一次發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)動(dòng)作的分析報(bào)告

彭小梅

(廣東粵華發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 廣州 510730)

1 引言

發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)的重要元件之一，由于其外殼都進(jìn)行了安全接地，當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組與鐵芯之間的絕緣破壞就形成了定子單相接地故障。當(dāng)接地電流較大時(shí)，容易發(fā)展成毀滅性的定子繞組相間或閘間短路。因此，大型的發(fā)電機(jī)組通常都配置了由基波零序電壓和三次諧波電壓構(gòu)成的100%定子接地保護(hù)。由于三次諧波易受系統(tǒng)干擾而誤動(dòng)，因此在保護(hù)出口定義上，基波零序電壓保護(hù)動(dòng)作于跳閘，三次諧波電壓保護(hù)動(dòng)作于發(fā)信。

2 事件過(guò)程

2013年4月27日00:27:37:182，某電廠#3發(fā)電機(jī)出口斷路器803分閘，#3發(fā)電機(jī)保護(hù)(南自801D數(shù)字式微機(jī)保護(hù))A屏、B屏“定子接地3U0”、“定子接地3W”燈亮，“出口信號(hào)”燈亮，#3主變保護(hù)A屏、B屏“主變低壓側(cè)3U0”燈亮。220kV#5母、#6母三相電壓正常。

3 檢查處理情況

檢修人員到場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，#3發(fā)電機(jī)出口斷路器803已分閘，#3主變和#3廠高變?nèi)栽谶\(yùn)行，在做好相關(guān)安全措施后進(jìn)行了以下檢查。

3.1 根據(jù)定值單，檢查電壓保護(hù)動(dòng)作值、返回值均符合要求，出口接點(diǎn)動(dòng)作良好。

3.2 對(duì)電壓繼電器加入3次諧波干擾電壓，沖擊多次，三次諧波電壓保護(hù)不誤動(dòng)。

3.3 發(fā)電機(jī)出口斷路器的控制回路檢查良好，用1000V搖表檢查開(kāi)關(guān)跳閘回路絕緣大于10兆歐。

3.4 檢查#3機(jī)組故障錄波器和保護(hù)裝置錄波文件，開(kāi)關(guān)量記錄如下:(1)1013mS，主變低壓側(cè)3U0接地保護(hù)動(dòng)作(定值是6V，1S，發(fā)信號(hào));(2)6035mS，發(fā)電機(jī)3W定子接地保護(hù)動(dòng)作(定值是6S，發(fā)信號(hào));(3)6986mS，發(fā)電機(jī)3UO定子接地保護(hù)動(dòng)作(定值是22V，7S，跳閘);(4)7012mS，發(fā)電機(jī)出口斷路器分閘;(5)7035mS，發(fā)電機(jī)滅磁開(kāi)關(guān)分閘。

3.5 跳閘后對(duì)發(fā)電機(jī)出口PT、中性點(diǎn)變壓器以及發(fā)電機(jī)定子進(jìn)行絕緣試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)均合格。

4 事故原因分析

4.1 初步分析

根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，#3發(fā)電機(jī)本體絕緣檢查合格，分析認(rèn)為在雷雨天氣情況下，與發(fā)電機(jī)機(jī)端相連穿墻絕緣瓷瓶污穢受潮，引起發(fā)電機(jī)機(jī)端三相母線對(duì)地電壓不平衡，使3U0定子接地保護(hù)動(dòng)作出口。

進(jìn)一步檢查發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)發(fā)電機(jī)側(cè)封母絕緣電阻，發(fā)現(xiàn)C相出口PT引下段盆式絕緣子內(nèi)部有異物，經(jīng)檢查沒(méi)有發(fā)現(xiàn)放電痕跡，清除雜物后測(cè)試絕緣正常。

4.2 再次檢查

在檢查的過(guò)程中新的線索出現(xiàn)了，由于在803開(kāi)關(guān)跳閘之后，#3主變?nèi)匀贿\(yùn)行，在隨后的一個(gè)多小時(shí)里，#3主變保護(hù)A屏、B屏曾三次出現(xiàn)“主變低壓側(cè)3U0接地保護(hù)動(dòng)作”信號(hào)的啟動(dòng)、復(fù)歸過(guò)程，而且從錄波器看到3U0電壓高達(dá)30.285V，由此判斷發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)803斷開(kāi)后，主變低壓側(cè)仍有3U0電壓存在，故障點(diǎn)很有可能存在于803開(kāi)關(guān)與主變低壓側(cè)之間。

4月27日14:30分，向當(dāng)值調(diào)度申請(qǐng)獲批準(zhǔn)后將#3主變退出運(yùn)行，檢查主變低壓側(cè)、高廠變高壓側(cè)及對(duì)應(yīng)段的封母，發(fā)現(xiàn)高廠變高壓側(cè)A、B相正常，C相封母的盆式絕緣子下表面有水珠，但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)放電痕跡，測(cè)量絕緣電阻0.4MΩ，進(jìn)一步拆開(kāi)C相盆式絕緣子，發(fā)現(xiàn)此處封母內(nèi)部有較多積水(約有3kg)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)該盆式絕緣子上表面有放電痕跡，清除干凈后再次測(cè)量絕緣達(dá)2GΩ以上。

將放電的盆式絕緣子進(jìn)行清潔、涮絕緣漆、烘干安裝后。解開(kāi)高廠變高壓側(cè)、主變低壓側(cè)引線，分別測(cè)量主變低壓側(cè)、高廠變高壓側(cè)及封母的絕緣電阻:主變低壓側(cè)對(duì)地:2.5GΩ;高廠變高壓側(cè)對(duì)地:2.1GΩ;封母A相對(duì)地:2.6GΩ;封母B相對(duì)地:2.3GΩ;封母C相對(duì)地:2.2GΩ。由以上測(cè)量數(shù)據(jù)分析，高廠變高壓側(cè)C相封母的盆式絕緣子處為接地故障點(diǎn)，并且為唯一故障點(diǎn)。

4.3 再次原因分析

因?yàn)镃相封閉母線表面有裂紋，近期雨勢(shì)很大，雨水滲入封母內(nèi)部，積存在封母與變壓器升高座的低位處，當(dāng)水積累到一定程度造成封母導(dǎo)體對(duì)外殼放電，引起接地故障，同時(shí)聯(lián)通的封母內(nèi)部潮氣使內(nèi)部遺留的雜物受潮，絕緣電阻降低，表現(xiàn)為C相發(fā)電機(jī)側(cè)封母絕緣偏低。經(jīng)檢查在高廠變C相封母盤(pán)式絕緣子上方有條焊縫滲漏，現(xiàn)已進(jìn)行了涂密封膠處理。

5 暴露的問(wèn)題

5.1 封母設(shè)計(jì)存在缺陷，盤(pán)式絕緣子位置沒(méi)有相應(yīng)的排水系統(tǒng)，一旦積水很難排除，同時(shí)也沒(méi)有窺視孔，無(wú)法查看內(nèi)部情況。

5.2 封母維護(hù)不完善，預(yù)防性工作有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

5.3 由于設(shè)計(jì)原因，監(jiān)視數(shù)據(jù)不能反映發(fā)電機(jī)三相相電壓，不能通過(guò)數(shù)據(jù)直觀判斷故障相別。

5.4 封母上設(shè)計(jì)的放水閥門缺乏明確的管理要求，標(biāo)識(shí)牌指示不明確。

6 防范及整改措施

6.1 對(duì)主變低壓側(cè)、高廠變高壓側(cè)升高座防水閥進(jìn)行改造(加裝自動(dòng)疏水閥)，改造前主變升高座放水閥保持常開(kāi)狀態(tài)。

6.2 將主變低壓側(cè)、高廠變高壓側(cè)升高座與封母連接的橡膠膨脹節(jié)更換成兩瓣式金屬膨脹節(jié)。

6.3 #3主變將在近期停電，再次安排對(duì)高廠變C相處的滲漏處進(jìn)行檢查，在盆式絕緣子留有排水間隙(孔)。

6.4 在封母的盆式絕緣子上方加裝檢查孔，可雨后或定期檢查封母內(nèi)部是否進(jìn)水。

6.5 調(diào)研進(jìn)行封母微正壓裝置改造為防結(jié)露循環(huán)干燥裝置。熱工專業(yè)對(duì)封母的微正壓裝置等的壓力、濕度等傳感器進(jìn)行校驗(yàn)。

6.6 利用機(jī)組停機(jī)檢修機(jī)會(huì)，完善#3發(fā)電機(jī)三相電壓及零序電壓回路接入故障錄波器。

7 結(jié)束語(yǔ)

以上的觀點(diǎn)只是本人對(duì)此問(wèn)題的一些看法，加強(qiáng)與其他電廠專業(yè)間的交流學(xué)習(xí)，對(duì)出現(xiàn)過(guò)的問(wèn)題引起重視并提前制定防范措施才是確保設(shè)備安全運(yùn)行的重要手段。