熱電站發(fā)電機(jī)接地裝置改造與應(yīng)用

王震　張志明

【摘 要】本文對(duì)6MW、7.5MW兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組接地保護(hù)裝置存在問(wèn)題進(jìn)行了闡述分析，并提出詳細(xì)改進(jìn)方案和措施，實(shí)踐證明改造成功，效果良好。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電機(jī)；接地保護(hù)；改造；應(yīng)用

前言

安鋼動(dòng)力廠軋鋼區(qū)熱電站現(xiàn)有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組：1#為QF-6-2型發(fā)電機(jī)額定功率6MW，額定電壓 6.3KV，額定電流 688A ，絕緣等級(jí) F級(jí)，轉(zhuǎn)速 3000轉(zhuǎn)/分鐘，勵(lì)磁電流 250A，勵(lì)磁電壓 116V，勵(lì)磁系統(tǒng)由勵(lì)磁機(jī)提供勵(lì)磁，勵(lì)磁方式為自并勵(lì)；2#為QF-J7.5-2型，額定功率 7.5MW，額定電壓 6.3KV，額定電流 859.2A，絕緣等級(jí) F級(jí)，轉(zhuǎn)速 3000轉(zhuǎn)/分鐘，勵(lì)磁電流 266.5A，勵(lì)磁電壓 163V， 勵(lì)磁系統(tǒng)由可控硅整流勵(lì)磁柜提供，勵(lì)磁方式也為自并勵(lì)。它們均為純凝式發(fā)電機(jī)組，保護(hù)都由發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)為主保護(hù)，復(fù)壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)、轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地和兩點(diǎn)接地構(gòu)成的后備保護(hù)。由于在運(yùn)行時(shí)兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置不能正常投運(yùn)因此將接地裝置進(jìn)行改造。

一、存在問(wèn)題

由于兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的保護(hù)裝置在安裝時(shí)發(fā)生沖突，當(dāng)設(shè)備發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)信號(hào)將同時(shí)向兩個(gè)接地保護(hù)裝置發(fā)出信號(hào)，一點(diǎn)接地保護(hù)裝置本身阻抗很低，造成兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置誤動(dòng)作，向后備裝置打出信號(hào)，后備保護(hù)動(dòng)作，然后解列發(fā)電機(jī)并打出兩點(diǎn)接地保護(hù)解列的信號(hào)，因此給正常生產(chǎn)和維修帶來(lái)諸多不便。因此兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置至今仍未投入使用。現(xiàn)由1#發(fā)電機(jī)為例說(shuō)明：

現(xiàn)在接線如圖（2）所示

目前接地裝置存在兩個(gè)問(wèn)題：

1發(fā)電機(jī)發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，一點(diǎn)接地裝置發(fā)出告警信號(hào)，如接地點(diǎn)不能及時(shí)排除必須停機(jī)處理。

2如不投入兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置，當(dāng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路出現(xiàn)兩點(diǎn)接地，一部分勵(lì)磁線圈被短接，與發(fā)電機(jī)所對(duì)應(yīng)的磁極的磁動(dòng)勢(shì)均衡遭到破壞，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)，損壞發(fā)電機(jī)及其設(shè)施，甚至引起火災(zāi)。

二、改進(jìn)措施、試驗(yàn)及應(yīng)用

經(jīng)過(guò)我們認(rèn)真地分析圖紙和了解發(fā)電機(jī)接地保護(hù)工藝的要求及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際接線，決定如圖（3）改造：

經(jīng)過(guò)改造設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)1SA控制開(kāi)關(guān)打到一點(diǎn)接地旁。當(dāng)出現(xiàn)一點(diǎn)接地時(shí)一點(diǎn)接地裝置發(fā)出信號(hào)，運(yùn)行人員將1SA控制開(kāi)關(guān) 打到兩點(diǎn)接地裝置上，然后恢復(fù)一點(diǎn)接地裝置信號(hào)燈，通知檢修人員處理故障。故障處理后1SA仍然打到一點(diǎn)接地旁，如故障排除不了發(fā)電機(jī)在兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置監(jiān)視下仍可安全運(yùn)行。在發(fā)電機(jī)出現(xiàn)兩點(diǎn)接地時(shí)，兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置動(dòng)作，向發(fā)電機(jī)后備保護(hù)發(fā)出信號(hào)，可以使設(shè)備安全的停機(jī)。（見(jiàn)表1）

1.一點(diǎn)接地保護(hù)裝置

按上圖接線，增加電壓直至保護(hù)動(dòng)作。對(duì)于一點(diǎn)接地投退功能，裝置的默認(rèn)值為投入信號(hào)。保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，測(cè)量就地和遠(yuǎn)方定子接地告警信號(hào)端子應(yīng)導(dǎo)通。并當(dāng)故障返回時(shí)，會(huì)有定子一點(diǎn)接地保護(hù)返回報(bào)告；當(dāng)檢測(cè)定子一點(diǎn)接地保護(hù)裝置投入出口時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作，測(cè)量一點(diǎn)接地跳汽機(jī)，一點(diǎn)接地跳滅磁，一點(diǎn)接地跳發(fā)電機(jī)及就地和遠(yuǎn)方保護(hù)動(dòng)作信號(hào)端子應(yīng)導(dǎo)通并測(cè)量動(dòng)作電壓值。

轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)的測(cè)試：

按上圖接線，用S端分別接到3端和5端，調(diào)節(jié)電位器使電阻減少，直至保護(hù)裝置動(dòng)作，對(duì)于轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地投退功能，裝置的默認(rèn)值為投入信號(hào)。保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，測(cè)量就地和遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)子接地告警信號(hào)，端子應(yīng)導(dǎo)通并當(dāng)故障返回時(shí)，會(huì)有轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)裝置返回；當(dāng)檢測(cè)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)裝置投入出口時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作，測(cè)量一點(diǎn)接地跳汽機(jī)，一點(diǎn)接地跳滅磁，一點(diǎn)接地跳發(fā)電機(jī)及就地和遠(yuǎn)方保護(hù)動(dòng)作信號(hào)端子應(yīng)導(dǎo)通并測(cè)量接地電阻動(dòng)作值。

2.兩點(diǎn)接地技術(shù)數(shù)據(jù)

（1）勵(lì)磁電壓：150V-500V

（2）直流操作電壓：220V 110V

（3）延時(shí)整定范圍：0-5S

（4）裝置允許長(zhǎng)期在1.1倍額定電壓下工作，其溫升不超過(guò)65℃

（5）在操作電壓降低到0.8倍額定電壓時(shí)，裝置電阻操作程序

改造后發(fā)電機(jī)在停機(jī)時(shí)控制開(kāi)關(guān)1SA打在中間位，在正常運(yùn)行時(shí)1SA應(yīng)打到一點(diǎn)接地裝置位置，在出現(xiàn)一點(diǎn)接地后1SA打到兩點(diǎn)接地裝置位，這時(shí)將兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置上1Lp、2Lp連接片閉合投入刀閘1k后通過(guò)調(diào)整平衡電阻1R、 2R使電橋平衡。此時(shí)電壓表趨近于0V然后打開(kāi)連接片1LP保護(hù)裝置投入運(yùn)行，當(dāng)發(fā)生兩點(diǎn)接地電橋平衡受到破壞，極化繼電器動(dòng)作起動(dòng)時(shí)間繼電器保護(hù)裝置動(dòng)作完成后通過(guò)復(fù)歸按鈕進(jìn)行復(fù)歸，當(dāng)每次啟動(dòng)兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置時(shí)必須重新調(diào)整。

裝置重新調(diào)整時(shí)，應(yīng)保證：

①中間繼電器ZJ觸點(diǎn)應(yīng)同時(shí)動(dòng)作，接觸可靠時(shí)間繼電器SJ，時(shí)間機(jī)構(gòu)靈活.運(yùn)轉(zhuǎn)輕快不發(fā)卡.延時(shí)整定準(zhǔn)確。

② 極化繼電器1JH、2JH；動(dòng)作電流應(yīng)為Id=0.55±0.05mA 氣隙δ≥0.2mm，否則應(yīng)對(duì)觸點(diǎn)片進(jìn)行 適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

三、結(jié)論

經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，在發(fā)電機(jī)現(xiàn)有保護(hù)設(shè)備的基礎(chǔ)上，兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置投入使用；在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路出現(xiàn)了一點(diǎn)接地的情況下，把保護(hù)裝置轉(zhuǎn)換到兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置上，減少了不必要的停機(jī)次數(shù)，同時(shí)也給檢修帶來(lái)一定的便利。其次發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路出現(xiàn)兩點(diǎn)接地時(shí)，保護(hù)裝置可使發(fā)電機(jī)及其它設(shè)備安全可靠地停機(jī)，杜絕了因接地故障損壞設(shè)備，保證設(shè)備的正常安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳云發(fā)，曹杏甫，王德同，朱良同。電工技術(shù)與安全。水利電力出版社.

[2]孟鐵錟，尹煉，張菊珍，楊洪魁，陳建民。電氣運(yùn)行。中國(guó)電力出版社。2002.10.