發(fā)電機(jī)出口電壓互感器任一相熔絲燒毀故障分析

張楠

摘要：海南核電為650MW機(jī)組，在發(fā)電機(jī)出口斷路器與發(fā)電機(jī)之間裝有3組單線圈環(huán)氧樹脂澆注全絕緣電壓互感器，由環(huán)氧樹脂及固化劑固化成型，在生產(chǎn)過程中，由于工藝等原因，難免會有氣隙存在，伴隨著運(yùn)行時間的增加，局部放電量增大，可能造成電壓互感器損壞，其中電壓互感器熔絲故障對機(jī)組的瞬態(tài)影響較大，海南核電2號機(jī)組在2016年便出現(xiàn)過此類故障，對該故障進(jìn)行分析，為以后的運(yùn)行提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：電壓互感器;MW反饋;勵磁通道

引言

我國電力事業(yè)發(fā)展迅速，人們越來越關(guān)注用電安全。電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，各種元件和設(shè)備都發(fā)揮了重要作用，其中繼電保護(hù)裝置是非常重要的保護(hù)系統(tǒng)，它可以及時發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中存在的異常情況，實現(xiàn)電力系統(tǒng)故障檢測和自動報警，讓工作人員盡快找到故障位置，恢復(fù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。為避免異常情況對系統(tǒng)造成影響，其可以自主切斷線路，保護(hù)系統(tǒng)。繼電保護(hù)裝置主要對電力系統(tǒng)中的電壓和電流進(jìn)行檢測，電流電壓增大或減小都說明系統(tǒng)中出現(xiàn)了異常情況，需及時進(jìn)行處理，消除故障。實際運(yùn)行中，由于工作人員操作不規(guī)范或日常巡視工作不到位，會使繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障，導(dǎo)致其不能及時發(fā)現(xiàn)故障，影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。為提升供電穩(wěn)定性，要深入分析繼電保護(hù)裝置常見故障原因及有效處理措施，結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行實際情況，采用先進(jìn)技術(shù)維護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，防止故障發(fā)生，進(jìn)一步促進(jìn)我國電力行業(yè)發(fā)展。

1 GSY發(fā)電機(jī)故障現(xiàn)象

2016年11月5早班，2號機(jī)維持熱功率約1490MW，電功率約500MW運(yùn)行，9：05，主控出現(xiàn)2GSE002KAGSE（ETS）軟件故障報警以及2GRE003KAGRE（DEH）軟件故障報警，同時觀察到BUP盤上功率表從501MW緩慢上漲至505MW左右，調(diào)門開度增加約0.5%開度。同時發(fā)電機(jī)無功從45MVAR上漲至80.7MVAR。2號發(fā)電機(jī)MW反饋退出，經(jīng)維修檢查，確認(rèn)為2GSY300TU的A相熔絲燒斷。發(fā)電機(jī)各相電壓及功率變化趨勢如圖1所示。由圖1趨勢可以看出，9：05A-C相、A-B相、B-C相相間電壓在有明顯的變化，導(dǎo)致有功、無功開始波動;11：29，2GSY300TUA相斷相，A-C相、A-B相、B-C相相間電壓差值增大，無故障的B-C相相間電壓增大，在11：36，B-C相相間電壓增大至20873.0V，勵磁調(diào)節(jié)由A通道的自動模式切換到B通道的自動模式。深入分析了解后得知從9：05第一次波動后，2GSY200/300TU送DEH的功率信號存在偏差，一直在6MW左右波動，導(dǎo)致2GSE002KA以及2GRE003KA不斷閃發(fā)。11：292GSY300TUA相斷相后，來自2GSY200/300TU的功率信號偏差不斷增大。調(diào)門開度從34.64%增大到35.46%。DEH上MW（兆瓦）回路退出，由于功率偏差一直>20MW，導(dǎo)致MW回路一直不能投入

2故障分析

與二次側(cè)開路不同，中性線斷開故障具有較強(qiáng)的隱蔽性，此時電流互感器的各相電流值均不為零，電流互感器也無異常響聲。對于三相星形接線，會出現(xiàn)中性點(diǎn)位移，盡管一次側(cè)三相負(fù)荷對稱，二次電流卻不再對稱;對于兩相不完全星形接線，會出現(xiàn)兩相電流值完全相等、相位相反且中性線電流為零的情況，由于此時二次電流值的大小及相位均不正確，將會使計量結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重偏差，并對繼電保護(hù)等裝置的工作產(chǎn)生影響。綜上分析，電流互感器的二次側(cè)電流異常包括數(shù)值異常和相位異常，運(yùn)行中切不可僅靠有無電流指示作為故障判別的唯一標(biāo)準(zhǔn)。電流互感器的安裝、試驗階段為該型故障的多發(fā)階段，必須規(guī)范電流互感器安裝工藝、推進(jìn)電氣試驗標(biāo)準(zhǔn)化操作，還應(yīng)做到以下2點(diǎn)。（1）差動保護(hù)在投入運(yùn)行前，必須測量各中性線的不平衡電流、電壓，以保證保護(hù)裝置和二次回路接線的正確性。（2）電流互感器的二次繞組只允許有一點(diǎn)接地，其中：公用電流互感器二次繞組的二次回路，必須在相關(guān)保護(hù)柜屏內(nèi)一點(diǎn)接地;獨(dú)立的電流互感器的二次回路應(yīng)在開關(guān)場一點(diǎn)接地。

3發(fā)電機(jī)出口電壓互感器任一相熔絲燒毀故障對策

3.1提升工作人員專業(yè)素質(zhì)，做好安裝、檢修和維護(hù)工作

不管是電力系統(tǒng)管理還是系統(tǒng)維修工作，工作人員都應(yīng)承擔(dān)起工作職責(zé)，做好本職工作，按標(biāo)準(zhǔn)做好接線工作和設(shè)備安裝工作，確保繼電保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。要檢查接線過程，確保系統(tǒng)可靠性、安全性，做好常規(guī)檢查工作，保證線路連接質(zhì)量良好。檢查裝置是否存在異常問題，如果發(fā)現(xiàn)異常，一定要及時解決，做好實驗驗證，降低系統(tǒng)故障率，使繼電保護(hù)裝置發(fā)揮更大的作用。

3.2加強(qiáng)PT的鐵磁諧振抑制能力

PT高壓側(cè)中性點(diǎn)串聯(lián)消諧器，增加一次側(cè)抑制諧振的能力。此種方法不僅能很好地限制在線路單相接地恢復(fù)時產(chǎn)生的涌流，避免熔斷器頻繁熔斷，還能較有效地抑制系統(tǒng)發(fā)生的鐵磁諧振，保證相關(guān)設(shè)備安全。加裝消諧器時，應(yīng)注意以下問題：開關(guān)柜內(nèi)使用的PT為分級絕緣PT，需要使用分級絕緣專用的消諧器。加裝一次消諧器后，二次消諧器的配置需要進(jìn)行修改，應(yīng)與二次消諧器廠家進(jìn)行確定。開關(guān)柜內(nèi)空間有限，加裝消諧器前，應(yīng)請開關(guān)柜廠家對絕緣配合進(jìn)行校核。

3.3遠(yuǎn)端模塊出錯及糾錯方法

為了能從遠(yuǎn)端模塊實時獲得正確數(shù)據(jù)，與遠(yuǎn)端模塊相連的光纖接口板NR1122A實時提取接收到的數(shù)據(jù)幀。根據(jù)每幀數(shù)據(jù)中的多個狀態(tài)位信息，NR1122A能全面監(jiān)視遠(yuǎn)端模塊的當(dāng)前工作狀態(tài)，并根據(jù)具體出錯信息采取相應(yīng)的軟件處理方法，以保證得到正確的采樣數(shù)據(jù)。狀態(tài)信息包括遠(yuǎn)端模塊±12V工作電源和AD基準(zhǔn)電源是否正常、背板參數(shù)設(shè)置是否出錯、是否丟幀、奇偶校驗是否出錯等。一旦出錯，會在液晶上產(chǎn)生相應(yīng)的事件和報文，同時采樣DSP板根據(jù)不同的出錯情況做出相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理上送給保護(hù)和測控裝置，并提示運(yùn)行人員根據(jù)具體的出錯情況做出相應(yīng)的處理。如果出現(xiàn)丟幀錯誤，可更換光纖，如果依然丟幀或出現(xiàn)其他錯誤則需更換遠(yuǎn)端模塊。

3.4電流互感器開路運(yùn)行的處理方法

（1）相應(yīng)回路三相測量表計的指示將會出現(xiàn)明顯不一致，計量表計則會出現(xiàn)計量減少或停止。此時開路故障發(fā)生在指示值較小或為零值的一相;開路后鐵芯飽和程度與負(fù)荷大小有關(guān)，當(dāng)負(fù)荷較大時，由于鐵芯內(nèi)磁通密度增加，硅鋼片將會產(chǎn)生很大振動，發(fā)出較大的“嗡嗡”聲，運(yùn)維人員據(jù)此可直觀判別出開路相別。（2）當(dāng)鐵芯發(fā)熱引起繞組絕緣破壞時，會有異味產(chǎn)生，嚴(yán)重時還會冒煙、打火等。（3）誤跳閘和越級跳閘發(fā)生后，應(yīng)結(jié)合故障類型和動作電流值，對相應(yīng)的電流互感器回路進(jìn)行排查。（4）當(dāng)接線螺絲壓接不緊時，會引起端子排局部的發(fā)熱或打火，可通過端子排有無變形、熔化來判定，故障點(diǎn)不明顯時可借助紅外測溫儀來鑒別。

結(jié)束語

電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置是重要的安全裝置，它可以對系統(tǒng)進(jìn)行故障自動檢測并實現(xiàn)自我斷開保護(hù)電路，迅速報警提醒工作人員維修，以盡快恢復(fù)系統(tǒng)，對提升電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量具有重要意義。

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