鎏 鱼篁堡兰坚兰 ｓｎｅｂｅ—ｇｕａ ｙｕ Ｇａ ｚａ。 发电机转子接地保护跳闸故障的分析与处理 康伟 （湛江中粤能源有限公司，广东湛江５２５０００） 摘要：结合中粤电厂２×６００ ＭＷ设备继电保护运行状况，介绍了某次发电机转子接地保护动作发生时的故障检查与分析方法，并 给出改进和预防措施，为以后的安全运行提供了合理建议。 关键词：发电机；接地保护；故障 ０引言 火力发电厂由于锅炉、汽机、发电机之间流程１二艺结合紧 密，各类事故时有发生。本文以中粤电厂某次６００ ＭＷ发电机 转子接地保护跳闸故障的分析与处理为例，介绍了利用事故顺 序系统及计算机的数据记录功能寻找事故发生原因并解决故 障的过程。事实证明，利用事故顺序系统及计算机的数据记录 功能，能够有效地找出事故发生的原因，并进一步制定出正确 合理的事故处理方案，从根本上减少和杜绝同类事故的再次发 生，保证机组的安全运行。 １ 中粤电厂发电机继电保护配置情况 中粤电厂配置２台６００ ＭＷ发电机组，以发电机一变压器 单元接线接至厂内５００ ｋＶ配电装置，发电机出口不装设断路 器。发电机变压器组采用Ｍ系列保护，其中发电机保护采 用美国贝克威茨（ＢＥＣＫｗＩＴＨ）Ｍ３４２５Ａ、Ｍ３４１０装置，主变保 护采用Ｍ３３１１装置，高压厂用变压器采用Ｍ３３１１、Ｍ３４１０装 置，励磁变保护采用Ｍ３３１０装置。非电量采样装置为ＣＳＲ２２Ｂ。 ２保护系统运行与故障情况 ２．１发电机故障过程 ２Ｏｌ３ ０６—２６Ｔ１６：５５，撑２机组有功４８２ ＭＷ，无功８Ｏ Ｍｖａｒ， 投入ＡＧＣ运行，转子电流２ ８９８ Ａ、电压２６７ Ｖ，正对地电压 １２３ Ｖ．负对地电压一１３９ Ｖ。５００ ｋＶＩ、Ⅱ母，调港甲、乙线，第 一、二串开关正常合环运行。 ２Ｏｌ３—０６—２６Ｔ１７：０６，集控室＃２机组Ｉ）（ Ｓ发“群２机励磁系 统一一点接地跳闸”信号，＃２发电机跳闸，大联锁动作汽机跳闸， 锅炉ＭＦＴ。机组跳闸首出为发电机跳闸，６．９Ｍ集控楼继保室 ≠｝２发变组保护１、ｒ屏Ｍ３４２５Ａ保护装置发６４Ｆ转子接地保护 ｏｕｔ４动作ｍ口，≠｝２发电机故障录波器启动录波，报文显示转子 一点接地保护动作时问１７：Ｏ６：３８．８，动作值４．９７ ｋＱ。 ２＿２故障现场检查情况 （１）跳闸后将≠｝２发变组保护Ⅳ屏的Ｍ３４２５Ａ保护装置定 值与定值单核对，检查定值正确一致。 （２）保护动作前转子正对地电压和负对地电压没有突变。 （３）检查≠ｆ ２发电机故障录波装置波形：舟２发电机的机端 ｉ相电压、ｊ相电流，励磁变低压侧三相电流，转子电压、电流 没有发生突变。 （４）检查 ２发电机保护装嚣录波图：≠｝２发电机的机端电 压、电流没有发生突变。 （５）查看保护装置动作事件纪录，转子一点接地动作时在 转子励磁回路上测量转子绕组与地之间的绝缘电阻为 ４．９７ ｋＱ ８２ （６）检查≠｝２发变组保护Ⅳ屏的Ｍ３４２５Ａ保护装置情况：检 查转子接地保护装置内部元器件无异味，焊接牢固可靠，保护 装置外回接线正确可靠无松动。使用滑线变阻器进行模拟接 地试验。在转子回路的直流母排上分别进行正、负直流母排绝 缘试验，试验结果：报警值为１５ ｋｎ，延时５ Ｓ出口；跳闸值为 ５ ｋｎ，延时３ Ｓ出口。转子接地保护装置试验结果与保护定检 投运定值相同，无异常。 （７）检查发电机转子接地保护在大轴汽端的接线，检查转 子励磁碳刷和大轴接地碳刷。 （８）转子绝缘测量情况：发电机跳闸后测量 ２发电机转子 绝缘为２００ ＭＱ，励磁封母正极对地１．９６ ＭＱ，负极对地 １．９２ ＭＱ（合格值＞０．５ ＭＱ），测量≠≠２发变组保护Ⅳ屏的 Ｍ３４２５Ａ保护装置中转子励磁回路上转子绕组与地之间的绝 缘电阻＞１００ Ｍｆｌ，跳闸时报文为≠｝２发电机转子保护动作值为 ４．９７ ｋＱ（整定值为５ ｋＱ），就地检查发电机励磁回路，外观检查 未发现异常现象。 （９）发现发电机转子碳刷滑环下方的地面上和转子电源引 入的裸露部分的母线上积存的碳粉比较多，清理碳粉后再测转 子回路绝缘，正极对地２ ＭＱ，负极对地２ ＭＦＺ。 （１０）检查＃２发电机转子一次侧情况：拔出所有励磁碳刷， 拆开励磁碳刷软连接观察孔和隔风滤网，软连接有热缩包扎且 状态良好，励磁母排绝缘子、励磁母排底部小室有较多的碳粉 堆积，拆开发电机励磁封母盖板检查，未发现异常。 ３故障分析 ３．１故障原因 （１）采用了注入式转子接地保护，在转子绕组的正负两端 与大轴之间注入一个电源，实时求解转子对地绝缘电阻值，注 人电压由保护装置提供。保护反应发电机转子对大轴绝缘电 阻的下降。通过分析≠｝２发电机保护装置事件记录和故障录 波，转子绝缘下降是一个瞬时过程，装置报警灯亮，记录动作值 为４．９７ ｋＱ，转子一点接地保护正确动作。保护动作前转子正 对地电压和负对地电压变化不大。 （２）从录波记录可以看出，跳闸延时２ ８０６．６ ｍｓ出口， 口后到３ ６７９．１ ｍｓ即返回，即动作后８７２．５ ｍｓ返回。可判断 为非金属性接地，故障后测量发电机转子绝缘电阻合格，可确 认转子无异常，可保证安全运行。 （３）经过检查及试验，初步确定转子接地原因为集电环外 环运行中积累碳粉及碳粉中含有少量油雾，导致集电环对转轴 放电，使绝缘值降低。 ３＿２故障暴露的问题 （１）发电机运行过程中励磁碳刷及励磁母排底部小室有一 ｓｎｅｂｅｉｇｕａ ｕ Ｇａ ｚａ。： 重要堡主坚兰叠 定的碳粉堆积，且有油污现象，转子滑环、碳刷回路上粘有油污 的碳粉沉积过多且对地放电有可能使转子励磁回路绝缘降低， （７）将发电机大轴接地碳刷由每边每个单碳刷改为每边每 个双碳刷与大轴接触。 （８）对转子接地保护装置进行改造，由继保室保护屏实现 造成转子接地保护动作。 （２）要注意大轴接地碳刷接触是否良好或大轴处是否有油 污形成油膜造成与大轴接地碳刷接触电阻增大，大轴接地碳刷 的改至励磁小间就地励磁系统上实现转子接地保护功能，减少 中间回路干扰环节。 接触不好有可能造成转子接地保护动作。 （３）在继保室发变组保护屏中实现的发电机转子接地保 护，与励磁转子一次设备距离远，中间有一定的电缆连接输入 回路，若存在干扰信号，也有可能造成转子接地保护动作。 ５结语 本文结合燃煤火力发电厂大型发电机组的特点，介绍了中 粤电厂发电机的继电保护系统，对其他电厂整定工作的开展具 有借鉴意义。以某次发电机转子接地保护误动事件为例，介绍 了如何利用事故顺序系统及计算机的数据记录功能有效地找 ４纠正和预防措施 针对该类故障发生暴露的发电机运行维护和继电保护系 统的问题，提出以下纠正和预防措施： （１）对转子励磁励碳、励磁母排底部小室的碳粉进行了清 扫，运行过程中加强对碳粉沉积情况的检查。 （２）运行过程中加强对大轴接地碳刷的检查。 （３）根据１９９９版国家电力公司汽轮发电机运行标准第六 出事故发生的原因，并对以后的安全运行提出合理建议。 ［参考文献］ ［１］ＦｅｒｒｅｉｒａＬＲＣ，ＣｒｏｓｓｌｅｙＰＡ，Ｇｏｏｄｙ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｅｖａｌｕａ— ｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．１ＥＥ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ－Ｇｅｎｅｒａ— ｔｉｏｎ，Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，１９９９，１４６（６）：６２６￣６３２ 章：运行中的发电机，当励磁回路的绝缘电阻突然降低时，应以 压缩空气吹净集电环（滑环）和碳刷，以恢复绝缘电阻。根据这 一Ｅ２］吕崇德，任挺进，姜学智，等．大型火电机组系统仿真与建模 ＥＭ］．清华大学出版社，２００２ Ｅ３］杨莉．百万千瓦级机组发电机变压器组继电保护配置探讨Ｉ－Ｊ］． 电力自动化设备，２００６，２６（１０）：ｌｌＯ～１１３ Ｅ４］李华，周密，李锡芝．关于大机组继电保护配置若干问题的讨 论［Ｊ］．电力设备，２００４，５（７）：４１～４５ 原则，设备部应制定集电环（滑环）和碳刷定期吹扫的措施。 （４）根据ＤＩ ／Ｔ６８４—２Ｏ１２《大型发电机变压器继电保护整 定计算导则》：对于氢冷汽轮发电机，转子接地保护可整定为 ０．５～１０ ｋｎ，动作时限整定为５～１Ｏ Ｓ。 （５）对密封瓦漏油情况进行定期检查，防止油污渗入发电 机碳刷小室及大轴接地碳刷。 （６）将励磁转子正、负对地电压信号及灭磁开关状态接人 故障录波装置，以加强对转子励磁参数的监控。 （上接第８１页） 收稿日期：２０１５—０３—０２ 作者简介：康伟（１９８２一），男，湖南长沙人，硕士研究生，生产 技术分部电气专工，从事电气技术管理工作。 ２个主站发送远动信息，实现远动信息的完整性和一致性，保证 链路到应用的整个环节良好的冗余特性。根据ＩＥＣ１０４的通信 特点，只有子站已经发送的并且经过帧序号确认的应用数据才 远方ＡＧＣ功能，避免切换过程中电站无法接收到省调下发的 调节指令。 可以认为是已经被主站正确接收，虽然远动信息连接到的主站 不同，但其数据的内容是完全相同的，需要省调的调度自动化 ４结语 改造后的恰甫其海水电站调度自动化系统投运后，实现了 系统对接收的数据进行确认，确认其中一台厂外通信机为主用 设备，另一台厂外通信机为备用，实现２台通信机的冗余功能。 与省凋的网络链接，提高了调度通信的可靠性和安全性，为新 疆电力调度生产系统的发展打下了良好的基础。 ［参考文献］ ３改造后的应用效果 ３．１改造后的优点 由于原用的厂外通信机设备硬件配置较低，通过改造，重 Ｅ１］汤震宇，张桂阳，尤小明．远动ＩＥＣ１０４通信通道冗余机制的探 讨｜Ｊ］．电力系统通信，２０１０（７） 新购置了２台厂外通信机，安装有改进后的操作系统和应用软 件，使其兼容性提高，在施工和调试过程中，设备频繁重启，未 出现过系统崩溃的现象，大大提高了系统的稳定性；由于配有２ 台厂外通信机，当１台设备故障时，不会造成远动通信中断，提 高了远动信息的可靠性，更便于系统的维护。 加装了ｌ台加密装置和２台交换机，增加了１路２Ｍ光纤 通道，提高了远动信息传输的安全性和网络的可靠性。 ３＿２存在的不足 ２台厂外通信机为并列运行，由省调的主站决定接收其中 １台通信机的数据，２台厂外机不可进行手动切换，在调试过程 中，当省调主站进行切换时，备用通信机发送的实时数据被省 调主站确认时间较长，建议在切换主备通信机时，退出电站的 收稿日期：２０１４—１２—１５ 作者简介：田海雁（１９７９一），女，甘肃酒泉人，工程师，计算机 监控系统维护专责，研究方向：水电站自动控制。 机电信息２０］５年第９期总第４３５期 ８３
