一起發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作現(xiàn)場(chǎng)故障排查

高玉強(qiáng)

輝縣市電業(yè)局，河南輝縣 453600

1 故障概況

該化工廠發(fā)電機(jī)為一個(gè)老型號(hào)的發(fā)電機(jī)，化工廠自行安裝調(diào)試，發(fā)電機(jī)無出廠報(bào)告及發(fā)電機(jī)銘牌及參數(shù)，現(xiàn)場(chǎng)與化工廠技術(shù)人員溝通，只知道發(fā)電機(jī)容量為3000 千伏安，其它關(guān)于發(fā)電機(jī)的資料很少。

主要經(jīng)過：當(dāng)發(fā)電機(jī)安裝到位后，化工廠將熱力管道閥門打開進(jìn)行暖管，管道暖好后，對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行沖轉(zhuǎn)、超速試驗(yàn)，試驗(yàn)完畢后，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3000 轉(zhuǎn)時(shí)，打開勵(lì)磁開關(guān)緩慢增加勵(lì)磁，發(fā)電機(jī)電壓緩慢提高，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到與主網(wǎng)同期并網(wǎng)條件時(shí)，啟動(dòng)并網(wǎng)開關(guān)，發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，隨即并網(wǎng)開關(guān)斷開，氣輪機(jī)放氣閥門打開，勵(lì)磁機(jī)自動(dòng)降低勵(lì)磁輸出，同時(shí)系統(tǒng)變電站并網(wǎng)線路報(bào)速斷信號(hào)，并網(wǎng)線路開關(guān)跳閘，現(xiàn)場(chǎng)工作人員發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)有放電現(xiàn)象。

2 故障分析、排除

供電部門得到上級(jí)指令，抽派技術(shù)人員組成技術(shù)小組，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，幫助該企業(yè)進(jìn)行測(cè)試，查找原因，排除故障。

2.1 檢查、判斷、排除發(fā)電機(jī)故障

技術(shù)小組首先對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行了測(cè)試檢查，測(cè)試數(shù)據(jù)如下表。

相別UV VW WU△%定子直流電阻(Ω)0.3559 0.3552 0.3534 0.7測(cè)量部位R15MΩ R60 MΩ 吸收比定子絕緣電阻UVW-地8.77 10.5 1.20

經(jīng)過對(duì)發(fā)電機(jī)的初步測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)顯示發(fā)電機(jī)內(nèi)部沒有故障。技術(shù)小組現(xiàn)場(chǎng)討論，懷疑發(fā)電機(jī)出線相序不對(duì)，決定用直流感應(yīng)法，對(duì)定子繞組進(jìn)行極性檢查。當(dāng)發(fā)電機(jī)一相繞組通以脈沖電流時(shí)，另兩相繞組由于互感作用產(chǎn)生相應(yīng)感應(yīng)電勢(shì)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示發(fā)電機(jī)相序正確。

2.2 檢查、判斷、排除發(fā)電機(jī)差動(dòng)回路故障

發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)接線如圖1。

圖1 發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)接線圖

發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)采用三相式接線，發(fā)電機(jī)兩側(cè)電流互感器同名端均位于發(fā)電機(jī)側(cè)。

小組經(jīng)過仔細(xì)核對(duì)接線發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)出口端電流互感器同名端接反。而該種接線可引起二次回路中產(chǎn)生很大的差流，從而導(dǎo)致并網(wǎng)時(shí)縱差保護(hù)誤動(dòng)作，該處為一明顯誤接線錯(cuò)誤。

經(jīng)過技術(shù)小組現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，將該電流互感器接線恢復(fù)正確接線，該故障排除。

2.3 檢查、判斷、排除發(fā)電機(jī)相序故障

排除過發(fā)電機(jī)出口端電流互感器同名端接反問題后，技術(shù)小組詳細(xì)詢問值班人員具體情況，以作進(jìn)一步的判斷。值班人員反映，發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行正常。

小組分析后認(rèn)為，發(fā)電機(jī)空載時(shí)電流較小，所以差動(dòng)保護(hù)回路不動(dòng)作；而并網(wǎng)時(shí)瞬間電流增大，由于電流互感器極性接反導(dǎo)致不平衡差流增大，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。在此，小組成員提出新問題——發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后，只會(huì)跳開發(fā)電廠內(nèi)并網(wǎng)開關(guān)，不會(huì)引起并網(wǎng)側(cè)變電站線路速斷保護(hù)跳閘。

由此，可以判斷這一起事故不止發(fā)電機(jī)出口端電流互感器同名端接反這一個(gè)故障點(diǎn)。

發(fā)電機(jī)并網(wǎng)其相序必須與并網(wǎng)側(cè)線路系統(tǒng)電源相序一致，經(jīng)詢問廠家沒有與并網(wǎng)線路核對(duì)相序，只是用并網(wǎng)線路電源試了一個(gè)電機(jī)，觀測(cè)電機(jī)是正轉(zhuǎn)，就判定為相序正確。技術(shù)小組，隨即用核相儀對(duì)并網(wǎng)側(cè)線路系統(tǒng)電源核對(duì)相序。經(jīng)測(cè)試，并網(wǎng)線路系統(tǒng)電源為正相序，對(duì)發(fā)電機(jī)出口電源核相也為正相序，并網(wǎng)沒有問題。

2.4 檢查、判斷、排除發(fā)電機(jī)并網(wǎng)回路故障

針對(duì)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)，會(huì)引起并網(wǎng)側(cè)變電站斷路器速斷跳閘的原因，小組進(jìn)行分析，認(rèn)為在無線路故障等外因的情況下（并網(wǎng)線路很短），引起速斷跳閘多是相與相之間的短路引起的，進(jìn)一步分析得出，引起短路的原因只有非同期并網(wǎng)。

接下來，小組對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行了同期試驗(yàn)，來驗(yàn)證發(fā)電機(jī)是否非同期并網(wǎng)，

小組用系統(tǒng)電源來做同期試驗(yàn)。進(jìn)行同期試驗(yàn)時(shí)，將發(fā)電機(jī)出口母線隔離開關(guān)斷開，人為將其輔助觸點(diǎn)放在其合閘后的狀態(tài)（輔助觸點(diǎn)接通），同時(shí)斷開廠用電分支開關(guān)，合上待并網(wǎng)母線側(cè)電壓互感器，合上系統(tǒng)并網(wǎng)母線側(cè)電壓互感器，退出勵(lì)磁裝置，合上并網(wǎng)開關(guān)上隔離開關(guān)，合上并網(wǎng)開關(guān)下隔離開關(guān)，這時(shí)用10kV 電纜將系統(tǒng)電源接入待并網(wǎng)母線上，因待并網(wǎng)側(cè)是系統(tǒng)電源，等于系統(tǒng)電源與系統(tǒng)電源并網(wǎng)，主要檢驗(yàn)同期裝置并列同期回路接線是否正確。

合上電源后，檢查同步檢測(cè)表，發(fā)現(xiàn)指針不能指示到零位，顯然同期裝置或同期回路存在嚴(yán)重的問題。同期裝置回路原理如圖2。

圖2 同期裝置回路接線原理圖

對(duì)兩側(cè)電壓互感器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)帶并網(wǎng)側(cè)電壓互感器接錯(cuò)線，A 相與C 相電壓互感器二次側(cè)接反，將A 相與C 相調(diào)整后，合上電源開關(guān)，同步檢測(cè)表指針指到零位，故障排除。

故障排除后，發(fā)電機(jī)順利并網(wǎng)成功。

3 原因分析

此次發(fā)電機(jī)并網(wǎng)故障現(xiàn)象有二，一是發(fā)電機(jī)發(fā)差動(dòng)信號(hào)，并網(wǎng)側(cè)線路速斷跳閘，二是并網(wǎng)側(cè)變電站斷路器速斷跳閘。

分析其原因，一是并網(wǎng)側(cè)電壓互感器二次電壓接線錯(cuò)誤，因?yàn)槎蜛、C 相接反，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)過程中，同步檢測(cè)裝置在尋找并網(wǎng)點(diǎn)時(shí)誤將A 相認(rèn)為C 相，C 相認(rèn)為A 相,直接導(dǎo)致并網(wǎng)點(diǎn)A、C 相短路，引起并網(wǎng)線路速斷跳閘。

二是發(fā)電機(jī)出口端電流互感器同名端接反，引起二次回路中產(chǎn)生很大的差流，從而導(dǎo)致并網(wǎng)時(shí)發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)誤動(dòng)作。

4 結(jié)論

本次故障排除，現(xiàn)場(chǎng)工作重點(diǎn)在于分析，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)勘查設(shè)備以及故障現(xiàn)象，詢問值班人員，故障分析十分透徹，處理方法目標(biāo)明確，故障尋找、排查快捷，給現(xiàn)場(chǎng)所有人留下深刻印象，給現(xiàn)場(chǎng)檢修人員今后的工作提供了鮮活的案例。另外，通過這一事故，也應(yīng)引起電力工作者極大的反思——第一，從設(shè)計(jì)到安裝、改造，二次回路都應(yīng)嚴(yán)格按照要求，仔細(xì)核對(duì)圖紙，確認(rèn)設(shè)計(jì)、接線無誤；第二，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)應(yīng)嚴(yán)格按照要求進(jìn)行交接試驗(yàn)，包括空載、短路、同期等試驗(yàn)，謹(jǐn)防因一些人為因素造成嚴(yán)重的后果，電網(wǎng)企業(yè)也要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)力量薄弱、管理不夠規(guī)范的小型發(fā)電企業(yè)入網(wǎng)的監(jiān)管。

[1]中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì).電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn).中國(guó)計(jì)劃出版社，2006.

[2]中國(guó)國(guó)家經(jīng)貿(mào)委.火力發(fā)電廠、變電所二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范.中國(guó)電力出版社，2002.

[3]李火元.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置.中國(guó)電力出版社，2002.