絕緣子受潮導(dǎo)致機(jī)組跳閘的分析及預(yù)防

張林渠，張時(shí)寧，葉紹鋒

(四川廣安發(fā)電有限責(zé)任公司，四川 廣安 638017)

1 事件經(jīng)過

某電廠總裝機(jī)2 400 MW，由四臺(tái)300 MW機(jī)組和兩臺(tái)600 MW機(jī)組組成，機(jī)組利用小時(shí)數(shù)低，啟停頻繁。某日，氣溫9 ℃，相對(duì)空氣濕度93 %，該電廠32號(hào)機(jī)組按照省調(diào)令開機(jī)。17:00機(jī)組并網(wǎng)，運(yùn)行5 min后，機(jī)組負(fù)荷11 MW，發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)動(dòng)作，機(jī)組跳閘。

2 檢查情況

2.1 保護(hù)檢查情況

機(jī)組跳閘后，檢查保護(hù)動(dòng)作情況，發(fā)變組保護(hù)A，B屏“發(fā)電機(jī)定子接地零序”保護(hù)動(dòng)作，動(dòng)作值15.01 V (該保護(hù)整定值為10 V，0.5 s延時(shí))。

檢查故障時(shí)機(jī)端1PT電壓為Ua=58.49 V，Ub=64.75 V，Uc=49.48 V，發(fā)電機(jī)機(jī)端零序電壓為Uo=15.01 V。

2.2 就地檢查情況

機(jī)組停運(yùn)后，維護(hù)人員通過保護(hù)屏動(dòng)作情況，確認(rèn)定子接地保護(hù)正常動(dòng)作，初步分析認(rèn)為是發(fā)變組存在C相絕緣受潮現(xiàn)象，開展就地檢查。

(1) 檢查發(fā)電機(jī)定子冷卻水溫、氫氣濕度正常，定子冷卻水溫高于氫溫，發(fā)電機(jī)勵(lì)端和汽端氫氣濕度正常，氫氣除濕機(jī)工作正常，判定發(fā)電機(jī)無受潮。

(2) 檢查封閉母線微正壓裝置充壓運(yùn)行正常，判定封閉母線無受潮。

(3) 檢查發(fā)電機(jī)出口PT插頭無銹跡，插頭接觸良好，絕緣瓷瓶無水跡、放電現(xiàn)象；PT端子箱加熱除濕器正常；PT柜無受潮。

(4) 檢查主變低壓側(cè)絕緣膠套管密封良好，無變形、無破損，膠套管密封圈螺栓緊固，套管無積水。主變低壓側(cè)絕緣膠套管放水管原為不銹鋼管，并配有底部放水門，該電廠曾經(jīng)發(fā)生因膠套管破損進(jìn)水，而該閥門銹蝕，造成閥底被殘?jiān)氯?、套管進(jìn)水無法排除、絕緣膠套管積水引起接地，導(dǎo)致機(jī)組跳閘。后將全廠六臺(tái)主變壓器絕緣膠套管放水管路進(jìn)行優(yōu)化，改用放水橡膠管，并取消放水閥門，以便及時(shí)排除絕緣橡膠套管內(nèi)積水，防止絕緣膠套管內(nèi)積水引發(fā)不安全事件；同時(shí)，為了防止變壓器停備期間潮氣通過該管進(jìn)入影響絕緣，用膠塞堵住放水橡膠管出口，變壓器運(yùn)行后再打開。

(5) 檢查32號(hào)機(jī)組高廠變高壓側(cè)絕緣伸縮膠套管密封良好，無變形、無破損，套管抱箍包扎良好。

經(jīng)分析認(rèn)為：由于機(jī)組并網(wǎng)初期發(fā)生定子接地，此時(shí)，廠用電還未切換，高廠變無工作電流，高廠變高壓側(cè)離相封母內(nèi)盆式絕緣子安裝在絕緣伸縮膠套管內(nèi)，初步分析認(rèn)為該盆式絕緣子受潮的可能性較大。

現(xiàn)場查看高廠變高壓側(cè)伸縮膠套管外筒下部設(shè)有排水孔，初步懷疑為天氣潮濕導(dǎo)致離相封母內(nèi)盆式絕緣子受潮?，F(xiàn)場進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)：高廠變C相離相封母內(nèi)盆式絕緣子存在明顯放電痕跡；高廠變A，B兩相同樣部位也存在輕微放電痕跡。后用干燥抹布進(jìn)行擦拭干凈，消除受潮。經(jīng)過處理正常后，重新向省調(diào)申請(qǐng)，恢復(fù)了機(jī)組運(yùn)行。

3 原因分析

(1) 機(jī)組跳閘原因：發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)動(dòng)作。

(2) 定子接地保護(hù)動(dòng)作原因：當(dāng)天相對(duì)空氣濕度93 %，空氣潮濕，潮氣通過32號(hào)高廠變高壓側(cè)C相絕緣伸縮膠套管下部排水孔進(jìn)入封閉母線內(nèi)，有水汽凝結(jié)在上方的盆式絕緣子表面，造成絕緣子受潮，絕緣降低從而對(duì)封母外殼放電。

4 整改措施

4.1 盆式絕緣子更新

鑒于該絕緣子已運(yùn)行18年，絕緣子材料采用聚四氟乙烯，老化嚴(yán)重，計(jì)劃將該絕緣子更換為憎水功能更強(qiáng)的不飽和聚酯玻璃纖維增強(qiáng)片狀模塑料(SMC)絕緣子。

4.2 盆式絕緣子防潮管理

由于該地區(qū)空氣濕度大，特別是在秋冬季節(jié)，為防止絕緣子受潮結(jié)露，采取以下幾項(xiàng)措施。

(1) 明確小修對(duì)絕緣膠套管的檢查。修訂公司《變壓器檢修規(guī)程》，明確變壓器小修項(xiàng)目，對(duì)變壓器絕緣橡膠套管的密封性進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有破損的立即進(jìn)行處理。

(2) 明確對(duì)絕緣子啟機(jī)前的檢查。在機(jī)組啟動(dòng)檢查項(xiàng)目中，明確在接到開機(jī)命令后，當(dāng)空氣濕度大于75 %時(shí)，由維護(hù)人員負(fù)責(zé)對(duì)絕緣子受潮情況進(jìn)行檢查，對(duì)受潮絕緣子進(jìn)行擦拭或烘干處理。

(3) 明確并網(wǎng)前對(duì)絕緣的運(yùn)行檢查內(nèi)容。機(jī)組在啟機(jī)前，應(yīng)對(duì)發(fā)變組系統(tǒng)測量絕緣。由于發(fā)變組系統(tǒng)較為龐大，如用2 500 V絕緣表進(jìn)行測試，因其功率小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到泄漏電流測試功率要求，故測量值普遍較低，且該方法主要檢測發(fā)變組是否存在金屬性接地，而對(duì)絕緣受潮等原因引起的絕緣降低不能正確反映。

而采用預(yù)試的方法能夠有效反映系統(tǒng)絕緣，但該方法所涉及的工作任務(wù)繁重，測試系統(tǒng)復(fù)雜，一般是每年利用小修或在常規(guī)測試中進(jìn)行，在機(jī)組日常啟動(dòng)中，并未開展此項(xiàng)工作。因此，在機(jī)組啟動(dòng)前開展發(fā)變組絕緣測試，并不能正確反映絕緣受潮降低情況。

運(yùn)行防潮措施的重點(diǎn)是防止發(fā)電機(jī)組受潮，確保定子冷卻水溫高于氫氣溫度，氫氣除濕機(jī)運(yùn)行正常，封閉母線微正壓工作正常。

當(dāng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁建立正常后，檢查發(fā)變組保護(hù)屏上定子接地保護(hù)開口三角形的電壓，規(guī)定當(dāng)發(fā)現(xiàn)該電壓達(dá)10 V (折算到一次側(cè)電壓為1 000 V)時(shí)，暫停并網(wǎng)操作，對(duì)絕緣薄弱點(diǎn)進(jìn)行檢查，以防止絕緣受潮引起機(jī)組并網(wǎng)后跳閘。對(duì)于高廠變而言，當(dāng)廠用電切換為高廠變運(yùn)行后，負(fù)荷電流使高廠變發(fā)熱，溫度升高，受潮現(xiàn)象將得到改善，絕緣水平會(huì)逐步提高。

5 結(jié)束語

有些電廠對(duì)發(fā)電機(jī)－變壓器組封閉母線內(nèi)絕緣子管理的重要性認(rèn)識(shí)不足，存在管理缺失。通過一起由于空氣濕度大，造成高廠變封閉母線內(nèi)盆式絕緣子受潮，絕緣降低放電，進(jìn)而引起機(jī)組跳閘事件的分析，指出絕緣子管理存在的薄弱環(huán)節(jié)，明確絕緣子防潮的管理措施，對(duì)于防止機(jī)組絕緣受潮造成非停有一定的借鑒意義。