一次發電機定子接地保護動作的分析報告

彭小梅

(廣東粵華發電有限責任公司，廣東 廣州 510730)

1 引言

發電機是電力系統的重要元件之一，由于其外殼都進行了安全接地，當發電機定子繞組與鐵芯之間的絕緣破壞就形成了定子單相接地故障。當接地電流較大時，容易發展成毀滅性的定子繞組相間或閘間短路。因此，大型的發電機組通常都配置了由基波零序電壓和三次諧波電壓構成的100%定子接地保護。由于三次諧波易受系統干擾而誤動，因此在保護出口定義上，基波零序電壓保護動作于跳閘，三次諧波電壓保護動作于發信。

2 事件過程

2013年4月27日00:27:37:182，某電廠#3發電機出口斷路器803分閘，#3發電機保護(南自801D數字式微機保護)A屏、B屏“定子接地3U0”、“定子接地3W”燈亮，“出口信號”燈亮，#3主變保護A屏、B屏“主變低壓側3U0”燈亮。220kV#5母、#6母三相電壓正常。

3 檢查處理情況

檢修人員到場發現，#3發電機出口斷路器803已分閘，#3主變和#3廠高變仍在運行，在做好相關安全措施后進行了以下檢查。

3.1 根據定值單，檢查電壓保護動作值、返回值均符合要求，出口接點動作良好。

3.2 對電壓繼電器加入3次諧波干擾電壓，沖擊多次，三次諧波電壓保護不誤動。

3.3 發電機出口斷路器的控制回路檢查良好，用1000V搖表檢查開關跳閘回路絕緣大于10兆歐。

3.4 檢查#3機組故障錄波器和保護裝置錄波文件，開關量記錄如下:(1)1013mS，主變低壓側3U0接地保護動作(定值是6V，1S，發信號);(2)6035mS，發電機3W定子接地保護動作(定值是6S，發信號);(3)6986mS，發電機3UO定子接地保護動作(定值是22V，7S，跳閘);(4)7012mS，發電機出口斷路器分閘;(5)7035mS，發電機滅磁開關分閘。

3.5 跳閘后對發電機出口PT、中性點變壓器以及發電機定子進行絕緣試驗，試驗數據均合格。

4 事故原因分析

4.1 初步分析

根據以往經驗，#3發電機本體絕緣檢查合格，分析認為在雷雨天氣情況下，與發電機機端相連穿墻絕緣瓷瓶污穢受潮，引起發電機機端三相母線對地電壓不平衡，使3U0定子接地保護動作出口。

進一步檢查發電機出口開關發電機側封母絕緣電阻，發現C相出口PT引下段盆式絕緣子內部有異物，經檢查沒有發現放電痕跡，清除雜物后測試絕緣正常。

4.2 再次檢查

在檢查的過程中新的線索出現了，由于在803開關跳閘之后，#3主變仍然運行，在隨后的一個多小時里，#3主變保護A屏、B屏曾三次出現“主變低壓側3U0接地保護動作”信號的啟動、復歸過程，而且從錄波器看到3U0電壓高達30.285V，由此判斷發電機出口開關803斷開后，主變低壓側仍有3U0電壓存在，故障點很有可能存在于803開關與主變低壓側之間。

4月27日14:30分，向當值調度申請獲批準后將#3主變退出運行，檢查主變低壓側、高廠變高壓側及對應段的封母，發現高廠變高壓側A、B相正常，C相封母的盆式絕緣子下表面有水珠，但沒有發現放電痕跡，測量絕緣電阻0.4MΩ，進一步拆開C相盆式絕緣子，發現此處封母內部有較多積水(約有3kg)，同時發現該盆式絕緣子上表面有放電痕跡，清除干凈后再次測量絕緣達2GΩ以上。

將放電的盆式絕緣子進行清潔、涮絕緣漆、烘干安裝后。解開高廠變高壓側、主變低壓側引線，分別測量主變低壓側、高廠變高壓側及封母的絕緣電阻:主變低壓側對地:2.5GΩ;高廠變高壓側對地:2.1GΩ;封母A相對地:2.6GΩ;封母B相對地:2.3GΩ;封母C相對地:2.2GΩ。由以上測量數據分析，高廠變高壓側C相封母的盆式絕緣子處為接地故障點，并且為唯一故障點。

4.3 再次原因分析

因為C相封閉母線表面有裂紋，近期雨勢很大，雨水滲入封母內部，積存在封母與變壓器升高座的低位處，當水積累到一定程度造成封母導體對外殼放電，引起接地故障，同時聯通的封母內部潮氣使內部遺留的雜物受潮，絕緣電阻降低，表現為C相發電機側封母絕緣偏低。經檢查在高廠變C相封母盤式絕緣子上方有條焊縫滲漏，現已進行了涂密封膠處理。

5 暴露的問題

5.1 封母設計存在缺陷，盤式絕緣子位置沒有相應的排水系統，一旦積水很難排除，同時也沒有窺視孔，無法查看內部情況。

5.2 封母維護不完善，預防性工作有待進一步加強。

5.3 由于設計原因，監視數據不能反映發電機三相相電壓，不能通過數據直觀判斷故障相別。

5.4 封母上設計的放水閥門缺乏明確的管理要求，標識牌指示不明確。

6 防范及整改措施

6.1 對主變低壓側、高廠變高壓側升高座防水閥進行改造(加裝自動疏水閥)，改造前主變升高座放水閥保持常開狀態。

6.2 將主變低壓側、高廠變高壓側升高座與封母連接的橡膠膨脹節更換成兩瓣式金屬膨脹節。

6.3 #3主變將在近期停電，再次安排對高廠變C相處的滲漏處進行檢查，在盆式絕緣子留有排水間隙(孔)。

6.4 在封母的盆式絕緣子上方加裝檢查孔，可雨后或定期檢查封母內部是否進水。

6.5 調研進行封母微正壓裝置改造為防結露循環干燥裝置。熱工專業對封母的微正壓裝置等的壓力、濕度等傳感器進行校驗。

6.6 利用機組停機檢修機會，完善#3發電機三相電壓及零序電壓回路接入故障錄波器。

7 結束語

以上的觀點只是本人對此問題的一些看法，加強與其他電廠專業間的交流學習，對出現過的問題引起重視并提前制定防范措施才是確保設備安全運行的重要手段。