2#发电机励磁变过流保护动作故障分析报告

2#发电机励磁变过流保护动作故障分析

报告

摘要：2020年5月1日02:43:58公用工程部2#发电机后备保护动作，2#发电机出口断路器G502及灭磁开关2MK动作跳闸，联跳2#汽轮机，DEH显示发电机保护动作。励磁系统显示过压保护动作。02:48:37远方手动拉开2#发电机出口刀闸G5021。现场检查2#发电机保护柜，ABB-REG650发电机保护器显示励磁变速断保护动作、灭磁联跳LED灯亮。退出2#发电机灭磁联跳压板。

关键词：发电机;励磁变;故障排查

原因分析

1、励磁变及其保护器相关情况

1.1励磁变参数

1.2发电机保护器励磁变保护定值表

该保护装置采购于2015年，正式投用时间为2019年01月08日。

1.3保护电流回路

励磁变高压侧CT（12LH）二次电流串联接入REG650保护器和ZH-5故障录波器。

2、电气一次故障排查

2.1一次设备外观检查：

（1）将2#发电机发保PT、励磁变PT、匝间PT小车由工作位置退出至试验位置。

（2）检查电抗器开关柜、主变低压侧PT柜、发电机仪用PT柜、发电机励磁PT柜、励磁功率柜、灭磁开关柜、励磁调节柜、保护柜、管母、滑环、碳刷等，无异常。

（3）详细检查励磁变本体，本体温度正常、一次连接部位紧固正常、无异味。

（4）检查励磁变PT、发电机仪用PT动、静触头，无异常。

2.2励磁系统绝缘摇测（运行人员）：

（1）摇测励磁变高压侧绝缘，绝缘值为170GΩ，合格；

（2）摇测励磁变低压侧绝缘，绝缘值为745MΩ，合格；

（3）摇测励磁端绝缘，绝缘值为450MΩ，合格。

2.3励磁变直阻测试及绝缘摇测（维保人员）：

将励磁变高低压侧所有连接解开，分段检测。

（1）励磁变直阻测试，测试结果合格，如下表：

直流电阻

高压侧直流电阻低压侧直流电阻接线

电阻值

m

接线

电阻值

μA—

a

─

A－N646.07A－B621.2 B－N645.15B－C621.2 C－N664.32A－C632.4误差，% 2.9

误

差，%

1.7温度，℃26℃

发电机转子直

阻

182.9MΩ

（2）励磁变高压侧母线绝缘A-N：1400M、B-N:1500M、C-N:1500M,绝缘值合格。

（3）励磁变高压侧对地绝缘：A-N：20G、B-N:20G、C-N:20G，绝缘

值合格。

（4）励磁变高压侧-低压侧绝缘：A-a：20G、B-b:20G、C-c:20G，绝

缘值合格。

（5）励磁变低压侧绝缘、低压侧电缆绝缘由500V摇表测量，a-N：1.60G、b-N:2.05G、c-N:1.70G，绝缘值合格。

3、电气二次故障排查

3.1二次电缆检查：

励磁变高压侧CT二次侧至端子箱电缆绝缘测试、端子箱至保护柜电缆绝缘

测试，由500V摇表测量，测量值合格。

3.2发电机励磁变保护校验：

（1）在CT根部A4121、B4121、C4121分别对N4121加0.5A电流，保护器

励磁变电流均显示为50A（一次电流）（变比100/1）,保护器电流采样精度合格、电缆阻抗合格；

（2）分相加电流、三相同时加电流至8.5A（动作值8.95A的0.95倍），励

磁变电流速断均未动作；

（3）分相加电流、三相同时加电流至9.4A（动作值8.95A的1.05倍），励

磁变电流速断均可靠动作，保护装置故障录波能正确启动，但故障电流记录数据

仅一次是正确的。

3.3励磁变高压侧CT伏安特性试验：

拆除励磁变高压侧CT B相（正常相）和C相（疑似故障相）一、二次接线，测试B相和C相的伏安特性曲线，两互感器伏安特性曲线相似，拐点均为38V，

均满足要求，验证电流互感器完好。

3.4保护动作数据分析

3.4.1保护装置故障报警信息如下图所示：

（1）发电机跳闸由励磁变过流一段保护动作引起，至电气所有保护及告警返回，整个过程持续约8分钟，与汽机DEH记录时间吻合。

（2）励磁变过流一段保护动作20ms返回（开关跳闸）。

（3）转子一点接地保护在开关跳闸后出现，且能自动复归，同时对转子绕组绝缘、直阻进行了检测，未发现异常。此报警应属于误报。

3.4.2励磁柜故障信息：

(1)GPS对时未同步，时间记录有差异。

(2)“灭磁开关误分”表明灭磁开关可能先于发电机断路器跳闸，属正常报警。

(3)“过压保护动作”在灭磁开关灭磁时，灭磁回路导通，可能引起转子回路过电压保护动作，属正确动作。

3.4.2保护装置励磁变高压侧电流故障录波波形分析:

（1）显然，A、B相电流正常（25A左右），C相电流发生了突变。

（2）故障记录的尖峰电流19350A，保护启动时（底部绿线所示）C相电流真有效值（RMS）为4327A，电流突变持续时间为19ms。

4、原因分析

4.1直接原因

保护装置采样板出现异常以及内部存在干扰信号是此次故障的直接原因。

4.1.1励磁变及其高低压回路经详细检查试验未发现异常.

4.1.2励磁变高压侧C相电流同时流入REG650保护器和ZH-5故障录波器，保护器有电流突变，而录波器电流正常。基本可排除发电机励磁系统波动、电流回路干扰等外部干扰因素的影响。

4.1.3 ABB-REG650保护装置采样频率和采样精度较高，一个周波即启动保护动作，励磁变过流一段保护动作时限为0s，无法躲过干扰。

4.2间接原因

4.2.1保护装置投用前闲置了3年多，对其性能有一定的影响。

4.2.2投用至今未做过保护装置校验，未能提前发现保护装置存在的缺陷（当然，即使做了校验也未必能发现此类缺陷）。

5结语

优良的励磁系统不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性，提供合格的电能，而且可以有效地提高发电机及其并入的电力系统的技术经济指标。因此，相关工作人员应倍加重视与不断提高发电机组励磁维护技术，进而保证机组的安全稳定运行。

参考文献：

[1]薛庆彬.发电机励磁系统常见故障分析[J].自动化应用.2017.