發(fā)電機定子接地故障排查

賈鵬

摘 要：闡述了發(fā)電機出口離相式封閉母線受潮，使得發(fā)電機組定子接地跳閘的情況，并分析了具體的處理過程和防范措施。

關鍵詞：定子接地故障；絕緣子；封閉母線；驅潮工作

中圖分類號：TM31 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.144

1 事故概述

某電廠2×300 MW發(fā)電機組采用哈爾濱電機廠生產制造的QFSN-300-2型水氫氫發(fā)電機，機端額定電壓為20 kV，中性點經消弧線圈接地。發(fā)電機保護采用的是南京國電南自凌伊電力自動化有限公司生產的DGT-801A保護裝置，定子接地保護采用的是基于穩(wěn)態(tài)基波零序電壓和三次諧波原理構成的100%保護。

該廠#1機組在負荷為226 MW的情況下運行時，發(fā)電機突然跳閘解列，汽機跳閘，鍋爐滅火，監(jiān)控畫面首出“發(fā)電機保護動作”，就地檢查保護屏，發(fā)出了“發(fā)電機定子3U0定子接地”報警，而雙套保護均動作，發(fā)出信號為發(fā)電機“定子接地”保護動作。下面，結合此次發(fā)電機定子接地故障的實際情況，簡單分析了大型發(fā)電機定子接地故障的排查。

2 事故處理過程

2.1 二次系統(tǒng)檢查

跳機后，應先全面檢查保護裝置，2套發(fā)電機保護裝置A柜、B柜的“定子接地”保護均動作，基波3UO發(fā)跳閘信號，3次諧波3 W發(fā)報警信號，查看保護定值零序電壓為8 V，延時4 s動作。查看故障錄波圖，發(fā)電機機端電流A，B，C三相峰值分別為3.28 A、3.30 A、3.26 A，發(fā)電機機端電壓A，B，C三相峰值分別為86.979 V、80.182 V和74.518 V，C相電壓下降得較快。發(fā)電機“定子接地”保護動作時，發(fā)電機機端零序電壓2套保護動作值分別為8.643 9 V、8.647 4 V和8.668 8 V、8.665 2 V，零序電壓達到8.6 V保護動作。對發(fā)電機出口PT一次側做加壓試驗，保護屏電壓顯示正確，PT二次回路絕緣測試合格，基本排除了保護誤動的可能。但是，這些故障數據并不能確定是發(fā)電機內部故障還是外部故障。

2.2 一次系統(tǒng)檢查

初步檢查發(fā)電機非電氣系統(tǒng)，未發(fā)現發(fā)電機有積水、漏氫、漏油等情況，且系統(tǒng)工作正常。定子冷卻水電導率化驗合格，在發(fā)電機本體、勵磁變、出線離相封母、出口PT、中性點接地裝置、主變、高廠變、高壓脫硫變及其附屬設備等電氣回路和設備的外觀檢查中，并未發(fā)現明顯的故障特征。

當運行人員投入#1主變出口接地刀閘、退出出口PT后，在未隔離發(fā)電機本體的情況下（即整個電氣一次回路包括勵磁變、主變、高廠變、高壓脫硫變、出線離相封母和發(fā)電機本體等），使用發(fā)電機專用絕緣電阻測試儀（武漢康達生產的型號為：KD2678）檢查發(fā)變組系統(tǒng)絕緣，其絕緣電阻對地測試結果如表1所示，不符合規(guī)定的要求。

表1 絕緣電阻對地測試結果

序號 15 s 60 s 吸收比

1 0.67 MΩ 1.72 MΩ 2.56

由于測試結果比較小，所以，對絕緣電阻測試儀的準確度產生了懷疑。在更換了同型號表計后，又進行了絕緣電阻測量工作，測量結果如表2所示，絕緣電阻不合格。

表2 絕緣電阻測量結果

序號 15 s 60 s 吸收比

1 0.65 MΩ 1.72 MΩ 2.56

2 0.7 MΩ 1.7 MΩ 2.42

測量結果顯示，測試的2塊表計的結果基本相符，與最近一次的絕緣測量結果相比，差距較大，因此，判定了#1發(fā)電機組確實存在單相接地故障，但是，仍然無法判斷是發(fā)電機內部故障還是外部故障。

逐一排查發(fā)電機附屬設備，具體的步驟：①先對發(fā)電機出口PT一次保險進行了導通測量，未發(fā)現保險熔斷，對出口PT進行了絕緣電阻、直阻、空載電流、感應耐壓試驗，避雷器絕緣電阻、泄漏電流測試，測試結果均合格。②打開發(fā)電機與主封母軟連接，測量了發(fā)電機本體的離相絕緣電阻，測量結果為2.71 GΩ、2.73 GΩ、2.80 GΩ，絕緣電阻全部合格。同時，對發(fā)電機進行了直阻測試、交直流耐壓試驗，轉子直阻、絕緣電阻測試均符合要求，排除了發(fā)電機定子繞組的內部故障。③測量了發(fā)電機出口封閉母線的絕緣電阻（主變、高廠變、高壓脫硫變和勵磁變與封閉母線連接未斷開的情況下），測試結果為0.7 MΩ，初步將故障點確定在封閉母相及其所連接的變壓器處。為了進一步確定故障點，逐一打開封閉母線與變壓器連接處的軟連接，對主變、高廠變、高壓脫硫變做絕緣電阻、直阻、介損、直流泄漏、油壓試驗，對勵磁變做絕緣電阻、直阻、交流耐壓試驗（帶穿心CT屏蔽層耐壓試驗），試驗結果均合格。對封閉母線進行了離相絕緣電阻測量工作，A相絕緣電阻為1.7 GΩ、B相絕緣電阻為2 GΩ、C相絕緣為7 MΩ，最后確定封閉母線C相存在故障。

3 事故原因分析

逐一排查C相主封母內支撐絕緣子和盤式絕緣子發(fā)現，室外部分絕緣子根部瓷裙上有露珠，部分絕緣子較臟，有污物，靠近微正壓入口處的一個絕緣子有輕微的間隙放電跡象，但是，并沒有形成貫穿性對地放電。整個封母內潮氣較重，并且靠近微正壓裝置入口處的母線上有明顯水流痕跡。經過分析后，其進水原因主要是：事故前1個月，該地有10 d左右的連續(xù)陰雨天氣，空氣濕度很大；再加上當月該機組一直處于備停狀態(tài)，微正壓裝置一直未投，潮濕空氣通過封閉母線密封面的不嚴之處進入封閉母線。由于該發(fā)電企業(yè)地處北方，冬季晝夜溫差較大，微正壓裝置管道中易產生積水，所以，微正壓裝置啟動初期水分還未干燥就會隨著空氣一起進入封閉母線內。當潮氣進入較長時間后，由于主封母終端無排氣門，進入的水分不易排出，就會造成瓷瓶表面受潮。在設備運行過程中，主封母內部發(fā)熱，潮濕氣體充滿主封母密閉空間，降低了主封母絕緣性，這是造成此次故障的原因。另外，主封母內支持絕緣子上的灰塵較多，絕緣子臟污嚴重，很易產生“爬電”現象，這也是引發(fā)此次故障的原因。