潘家口下池電站2號機(jī)組勵磁變過流保護(hù)動作原因分析

宋曉星，李 丹

（國網(wǎng)新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北 唐山 064300）

0 引言

潘家口抽水蓄能電廠位于河北省遷西縣內(nèi)，1980年開始發(fā)電，至今已有41年的歷史。下池電站設(shè)計安裝2臺裝機(jī)容量為5 MW的燈泡貫流式水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組,采用自并勵可控硅勵磁方式。2號機(jī)組勵磁變設(shè)置了過負(fù)荷保護(hù)、差動保護(hù)、過流保護(hù)、繞組溫度高保護(hù)。本次事件是由于2號機(jī)組勵磁變過流保護(hù)動作，導(dǎo)致2號機(jī)組轉(zhuǎn)電氣事故停機(jī)。

1 事件發(fā)生的經(jīng)過

潘家口抽水蓄能電廠下池電站事故發(fā)生前電氣主接線正常方式運(yùn)行，3.15 kV、10 kV母線正常；廠用變帶廠用電Ⅰ、Ⅱ段運(yùn)行；1號機(jī)組和2號機(jī)組分別帶2.0 MW負(fù)荷發(fā)電。2021年06月15日13：06，2號機(jī)組勵磁變過流保護(hù)動作，2號機(jī)組轉(zhuǎn)電氣事故停機(jī)。機(jī)組停機(jī)后對2號機(jī)組勵磁變及勵磁裝置進(jìn)行檢查，均未發(fā)現(xiàn)異常。2號機(jī)組發(fā)電機(jī)豎井檢查發(fā)現(xiàn)有絕緣損壞味道且伴有煙霧。對2號發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢修隔離，2號機(jī)組退出備用轉(zhuǎn)檢修。

2 事件狀況排查

勵磁變過流保護(hù)動作可能原因：勵磁變高壓側(cè)短路、低壓側(cè)短路、保護(hù)誤動、勵磁變本體繞組故障、絕緣降低等，針對以上可能原因開展排查工作。

2.1 勵磁變本體排查

對勵磁變本體進(jìn)行檢查，高低壓側(cè)母線連接良好，絕緣瓷瓶無放電痕跡；勵磁變本體無過熱及放電痕跡；對勵磁變進(jìn)行高壓試驗，試驗結(jié)果正常，勵磁變試驗報告情況如下。

（1）設(shè)備銘牌參數(shù)見表1。

表1 銘牌參數(shù)

（2）勵磁變絕緣電阻測試見表2。

表2 絕緣電阻 單位：MΩ

（3）直流電阻測試見表3。

表3 直流電阻 單位：mΩ

由以上實驗數(shù)據(jù)得出，勵磁變絕緣情況和勵磁變直流電阻良好。

2.2 勵磁裝置情況排查

勵磁裝置檢查未發(fā)現(xiàn)異常，可控硅無異常，快熔無異常。排除勵磁裝置故障導(dǎo)致勵磁變過流保護(hù)動作的原因。經(jīng)現(xiàn)地檢查，2號勵磁變過流保護(hù)動作，跳開發(fā)電機(jī)出口開關(guān)，監(jiān)控波形如圖1所示。

圖1 波形圖

由波形圖分析可知：故障初期，2號機(jī)組勵磁電流異常增大，分析為2號機(jī)組滑環(huán)刷架松動后刷握與滑環(huán)之間接觸，從而導(dǎo)致放電引起短路，因而2號勵磁裝置過勵限制動作，勵磁通道由A套切換至B套，因故障點未消除，通道切換后，過勵限制持續(xù)動作，勵磁變過流保護(hù)動作，機(jī)組轉(zhuǎn)電氣事故停機(jī)。

2.3 一次設(shè)備檢查

對2號機(jī)組發(fā)電機(jī)進(jìn)行隔離，阻尼繞組、勵磁引線、磁極引線等部位的螺絲以及轉(zhuǎn)動部件詳細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)滑環(huán)刷架及刷握損壞，滑環(huán)表面有放電灼傷痕跡，故障后滑環(huán)刷架及相關(guān)部件如圖2、圖3、圖4所示。滑環(huán)刷架導(dǎo)電螺桿絕緣套管燒損嚴(yán)重，導(dǎo)電螺桿螺絲松動。

圖2 刷架

圖3 導(dǎo)電螺栓絕緣套管

圖4 故障后滑環(huán)表面

3 事故原因分析

（1）直接原因：2號機(jī)組滑環(huán)刷架松動后使刷握與滑環(huán)之間接觸，從而導(dǎo)致放電引起短路，勵磁變過流保護(hù)動作，出口開關(guān)跳閘，2號機(jī)組電氣事故停機(jī)。

（2）根本原因：滑環(huán)刷架導(dǎo)電螺栓連接，防松動措施不完善，經(jīng)長時間運(yùn)行，在周圍環(huán)境如振動、電磁力等因素的影響下使連接螺栓松動，導(dǎo)致刷握與滑環(huán)產(chǎn)生摩擦后短路。

4 暴露問題及防控措施

滑環(huán)刷架導(dǎo)電螺桿連接防松動措施不完善，運(yùn)維人員對設(shè)備情況掌握不到位，需要定期且立即對兩臺機(jī)組滑環(huán)刷架等連接裝置進(jìn)行外觀檢查，未見松動現(xiàn)象；針對未定期進(jìn)行檢修，明確對壓緊螺栓每年檢查一次，列為定期工作，結(jié)合機(jī)組檢修進(jìn)行。

5 結(jié)論

由于勵磁變過流保護(hù)動作，導(dǎo)致2號機(jī)組轉(zhuǎn)電氣事故停機(jī)，這次事故不僅對我廠電氣設(shè)備造成了損傷，同時也對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來一定程度的負(fù)面影響。潘家口電廠結(jié)合本次事故，嚴(yán)格落實整改措施，保障機(jī)組正常運(yùn)行。