轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作原因分析與故障查找

精品文檔-下載后可編輯轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作原因分析與故障查找本文通過(guò)對(duì)烏江渡發(fā)電廠#1機(jī)組兩起勵(lì)磁系統(tǒng)引起的轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地故障的分析，闡述了轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地故障排查方法和勵(lì)磁系統(tǒng)絕緣故障引起轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作的機(jī)理，強(qiáng)調(diào)了加強(qiáng)勵(lì)磁系統(tǒng)元器件日常檢查維護(hù)的重要性，并對(duì)DGT801A保護(hù)采用的疊加直流切換采樣原理的轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)提出了改進(jìn)建議。

【關(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地同步變直流初勵(lì)回路

1引言

烏江渡發(fā)電廠位于貴州省遵義縣境內(nèi)，是貴州電網(wǎng)、黔電送粵潮流調(diào)控中的主力調(diào)峰調(diào)頻電廠。現(xiàn)有裝機(jī)容量1250MW（5×250MW），采用靜止可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)，配置3套功率整流柜，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器為SVR2000型微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，發(fā)電機(jī)保護(hù)采用DGT801A微機(jī)保護(hù)裝置，配置有疊加直流切換采樣原理的轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)。#1機(jī)組近期先后發(fā)生同步變故障、直流系統(tǒng)接地引起的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作。

2同步變故障導(dǎo)致轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作分析

2.1故障現(xiàn)象

#1發(fā)電機(jī)運(yùn)行中，上位機(jī)報(bào)“#1機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作”信號(hào)，發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地指示燈點(diǎn)亮，保護(hù)裝置人機(jī)界面顯示轉(zhuǎn)子對(duì)地電阻為0.6kΩ。

2.2故障分析與查找

由于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)元器件眾多，不利于故障點(diǎn)查找，將3個(gè)勵(lì)磁功率柜的交流進(jìn)線刀閘、直流出線刀閘及滅磁開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，分段進(jìn)行絕緣檢查試驗(yàn)。

對(duì)于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)和轉(zhuǎn)子絕緣監(jiān)測(cè)儀來(lái)說(shuō)，其測(cè)量回路與接于功率柜交流進(jìn)線的同步變接地點(diǎn)隔著3組并聯(lián)的可控硅，機(jī)組運(yùn)行、可控硅導(dǎo)通時(shí)，相當(dāng)于勵(lì)磁回路與接地點(diǎn)連通，轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)測(cè)得的對(duì)地絕緣電阻接近0，因此發(fā)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作信號(hào)；機(jī)組停機(jī)后，單個(gè)可控硅正向未導(dǎo)通電阻約40kΩ，由于3組功率柜的交流進(jìn)線和直流輸出均并聯(lián)在一起，因此轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)測(cè)得的對(duì)地絕緣電阻相當(dāng)于3個(gè)可控硅正向未導(dǎo)通電阻的并聯(lián)。

2.3轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)原理分析

DGT801A保護(hù)所采用的有源切換轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地原理只選用了負(fù)端中的一端來(lái)形成直流回路，原理是通過(guò)一個(gè)直流電源把轉(zhuǎn)子繞組的正端或負(fù)端和地連接起來(lái)，形成一個(gè)轉(zhuǎn)子接地保護(hù)的直流回路。在電子開(kāi)關(guān)S1導(dǎo)通、截止的兩種工況下，測(cè)量電壓U1的值，計(jì)算不同狀態(tài)下的漏電流，得到對(duì)地的絕緣電阻值，從而與接地電阻整定值比較判斷保護(hù)是否動(dòng)作。保護(hù)原理圖如圖1，其中R=R1=30kΩ，U=50V，UX為勵(lì)磁電壓，Rg為轉(zhuǎn)子對(duì)地絕緣電阻。

圖中S1為電子開(kāi)關(guān)，由軟件控制；Rg為轉(zhuǎn)子接地時(shí)的過(guò)渡電阻；U1為測(cè)量電壓。直流電源U由保護(hù)裝置自產(chǎn)。在電子開(kāi)關(guān)S1閉合和斷開(kāi)兩種狀態(tài)下，測(cè)量漏電流IH和IK，計(jì)算轉(zhuǎn)子接地電阻Rg。

從保護(hù)原理上可以看出，轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)由于采用了疊加直流電源的原理，不受轉(zhuǎn)子對(duì)地電容的干擾，有較高的可靠性。但保護(hù)計(jì)算轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地動(dòng)作判據(jù)時(shí)，未考慮電子開(kāi)關(guān)S1閉合和斷開(kāi)兩種狀態(tài)下轉(zhuǎn)子電壓的變化，這將在轉(zhuǎn)子電壓變化較大時(shí)造成一定測(cè)量誤差，甚至在極端情況下會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)，如開(kāi)機(jī)升壓過(guò)程中，轉(zhuǎn)子絕緣良好，S1閉合、斷開(kāi)時(shí)UX分別為25V、100V，此時(shí)保護(hù)測(cè)得的閉合電流約為開(kāi)電流的2倍，計(jì)算所得絕緣電阻為0kΩ，此時(shí)只能靠保護(hù)裝置延時(shí)來(lái)躲開(kāi)。

2.4故障查找與原因分析

判斷轉(zhuǎn)子或其勵(lì)磁回路發(fā)生了絕緣降低的異常情況后，斷開(kāi)滅磁開(kāi)關(guān)，對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組、勵(lì)磁變低壓側(cè)、勵(lì)磁功率柜等進(jìn)行絕緣檢查均顯示絕緣良好，未找到故障點(diǎn)。發(fā)電機(jī)開(kāi)機(jī)至空轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子絕緣良好、轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)未動(dòng)作，排除了轉(zhuǎn)子磁軛絕緣破損在開(kāi)機(jī)加速離心力作用下發(fā)生一點(diǎn)接地故障的可能性。

對(duì)發(fā)電機(jī)升壓過(guò)程中狀態(tài)發(fā)生變化的元器件進(jìn)行排查發(fā)現(xiàn)，將初勵(lì)回路切換為交流初勵(lì)回路后，轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)所測(cè)轉(zhuǎn)子絕緣恢復(fù)正常，轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)不再動(dòng)作。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)直流初勵(lì)回路隔離二極管63D被擊穿導(dǎo)通，失去反向阻斷作用。

當(dāng)發(fā)電機(jī)升壓投入直流初勵(lì)電源時(shí)（即合上67K、斷開(kāi)65K時(shí)），發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路與直流系統(tǒng)直接連通，轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)將受直流系統(tǒng)對(duì)地電容干擾及對(duì)地絕緣下降的影響。由于當(dāng)時(shí)直流正母線存在多個(gè)支路絕緣下降現(xiàn)象，直流正母線對(duì)地絕緣在40kΩ～100kΩ之間跳變，此時(shí)保護(hù)裝置所測(cè)得的轉(zhuǎn)子接地漏電流等于保護(hù)自產(chǎn)直流電源（50V）與一號(hào)廠直流系統(tǒng)（220V）疊加后作用于對(duì)地電阻產(chǎn)生的電流，其電流值隨直流系統(tǒng)對(duì)地阻值變化而變化（若63D未擊穿則不會(huì)受直流系統(tǒng)影響），從而造成轉(zhuǎn)子一點(diǎn)保護(hù)動(dòng)作。

3結(jié)束語(yǔ)

水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中，由于勵(lì)磁系統(tǒng)元器件接地、轉(zhuǎn)子受潮或碳刷在運(yùn)行過(guò)程中的粉塵及油污等因素的影響，轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。

對(duì)于南自DGT801A保護(hù)采用的疊加直流切換采樣原理的轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)，建議廠家在計(jì)算絕緣電阻判據(jù)時(shí)考慮勵(lì)磁電壓的實(shí)時(shí)變化，增加在電子開(kāi)關(guān)S1閉合和斷開(kāi)兩種狀態(tài)下對(duì)轉(zhuǎn)子電壓的測(cè)量，或在判據(jù)中增加對(duì)漏電流幅值的判斷，增加保護(hù)裝置對(duì)轉(zhuǎn)子對(duì)地絕緣電阻測(cè)量的準(zhǔn)確度，提高保護(hù)可靠性。保護(hù)增加對(duì)轉(zhuǎn)子電壓的測(cè)量也有利于在保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)錄制轉(zhuǎn)子電壓波形，便于事故分析。

簡(jiǎn)介

陸健（1982-），男，江蘇省泰興市人?，F(xiàn)為貴州省烏江