您的当前位置: > 技术论文 > 正文
国产300MW发电机封母受潮的影响及查找分析
时间：2016-11-02 13:27 来源：未知
王 峰
（大唐国际发电股份有限公司张家口发电厂，河北 张家口 075133）
摘 要：文章简单介绍了某厂3号机组由于发电机封闭母线受潮导致定子接地保护报警、动作跳闸的事故经过，重点讲述了机组零序电压报警的原因分析、查找过程和处理措施，对于同类型机组有一定的指导意义。
关键词：发电机封母；受潮；定子接地保护
Enclosed Bus Damp Influence and Analysis for Domestic 300 MW Tuebine-generator
WANG Feng
(Datang International Power Generation Co.，Ltd Zhangjiakou Powerplant， Hebei Zhangjiakou 075133， China)
Abstract:Simply introduces the accident of due to generator enclosed bus to damp the stator ground fault protection alarm，and action trip for our power plant unit 3， and Focuses on the analysis of the causes，the search process and the treatment measures of the unit zero sequence voltage alarm， this has certain guiding significance for the same type unit..
Key words:the Enclosed bus of generator ，the damp ，the stator ground fault protection
0 引言
2012年8～9月期间，某厂3号机组故障录波器频繁报警，发电机零序电压超限，经多方面检查、分析后认为发电机一次回路存在绝缘薄弱点，停机检查发现C相封母内积存大量水气，本文重点讲述原因查找、分析、处理的过程。
1 故障录波器零序电压超限报警
3号发电机型号为QFSN-300-2、额定有功300MW、额定电压20KV。自2012年1月份机组C级检修后一直运行稳定，无其他重大缺陷发生。8～9月期间，机组故障录波器开始频繁报警，发电机零序电压超限（故录零序8V报警，定子接地保护15V动作跳闸），记录如表1所示。
表13号机组故录报警记录
日期 时间 报警次数 负荷（MW） 平均气温（℃）
8月3日 10:22～10:29 3次 230 28℃
8月21日 10:22～10:29 6次 200 27℃
8月23日 9:45～10:18 23次 230 27℃
8月24日 8:45～10:50 60次 250 28℃
9月6日 10:15～12:36 61次 160 28℃
9月7日 8:49～10:12 34次 160 28℃
2 报警后的检查、分析情况
2.1 零序电压升高真实性的判断及相关检查
国产大型发电机的中性点通过消弧线圈高阻接地，发电机定子接地保护采用由基波零序电压和三次谐波电压构成的100%定子接地保护。其中基波零序电压反映发电机中性点对地电位的升高，取机端电压互感器开口三角电压或中性点电压互感器电压，或消弧线圈的二次电压，整定值5V～10V，可保护发电机定子线圈90%～95%范围。
3号发电机用于定子接地保护的基波零序电压取自发电机出口甲PT开口三角绕组，正常运行时三相电压对称且相等因而为零。当一相发生接地短路时，故障相对地电压降低，开口三角感应零序电压升高，定子接地（基波）保护定值设定15V动作跳闸，故障录波器检测大于8V则发光字信号。
当PT一次保险熔断或二次接线接地时，其开口三角绕组电压也要上升，并发接地报警信号，此为“假接地”报警。于是在8月25日上午检查了3号发电机出口PT（上海互感器厂生产的JDZX8-20型），由于机组处于运行状态，只能从观察孔检查其外观、一次熔断器等。经检查未发现任何异常。
继电保护人员对3号机组零序电压、三次谐波电压、中性点电压进行了测量，并测量了4号机组的相关数据进行对比，数据如表2，3，4所示（测试仪器：ESCORT97型万用表）。
表23号发电机PT二次电压实测值
序号 名称 取处 数值（单位：V）
1 发电机机端甲PT零序电压 甲PT开口三角 6.99
2 发电机机端丙PT零序电压 丙PT开口三角 4.58
3 发电机中性点电压 消弧线圈 6.87
4 发电机机端甲PT A相二次电压 甲PT，AN 62.1
5 发电机机端甲PT B相二次电压 甲PT，BN 57.7
6 发电机机端甲PT C相二次电压 甲PT，CN 55.6
表34号发电机故障录波器显示值
序号 名称 取处 数值（单位：V）
1 发电机机端零序电压 甲PT开口三角 2.2
2 发电机机端三次谐波电压 甲PT开口三角 1.7
3 发电机中性点电压 消弧线圈 2.3
表44号发电机PT二次电压实测值
序号 名称 取处 数值（单位：V）
1 发电机机端甲PT二次电压 甲PT开口三角 2.81
2 发电机机端丙PT二次电压 丙PT开口三角 4.34
3 发电机中性点电压 消弧线圈 3.18
将表2、表4测量结果对比可以看出，3号发电机机端以及中性点均有零序电压且较4号机偏高，可以认为3号发电机本体以及所连接的一次回路的确存在绝缘降低点，需及时查找。
2.2 分析、查找故障点
对可能存在故障点的设备如发电机、厂变高压侧、主变低压侧、封闭母线逐一进行排除，从而找到最有可能发生绝缘降低的部位，缩短抢修时间。
(1) 发电机
1月初3号机组C级检修，发电机小修过程中未发现定子绕组及其出线有缺陷，高压试验合格，部分数据如表5所示。
表53号发电机高压试验值
使用仪器 发电机专用直流耐压仪一套、ZCD205
绝缘电阻（MΩ） 相别 15″ 60″ 吸收比 温度 状态
A 1465 4514 3.35 36 热态通水充氢
B 1499 5411 3.60
C 1435 4133 2.87
直流耐压
直流泄漏 相别 10kV 20kV 30kV 40kV 温度 状态
A μ 20 38 58 73 36 热态通水充氢
mA 14 26 39 52
B μ 20 39 59 78
mA 12 24 37 50
C μ 23 39 57 74
mA 13 25 38 51
可以初步估计本次故障点不在发电机，或是由于其内部突发缺陷所致，有待于停机后的检查和试验进行证实。
(2) 厂变高压侧、主变低压侧绕组
查阅年初的机组厂变、主变检修、高压试验记录，均未发现任何缺陷。且近期变压器运行稳定，油色谱分析各指标处于正常范围内。可基本排除厂变、主变故障原因。
(3) 封闭母线
从报警统计记录上来看，报警集中发生于上午时间段。此时封闭母线处于阳光直射范围内，厂房阴影不能遮住封闭母线。如果封母内部存有水分则很有可能由于温度上升水分蒸发导致母线绝缘降低。而甲PT二次实测值三相分别为：62.1V、57.7V、55.6V，B、C相相对偏低，而C相最低也可反应出C相封母可能受潮最严重。将停运后的检查重点放在封闭母线上，尤其重点检查B、C相。
3 机组停运后查找故障点
9月9日凌晨1点机组停备，开始进行故障点的查找工作，9月10日对发电机出口甲、乙、丙PT做直阻、空载电流、绝缘电阻试验均合格。拆除发电机至封闭母线软连接，对发电机定子绕组测量直阻、直流耐压、泄漏电流、绝缘电阻试验，测量结果合格。
彻底排除PT、发电机的故障原因后开始重点检查封闭母线及其连接部位。在拆除厂变高压侧升高座盖板时，发现B、C相盖板缝隙处有少量水向外流出，彻底拆除后发现C相封母内积存的水份最多，向封筒内观察，支持瓷瓶表面均附着大量水滴。
从而得出结论：此次发电机零序电压超限的主要原因是发电机封闭母线B、C相受潮严重所致。
采用自然风干将封筒内水分彻底去除后，B、C相绝缘试验合格，为防止水气的进入将封母密封条逐一检查并部分更换。之后的一周又下一场大雨，雨后拆除厂变高压侧仍发现进入了少量水分，于是在机组小修时恢复盆式绝缘子并安装吸分子筛吸附式封母微正压装置，解决母线受潮问题。
4 原因分析
3号发电机封闭母线于1994年10月投产运行，基建安装的封母微正压装置除湿效果差、空压机经常出故障，频繁的缺陷以及较大的维护工作使得该装置一度被停运，2001年经过厂内专业讨论确认后将其拆除。在一次冬季检修后的启动过程中，曾因厂变高压侧套管处的盆式绝缘子结冰导致机组掉闸，因而将该盆式绝缘子也拆除。封母经过常年的的运行，支持瓷瓶、观察孔、盖板等处的密封条逐渐老化失去弹性，夏季雨水量较多时稍有密封不严便会造成潮气的侵入，水分在封母筒内大量积存，当上午阳光照射到封母外筒时，内部温度逐渐升高，水分开始大量蒸发，温度的上升同时加剧了水分子的运行速度，导致母线绝缘迅速降低，因而每次发电机零序超限报警均发生在上午时段。
发电机C相绝缘降低导致C相对地电压UC下降，三相电压不平衡，甲PT第三绕组开口三角感应的零序电压升高，达到报警值，如未及时进行处理则故障点的绝缘降低至一定程度则有可能造成机组跳闸，甚至在故障点发生弧光短路接地故障，那将会导致严重的设备损坏，且维修时间长，造成巨大的经济损失。
5 结论
在发电机出现接地报警后给予了高度重视，及时分析报警原因、查找故障点并进行处理，避免了发电机出口接地短路这一重大事故的发生，在保证机组安全生产的同时降低了生产维修成本。
参考文献
[1]王维俭．发电机变压器继电保护应用（第二版）[M]．北京：中国电力出版社，2005．
[2]李伟清．汽轮发电机故障检查分析及预防（第二版）[M]．北京：中国电力出版社，2010．
收稿日期：2013-01-06
作者简介：
王峰（1976），男，本科，工程师，从事火力发电厂生产管理工作，dtzjkwf@163.com。
Copyright ◎ 2014 www.powercec.com All rights reserved.中电电力网 版权所有
客服电话：010-51666594 E-mail:cec@powercec.com 常年法律顾问：朱胤丞律师
中华人民共和国电信与信息服务业经营许可证: 京ICP证080402号 京ICP备11040877 技术支持：佳誉网络
客服电话：010-51666594 E-mail:cec@powercec.com 常年法律顾问：朱胤丞律师
中华人民共和国电信与信息服务业经营许可证: 京ICP证080402号 京ICP备11040877 技术支持：佳誉网络
互联网
报警服务
报警服务
