開機瞬間簡報信息報B廠直流系統絕緣下降缺陷查找、 原因分析及處理方法

張群

摘 要：柘林水電廠2001年擴建了2臺120MW的機組，直流系統當時為B廠與開關站互為備用，平時B廠和開關站直流系統獨立運行。自6號發電機投運以來，開機瞬間就報B廠直流系統絕緣下降，5號發電機開機瞬間也報，但沒有6號機頻繁。文章對開機瞬間簡報信息報B廠直流系統絕緣下降缺陷查找、原因分析及處理方法進行了闡述，以供參考。

關鍵詞：直流；下降缺陷；原因分析

1 我廠的概況及缺陷的現象

柘林水電廠2001年擴建了2臺120MW的機組，直流系統當時為B廠與開關站互為備用，平時B廠和開關站直流系統獨立運行。自6號發電機投運以來，開機瞬間就報B廠直流系統絕緣下降，5號發電機開機瞬間也報，但沒有6號機頻繁。因為時間短，瞬間消失，無法查找也就放到了一邊。2011年8月份廠里排查安全隱患，決定要把這個老問題查出來，到底是誤報還是確實有直流瞬時接地，一定要有個交代。

2 從案列吸取教訓

一般來說，很多地方對直流瞬時接地都不重視，因為不好查找，但直流瞬間接地危害也是很大的。直流瞬間接地在別的電廠造成嚴重后果的案例是很多的，下面作者介紹一個簡單案例，通過這個案例引起大家對直流接地這個問題的重視。

2.1 事故案例

河北某220kV變電站保護誤動分析：

2.1.1 現場檢查故障基本情況

線路RCS-931BM、PSL-603GC型保護分別停運改定值工作。工作負責人帶領工作班成員進行RCS-931BM型保護改定值工作，故障時刻正在進行保護改定值后定值打印及壓板電位測試工作，開關發生A相跳閘后，保護班組隨即停止工作，離開保護室。站內監控機顯示站內此時無直流接地及其他異常信號發出。測量壓板電位，造成一點接地。保護工作人員進行線路保護改定值工作，在使用萬用表測試壓板電位操作過程中，萬用表由于長時間開啟而自動屏蔽電源，在其操作重新開機切換檔位時，萬用表檔位短時切過至“低電阻”檔位，造成跳閘回路的一點接地。

2.1.2 結論

引起保護跳閘的主要因素：測量壓板電位，短時間造成一點接地，使跳閘回路的一點接地，造成開關A相跳閘。

3 B廠直流瞬間接地的查找方法和步驟

我廠自5、6號機投運以來，在開機瞬間簡報就經常報B廠直流系統接地報警，而5號機開機時出現的幾率很少，時間短，增加了查找難度，最重要的是長期沒引起重視。但在2011年8月間廠里出現開關跳閘事故，在排除安全隱患時，提出必須查找這個原因。使用先進的錄波器查找。具體步驟為：

3.1 停機狀態下接好試驗接線：（1）在起勵開關（QDT62）下端頭串入50A的分流器（分流器的輸出75mV）接入數據采集系統。（2）在起勵開關（QDT62）下端頭分別正對地，負對地（110V）接入數據采集系統。（3）在轉子電壓輸入端分別正對地、負對地（最大220V）接入數據采集系統。

3.2 原始數據先采集保存。

3.3 （1）將QS22、QS32、QS42功率柜輸出刀閘斷開。（2）發電機開到額定轉速，使發電機至空轉運行狀態。（3）啟動錄波器錄波，在勵磁調節器屏按開機按鈕，發電機起勵建壓至空載運行狀態。（4）對錄波器錄波后數據進行分析，判斷不是功率柜的原因。

3.4 （1）在勵磁調節柜按停機按鈕，發電機逆變至空轉運行狀態，將FU2熔斷器斷開。（2）啟動錄波器錄波，在勵磁調節器柜按開機按鈕，機組起勵建壓至空載運行狀態。（3）對錄波器錄波數據進行分析，判斷也不是該回路的問題。

3.5 （1）在勵磁調節柜按停機按鈕，發電機逆變至空轉運行狀態，取下FU63、FU64保險。（2）啟動錄波器錄波，在勵磁調節器柜按開機按鈕，機組起勵建壓至空載運行狀態。（3）對錄波器錄波數據進行分析，判斷出是該回路的問題。

3.6 （1）在勵磁調節柜按停機按鈕，發電機逆變至空轉運行狀態，裝上FU63、FU64保險，拆下SA61的1和5號端子。（2）啟動錄波器錄波，在勵磁調節器柜按開機按鈕，機組起勵建壓至空載運行狀態。（3）對錄波器錄波后數據進行分析，判斷不是該回路的問題。

3.7 （1）在勵磁調節柜按停機按鈕，發電機逆變至空轉運行狀態，接回拆下SA61的1和5號端子，拆下直流電壓變送器（B62）的6、7號輸入端子。（2）啟動錄波器錄波，在勵磁調節器柜按開機按鈕，機組起勵建壓至空載運行狀態。（3）對錄波器錄波數據進行分析，判斷不是該回路的問題。

3.8 （1）在勵磁調節柜按停機按鈕，發電機變逆至空轉運行狀態，（2）查滅磁開關柜端子（X60），用1000V搖表搖LZ601和LZ602對地絕緣，測得為零。（3）查得滅磁開關柜端子（X60）25、26號端子至六號機保護屏，甩開這2個端子去保護的2根線。（4）啟動錄波器錄波，在勵磁調節器柜按開機按鈕，機組起勵建壓至空載運行狀態。（5）得出結論：通過反復多次重復起勵、逆變，啟動錄波器錄波后進行分析，確定是直流短時間接地，而且該回路造成的。

4 原因分析

4.1 發電機開機建壓原理

我廠發電機勵磁系統是自并勵勵磁系統，而且起勵方法是直流起勵，起勵電源取至B廠直流系統，當開瞬間起勵接觸器動作，將直流通過起勵電阻接入發電機轉子，發電機建壓，起勵接觸器合上幾秒后斷開，B廠直流系統再與轉子回路斷開。

4.2 判斷查找該2根線的用途

轉子回路有到保護屏轉子接地保護的2根線，甩開這2根線，從波形圖上看開機瞬間直流絕緣就不會再下降了。查出這兩根線是給轉子一點接地保護用的。

4.3 發電機轉子一點接地保護的原理

轉子一點接地保護反應轉子對大軸絕緣電阻的下降。采用“乒乓式”變電橋原理，其設計思想是：通過電子開關S1、S2輪流切換，改變電橋兩臂電阻值的大小。通過求解三種狀態下的回路方程，實時計算轉子接地電阻和接地位置。

這就是說，只要轉子一點接地保護投入，轉子回路就會通過大軸上的接地電阻接地。

通過以上分析，再根據發電機轉子一點接地保護原理不難發現直流接地的原因。5號機報的不頻繁和有時報有時不報，一是因為5號機組起勵時間比6號發電機時間短，直流絕緣監察裝置還沒有反應過來，其二是目前國內運行的直流絕緣監測裝置的原理絕大部分采用平衡橋檢測原理，都有個檢測周期和檢測順序，如果檢測順序剛好過了這個接地回路，時間又短，絕緣監察裝置還未到下個檢測周期，未檢測出絕緣接地故障，絕緣接地故障就消失了，所以就會出現時有時無的報警現象發生。

5 解決方法

開機時瞬間，直流系統接入轉子的同時，將發電機轉子一點接地保護退出的思路來解決這個問題。查出了原因，問題就很好解決了。將到發電機轉子一點接地保護的兩根線先接入起勵接觸器的閉接點，這樣解決了我們的問題。經過這幾年的開機運行，再也沒出現過開機瞬間直流接地的現象。

參考文獻

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