發(fā)電廠二次系統(tǒng)電壓異常案例分析

發(fā)電廠二次系統(tǒng)電壓異常案例分析電氣室繼電保護(hù)專業(yè)鄭豫生

為吸取電廠設(shè)備故障的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提高電氣繼保專業(yè)技術(shù)專業(yè)水平，對部分電廠現(xiàn)場發(fā)生的二次系統(tǒng)電壓異常案例進(jìn)行分析總結(jié)，希望對大家遇到類似故障后快速處理提供經(jīng)驗(yàn)和幫助。

案例1：某電廠#2機(jī)發(fā)電機(jī)三次諧波定子接地保護(hù)頻繁報(bào)警，檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)機(jī)端三次諧波電壓2.0V，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)三次諧波電壓不穩(wěn)定，發(fā)變組故障錄波頻繁報(bào)警，啟動(dòng)量為發(fā)電機(jī)100%定子接地現(xiàn)場情況分析：

機(jī)組正常情況下，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)三次諧波電壓略高于機(jī)端三次諧波電壓。查閱調(diào)試報(bào)告，機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)機(jī)端三次諧波電壓2.55V，中性點(diǎn)三次諧波電壓2.81V。針對故障錄波數(shù)據(jù)及保護(hù)動(dòng)作報(bào)文，并對發(fā)電機(jī)機(jī)端及中性點(diǎn)三次諧波進(jìn)行測量，判斷為保護(hù)誤動(dòng)。

最終發(fā)現(xiàn)問題：經(jīng)對相關(guān)保護(hù)回路進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地電阻柜內(nèi)接地變壓器有一螺栓松動(dòng)，緊固后發(fā)電機(jī)三次諧波定子接地保護(hù)恢復(fù)正常。反映問題及經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：

由于發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地電阻柜位于主廠房6.9米平臺，距凝汽器較近，震動(dòng)較為劇烈，因此建議廠內(nèi)加強(qiáng)該區(qū)域的一次設(shè)備巡視，并利用機(jī)組停機(jī)期間，開展一次設(shè)備螺栓（釘）、夾件及二次回路端子排緊固工作，以避免因震動(dòng)過大造成回路松動(dòng)，引起保護(hù)誤動(dòng)事件。案例2：某電廠#2發(fā)電機(jī)2PT、3PT電壓不平衡，就某電廠#2發(fā)電機(jī)電壓異?，F(xiàn)場測量數(shù)據(jù)如下：諧波分析儀現(xiàn)場測量結(jié)果（V）現(xiàn)場情況分析：

從保護(hù)和測量數(shù)據(jù)看，發(fā)電機(jī)1PT為匝間保護(hù)專用PT，相電壓、線電壓平衡，無負(fù)序功率，縱向基波零序電壓幾乎為零，說明一次系統(tǒng)正常；負(fù)序功率方向元件接入正確。測量出的1PT三次諧波6.3V，因1PT中心點(diǎn)不接地此值參考意義不大。

2PT、3PT及發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓為雙頻定子接地保護(hù)所用。發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)基波零序電壓較小，機(jī)端三次諧波小于中性點(diǎn)三次諧波2倍以上，說明一次系統(tǒng)對地絕緣正常。三次諧波是由發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與所帶負(fù)荷有關(guān)，中性點(diǎn)三次諧波電壓值應(yīng)與平常參照值對比才有意義。

2PT、3PT相電壓不平衡，基波零序電壓較高這不太正常。問題懷疑原因及處理建議如下：1．PT一次或二次N線接地不好。建議機(jī)組運(yùn)行中對機(jī)端和中性點(diǎn)的三次諧波相位進(jìn)行測量，正常時(shí)兩側(cè)相位基本一致，最大不得大于20°。2．2、3PT的A、B負(fù)載不平衡，有壓降產(chǎn)生，建議機(jī)組停機(jī)后測量PT一、二次接觸情況。

3．以上問題排除后建議停機(jī)后對發(fā)電機(jī)、電壓互感器及避雷器進(jìn)行預(yù)試。最終發(fā)現(xiàn)故障原因機(jī)組臨檢中發(fā)現(xiàn)PT小車一次N接地螺栓松動(dòng)，緊固后PT相電壓及基波零序電壓恢復(fù)正常。

案例3：某電廠#4機(jī)組負(fù)荷500MW，發(fā)電機(jī)3PT零序電壓異常，零序電壓15.43V，其他PT電壓正常，就地測量3PT數(shù)據(jù)如下：現(xiàn)場情況分析從測量的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)3PT開口三角電壓B、C相34V數(shù)據(jù)正常，A相24.95V，比正常相低9V。根據(jù)當(dāng)天負(fù)荷穩(wěn)定情況下測量3PT零序電壓，還有緩慢增加的跡象。根據(jù)測量得到的數(shù)據(jù)分析為3PT開口三角電壓A相接觸不良，由于現(xiàn)場沒有備件，建議如下：1.利用紅外成像儀檢測PT各連接處是否有發(fā)熱跡象。2.做好安全措施，檢查PT航空插頭是否松動(dòng)并緊固。3.運(yùn)行人員2小時(shí)檢測一次發(fā)電機(jī)電壓，重點(diǎn)觀察3PT零序電壓是否有增加趨勢。最終故障原因檢修人員發(fā)現(xiàn)3PT的A相二次接線有松動(dòng)現(xiàn)象，緊固后零序電壓恢復(fù)正常。3某電廠定子接地保護(hù)動(dòng)作原因分析某電廠#2機(jī)組正常運(yùn)行，當(dāng)時(shí)機(jī)組帶有功功率121MW,無功功率78.44Mvar定子三相電壓分別為Ua=9.13KV,Ub=9.2KV,Uc=9.17KV,定子三相電流分別為Ia=5.38KA,Ib=5.34KI,IC=5.35KA。12時(shí)09分，#2發(fā)變組保護(hù)運(yùn)行中突發(fā)定子接地保護(hù)動(dòng)作，II陽春1開關(guān)跳閘，MK開關(guān)跳閘，快切裝置動(dòng)作切換廠用電成功。發(fā)變組保護(hù)A、B柜WFB-801發(fā)出“基波定子接地”動(dòng)作信號，動(dòng)作報(bào)告顯示“基波零序電壓：22.07V”。

查閱#2發(fā)變組故障錄波文件，機(jī)端三相電壓（二次有效值）分別為：UA=53.762V；UB=49.208V；UC=69.786V。三相電流（二次有效值）：IA=3.344A；IB=3.373A；IC=3.345A。

12時(shí)48分進(jìn)行發(fā)電機(jī)升壓試驗(yàn)，定子接地保護(hù)再次動(dòng)作?，F(xiàn)場情況分析：故障錄波數(shù)據(jù)及保護(hù)動(dòng)作報(bào)告

通道有效值（V/A）相位（度）發(fā)電機(jī)極端電壓Ua53.7623.5發(fā)電機(jī)極端電壓Ub49.208230.2發(fā)電機(jī)極端電壓Uc69.786110.8發(fā)電機(jī)極端電流Ia3.344317.6發(fā)電機(jī)極端電流Ib3.373197.7發(fā)電機(jī)極端電流Ic3.34577.6發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓U122.067124.0保護(hù)動(dòng)作報(bào)告動(dòng)作時(shí)間：5004ms，基波零序電壓：22.07V。定值：基波零序電壓：14V，動(dòng)作時(shí)間：5s

其中：機(jī)端電壓取自發(fā)電機(jī)端TV，中性點(diǎn)電壓取自發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)TV?；阈螂妷喝∽园l(fā)電機(jī)中性點(diǎn)TV?，F(xiàn)場情況分析從保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)告及故障錄波器錄波數(shù)據(jù)可看出，定子接地保護(hù)動(dòng)作時(shí)刻，由機(jī)端TV所測三相電壓不平衡，B相電壓最低為49.028V，其次為A相電壓，C相電壓最高，同時(shí)，由發(fā)電及中性點(diǎn)所測零序電壓升高為22.07V，從不同安裝位置的TV所測電壓均發(fā)生變化，初步判斷發(fā)電機(jī)一次系統(tǒng)發(fā)生故障。而且判斷出，發(fā)電機(jī)電壓互感器出故障的可能性最大。重點(diǎn)放在電壓互感器的檢查上?，F(xiàn)場升壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)：

TV一次繞組模擬運(yùn)行電壓施以8000V電壓，測量二次電壓，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：除2YH3A外其他TV2YH3A2YH1a-1x(V)5123.387.62a-2x(V)5123.088.0da-dx(V)2913.388.2TV絕緣試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)電機(jī)機(jī)端TV（A、B、C三相共9只單相TV），其中2YH1三相TV為全絕緣，2YH2和2YH3為分級絕緣，分別進(jìn)行絕緣電阻測量，均大于500MΩ。中性點(diǎn)TV絕緣電阻為500MΩ，TV絕緣電阻測試數(shù)據(jù)均合格。TV交流耐壓試驗(yàn)分別對9只機(jī)端電壓互感器進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，耐壓38KV，1min。當(dāng)進(jìn)行2YH3A互感器三倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)時(shí)，泄露電流過大，無法升壓。

TV勵(lì)磁特性試驗(yàn)：勵(lì)磁特性曲線如下圖：2YH3A互感器勵(lì)磁特性曲線

其他互感器勵(lì)磁特性曲線從勵(lì)磁特性可以看出，兩個(gè)勵(lì)磁特性曲線有明顯不同，說明2YH3A勵(lì)磁特性異?！，F(xiàn)場分析結(jié)論通過機(jī)端TV的交流耐壓試驗(yàn)和勵(lì)磁特性試驗(yàn)，進(jìn)一步確認(rèn)了2YH3A互感器故障，故障判斷為一次繞組匝間短路，且繞組對地絕緣損壞，相當(dāng)于機(jī)端A相經(jīng)過渡電阻接地。

結(jié)語

二次系統(tǒng)電壓異常故障是電力系統(tǒng)常見故障之一，多發(fā)生于發(fā)電機(jī)端PT及中性點(diǎn)PT相電壓及零序電壓異常，造成結(jié)果多為發(fā)變組保護(hù)定子接地保護(hù)誤動(dòng)或報(bào)警，給機(jī)組正常運(yùn)行帶來巨大隱患。主要產(chǎn)生原因：1、二次接線端子松動(dòng)造成接觸電阻過大或接觸不良。2、PT本身質(zhì)量存在隱患，絕緣或繞組存在故障。3、PT一次或二次接地不良或接地點(diǎn)與主地網(wǎng)連接斷裂，造成中性點(diǎn)漂移。電壓異常故障預(yù)防措施及建議1、加強(qiáng)發(fā)變組保護(hù)定值管理：（1）三次諧波保護(hù)投報(bào)警，不可投跳閘；（2）基波定子接地保護(hù)定值應(yīng)