勵磁電源選用不當(dāng)造成發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護(hù)報警及跳閘的案例分析

某公司新安裝一臺30MW汽輪發(fā)電機。發(fā)電機保護(hù)選用南瑞繼保LFP-981A、LFP-982A保護(hù)，其中LFP-982A保護(hù)有轉(zhuǎn)子接地保護(hù)，該保護(hù)采用乒乓式接地保護(hù)原理。勵磁裝置選用河北工業(yè)大學(xué)電工廠WLZ-2D型微機勵磁裝置。該發(fā)電機做短路試驗時，勵磁裝置電源取380V低壓廠用電源。

1 故障現(xiàn)象

2008年3月26日，該發(fā)電機做短路試驗時(發(fā)電機并網(wǎng)開關(guān)下口三相短路)，勵磁電壓升至20V左右報轉(zhuǎn)子一點接地。當(dāng)勵磁電壓升至30V時，轉(zhuǎn)子兩點接地跳閘了。首先我們檢查定值單，轉(zhuǎn)子接地電阻定值20kΩ(南瑞說明書推薦整定20kΩ)，轉(zhuǎn)子一點接地跳閘延時2.5s，定值沒問題。其次拉開滅磁開關(guān)，用500MΩ表，動態(tài)測量轉(zhuǎn)子絕緣30MΩ，轉(zhuǎn)子絕緣也沒問題。斷開LFP-982A裝置的轉(zhuǎn)子電壓線，單獨測量勵磁裝置絕緣5MΩ。用500V兆歐表輕輕測量LFP-982A裝置RE板發(fā)現(xiàn)負(fù)接地。

2 故障檢查及處理

(1) 聯(lián)系南瑞廠家來處理LFP-982A的RE板，廠家人員檢查后，說RE板是好的沒有問題(RE板負(fù)接地是S1或S2開關(guān)閉合造成的，R1和R3阻值很小所以用500V兆歐表測量顯示負(fù)接地，另外建議該板子不能用500V兆歐表測量，用萬用表測量)。按照南瑞廠家人員要求:用系統(tǒng)直流控制電源(-220V)給LFP-982A上電，保護(hù)正常，不報轉(zhuǎn)子一點接地信號，裝置顯示對地電阻無窮大，證明RE板的確是好的。

(2) 勵磁廠家用帶來的示波器檢查勵磁裝置的交流輸入電源，波形也很正常，檢查勵磁裝置的輸出波形，也是沒問題，證明勵磁裝置是好的。

(3) 我們拆掉發(fā)電機轉(zhuǎn)子電纜，在滅磁開關(guān)下口接電爐子作假負(fù)載，通過勵磁裝置輸出電壓給LFP-982A裝置提供正、負(fù)電源，(測量滅磁開關(guān)下口直流電壓75V，交流電壓80V)，LFP-982A裝置又報轉(zhuǎn)子一點接地了，證明發(fā)電機轉(zhuǎn)子確實沒問題。

(4) 現(xiàn)在南瑞保護(hù)是好的，勵磁是好的，發(fā)電機轉(zhuǎn)子也是好的，保護(hù)也確實是采到電流動作的，這個電流從哪來的呢?唯一疑點是勵磁裝置的交流電源原設(shè)計是來自勵磁變，因為發(fā)電機做短路試驗，發(fā)電機出口三相母線已短路，發(fā)電機機端升不起壓，用高壓電纜取臨時電源太麻煩，還需要兩頭做電纜頭，所以我們?nèi)S用電低壓交流380V電源，作為勵磁裝置交流電源了。勵磁變是Y/△11接線，而廠用電是D/yn11接線，是不是電源取錯了。于是我們用高壓電纜在6kV備用開關(guān)柜上取電源給勵磁變壓器供電。發(fā)電機沖轉(zhuǎn)后，勵磁裝置給發(fā)電機轉(zhuǎn)子供電正常，沒有報轉(zhuǎn)子接地。我們繼續(xù)做其他的實驗一切正常，目前發(fā)電機運行正常。

3 原因分析

廠用電低壓380V是中性點直接接地系統(tǒng)，發(fā)電機的大軸也是接地的，造成發(fā)電機勵磁系統(tǒng)出現(xiàn)兩點接地。勵磁裝置整出的直流不是純直流，含有一定的交流分量，該交流分量通過整流裝置由1點進(jìn)入微機保護(hù)裝置，經(jīng)R3、2點、S2、3點，通過發(fā)電機大軸接地，回到廠用電低壓380V系統(tǒng)的中性點，如圖1所示(電流經(jīng)過R1，S1同理。S1、S2象乒乓一樣來回開關(guān)，兩個是一個開一個關(guān)，不會同時開或關(guān))。因為有電流通過保護(hù)裝置，保護(hù)裝置判斷為轉(zhuǎn)子的接地電阻變小，所以保護(hù)裝置就報轉(zhuǎn)子接地。

發(fā)電機正常運行時，采用勵磁變壓器供電。勵磁變壓器采用Y/△11接線，變壓器是中性點不接地的。整個發(fā)電機勵磁系統(tǒng)只有發(fā)電機大軸是接地的，整改勵磁系統(tǒng)是只有一點接地，構(gòu)不成回路，沒有電流通過，保護(hù)裝置如圖2所示。

當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子有接地時，整個發(fā)電機勵磁系統(tǒng)才變成兩點接地系統(tǒng)構(gòu)成回路，這時保護(hù)裝置會有電流通過，所以保護(hù)裝置報轉(zhuǎn)子接地，如圖3所示。

4 結(jié)束語

(1) 發(fā)電機勵磁裝置電源要選用中性點不接地電源，如果選用中性點接地電源，即使轉(zhuǎn)子絕緣良好也報轉(zhuǎn)子接地。

(2) 當(dāng)發(fā)電機報轉(zhuǎn)子接地時，除檢查轉(zhuǎn)子絕緣、勵磁裝置絕緣、保護(hù)裝置外，還要檢查勵磁變壓器、以及檢查勵磁變壓器低壓側(cè)電纜的絕緣情況。

(3) 施工或試驗要嚴(yán)格按照設(shè)計施工或試驗，不得隨意更改設(shè)計。