V，持續(xù)時(shí)間不足1秒，均遠(yuǎn)小于說(shuō)明書(shū)和技術(shù)規(guī)范的要求。 

　　4 防范措施和改進(jìn)意見(jiàn) 

　　修改科勒發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁調(diào)節(jié)器“起勵(lì)電壓給定”定值，由現(xiàn)在的“70%”調(diào)整為“10%”，防止起勵(lì)時(shí)電壓幅值升高過(guò)快。當(dāng)PT二次回路有改動(dòng)時(shí)，可在PT一次側(cè)加380V正相序電壓，在PT二次側(cè)用專(zhuān)用相位儀檢查PT二次回路。升壓試驗(yàn)時(shí)可采用電流閉環(huán)方式，并保持單套調(diào)節(jié)器工作，退出跟蹤的調(diào)節(jié)器，同時(shí)在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器就地起勵(lì)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(jī)組端PT采用的是推拉式小車(chē)，但科勒發(fā)電機(jī)組PT二次觸頭是采用彈壓方式連接，#2機(jī)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(jī)組檢修時(shí)參考#2發(fā)電機(jī)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(shè)備可靠性。檢修、運(yùn)行人員加強(qiáng)學(xué)習(xí)培訓(xùn)，熟悉勵(lì)磁裝置性能和PT柜結(jié)構(gòu)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(jié)語(yǔ) 

　　本文對(duì)旺隆電廠科勒發(fā)電機(jī)組開(kāi)機(jī)空載試驗(yàn)的異常現(xiàn)象進(jìn)行了分析，進(jìn)而提出了該異?，F(xiàn)象的防范措施和改進(jìn)意見(jiàn)。 

　　參考文獻(xiàn)： 

　　[1]王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用[M].北京：水利電力出版社，2002. 

　　[2]葛寶明，王祥珩，蘇鵬飛，等.電力變壓器的勵(lì)磁涌流判據(jù)及其發(fā)展方向[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2003，27（22）. 

　　[3]郭一夫.500kV牡丹變勵(lì)磁涌流實(shí)測(cè)波形數(shù)據(jù)分析[J].繼電器，2001.29（4）. 

　　[4]岳志剛，楊國(guó)旺，曲艷華.勵(lì)磁涌流對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響及其對(duì)策[J].高壓電器，2005，41（1）.