關于一起發(fā)電機轉子接地保護誤動事故的原因分析

陳杜西

【摘 要】 本文從原理上分析微機型WFB-801轉子接地保護的工作機理，在轉子繞組或者勵磁系統(tǒng)中發(fā)生不穩(wěn)定的一點接地故障時，保護易誤動，并針對誤動原因及可以采取的措施進行了探討

【關鍵詞】 汽輪發(fā)電機 轉子接地保護 探討

某公司為125MW雙水內(nèi)冷發(fā)電機組，勵磁方式為自并勵，發(fā)變組保護是許繼公司生產(chǎn)的WFB-801型保護裝置，2011年03月09日，發(fā)電機出現(xiàn)“轉子一點接地”報警，檢查發(fā)電機保護B屏，顯示“轉子一點接地”，轉子絕緣電阻值為0千歐，接地點位置為93.49%，隨即報警信號消失，轉子絕緣電阻值恢復至200千歐；其后，又多次出現(xiàn)此現(xiàn)象，直至#4發(fā)電機轉子兩點接地保護動作，機組跳閘，對發(fā)電機勵磁回路進行排查，未發(fā)現(xiàn)明顯故障點，在對滑環(huán)、碳刷刷架進行全面清理后，重新開機正常。

1 原因分析

WFB-800轉子接地保護采用乒乓式轉子一點接地保護原理，在發(fā)電機運行時輪流測量轉子繞組正極、負極的對地電流，并根據(jù)測得的結果計算出轉子繞組或勵磁回路的對地電阻，從而判斷出接地故障的位置及接地電阻的量值。原理圖見圖1所示。

其中：S1、S2為由微機控制的電子開關，Rg為接地電阻，α為接地點位置，E為轉子電壓（考慮它的變化，新的電動勢以E〃表示）。R為降壓電阻，R1為測量電阻。當S1閉合，S2斷開時（狀態(tài)1），在R1上測得電壓為U1，S1斷開，S2接通時（狀態(tài)2）在R1上測得的電壓為U2。保護計算公式如下：

Rg = E E〃 ——R1——R

α=

當Rg小于或等于接地電阻整定值時，經(jīng)延時發(fā)轉子一點接地信號，自動投入反映接地位置變化的轉子兩點接地保護，同時繼續(xù)測量接地電阻和接地位置，若已測得的變化值△α超過整定值時，裝置認為已發(fā)生轉子兩點接地故障，保護動作，保護判據(jù)為：

> αset αset為轉子兩點接地位置變化整定值

轉子一點接地保護動作后，保護裝置繼續(xù)測量接地電阻和接地位置，并自動投入兩點接地保護判據(jù)，在轉子一點接地保護持續(xù)動作期間，若計算的接地位置變化且超過定值，轉子兩點接地保護動作。因此轉子兩點接地保護動作時，轉子一點接地一定處于動作狀態(tài)，并且已持續(xù)了一段時間。轉子一點接地保護正常情況只能投入其中一套，某套保護一點接地持續(xù)動作時，可以切換投入另一套進行比對。

由于轉子接地保護工作時，乒乓開關（S1，S2）一個閉合另一個導通，從而形成兩個動態(tài)回路，通過求解電路可以得出接地電阻和接地位置。保護開關的切換時間約0.5S，保護最快動作時間1S，回路與其他保護沒有直接聯(lián)系。由于以前的導則中要求兩點接地瞬時跳閘，因此保護延時一般較短（1S左右），而乒乓式轉子接地保護本身測量一次就需要1S，因此如果在這個過程中出現(xiàn)接地電阻大小或位置變化或因一點接地后的外部調(diào)整檢測等原因，可能造成保護動作出口。

根據(jù)故障現(xiàn)場信息，一點接地保護可確定回路確實有較大的對地電流，即接地阻值接近0，保護帶延時動作并持續(xù)多此動作，顯示為正端附近接地。根據(jù)經(jīng)驗可能和勵磁電壓回路接線處如碳刷處碳粉等接地可能性較大，這樣才會出現(xiàn)較明顯的頻繁動作，而兩點接地時保護動作顯示在50%附近，可能是由于兩點接地延時過短（不大于1S時），原來正端一點接地，變?yōu)樨摱艘稽c接地或因接地回路參數(shù)不穩(wěn)定快速變化引起的兩點接地保護誤動，導致機組跳閘。一點接地故障原因很可能是由于發(fā)電機滑環(huán)吹掃工作不到位，導致大量碳粉堆積，最終引起不穩(wěn)定的一點接地。

2 關于轉子接地保護的應對措施

（1）乒乓切換開關切換時間約0.5S，保護完成一次完整測算的最快時間是1S，實際回路發(fā)生故障初期時由S1-S2變化或由S2-S1變化過程中可能出現(xiàn)了較大的狀態(tài)變化，會使保護計算出結果有很大誤差，造成保護動作。因此，建議保留適當?shù)难訒r以保障保護動作可靠（多次測量無誤后再動作）。建議轉子一點接地保護動作時間約為3S，轉子兩點接地保護動作時間延時約為2S比較合適。

（2）根據(jù)最新的《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》要求：需裝設專用的轉子一點接地保護延時動作于信號，宜減負荷平穩(wěn)停機，有條件的可以采取程序跳閘停機，不要求采用轉子兩點接地保護跳閘停機方式。

目前從保護原理和實現(xiàn)方法上，國內(nèi)外都沒有較成功的轉子兩點接地保護方案。因此根據(jù)新的規(guī)程和有關運行經(jīng)驗，建議在運行中可退出兩點接地保護或只發(fā)信號。

現(xiàn)場運行中應立足于轉子一點接地保護動作后迅速查找故障，若故障不易定位或排除時應平穩(wěn)停機處理。具體的故障查找時間和措施，各電廠應根據(jù)不同機組的參數(shù)、新舊或維護經(jīng)驗進行預設，以便以后及時處理。建議在運行中退出兩點接地保護瞬時跳閘。endprint

【摘 要】 本文從原理上分析微機型WFB-801轉子接地保護的工作機理，在轉子繞組或者勵磁系統(tǒng)中發(fā)生不穩(wěn)定的一點接地故障時，保護易誤動，并針對誤動原因及可以采取的措施進行了探討

【關鍵詞】 汽輪發(fā)電機 轉子接地保護 探討

某公司為125MW雙水內(nèi)冷發(fā)電機組，勵磁方式為自并勵，發(fā)變組保護是許繼公司生產(chǎn)的WFB-801型保護裝置，2011年03月09日，發(fā)電機出現(xiàn)“轉子一點接地”報警，檢查發(fā)電機保護B屏，顯示“轉子一點接地”，轉子絕緣電阻值為0千歐，接地點位置為93.49%，隨即報警信號消失，轉子絕緣電阻值恢復至200千歐；其后，又多次出現(xiàn)此現(xiàn)象，直至#4發(fā)電機轉子兩點接地保護動作，機組跳閘，對發(fā)電機勵磁回路進行排查，未發(fā)現(xiàn)明顯故障點，在對滑環(huán)、碳刷刷架進行全面清理后，重新開機正常。

1 原因分析

WFB-800轉子接地保護采用乒乓式轉子一點接地保護原理，在發(fā)電機運行時輪流測量轉子繞組正極、負極的對地電流，并根據(jù)測得的結果計算出轉子繞組或勵磁回路的對地電阻，從而判斷出接地故障的位置及接地電阻的量值。原理圖見圖1所示。

其中：S1、S2為由微機控制的電子開關，Rg為接地電阻，α為接地點位置，E為轉子電壓（考慮它的變化，新的電動勢以E〃表示）。R為降壓電阻，R1為測量電阻。當S1閉合，S2斷開時（狀態(tài)1），在R1上測得電壓為U1，S1斷開，S2接通時（狀態(tài)2）在R1上測得的電壓為U2。保護計算公式如下：

Rg = E E〃 ——R1——R

α=

當Rg小于或等于接地電阻整定值時，經(jīng)延時發(fā)轉子一點接地信號，自動投入反映接地位置變化的轉子兩點接地保護，同時繼續(xù)測量接地電阻和接地位置，若已測得的變化值△α超過整定值時，裝置認為已發(fā)生轉子兩點接地故障，保護動作，保護判據(jù)為：

> αset αset為轉子兩點接地位置變化整定值

轉子一點接地保護動作后，保護裝置繼續(xù)測量接地電阻和接地位置，并自動投入兩點接地保護判據(jù)，在轉子一點接地保護持續(xù)動作期間，若計算的接地位置變化且超過定值，轉子兩點接地保護動作。因此轉子兩點接地保護動作時，轉子一點接地一定處于動作狀態(tài)，并且已持續(xù)了一段時間。轉子一點接地保護正常情況只能投入其中一套，某套保護一點接地持續(xù)動作時，可以切換投入另一套進行比對。

由于轉子接地保護工作時，乒乓開關（S1，S2）一個閉合另一個導通，從而形成兩個動態(tài)回路，通過求解電路可以得出接地電阻和接地位置。保護開關的切換時間約0.5S，保護最快動作時間1S，回路與其他保護沒有直接聯(lián)系。由于以前的導則中要求兩點接地瞬時跳閘，因此保護延時一般較短（1S左右），而乒乓式轉子接地保護本身測量一次就需要1S，因此如果在這個過程中出現(xiàn)接地電阻大小或位置變化或因一點接地后的外部調(diào)整檢測等原因，可能造成保護動作出口。

根據(jù)故障現(xiàn)場信息，一點接地保護可確定回路確實有較大的對地電流，即接地阻值接近0，保護帶延時動作并持續(xù)多此動作，顯示為正端附近接地。根據(jù)經(jīng)驗可能和勵磁電壓回路接線處如碳刷處碳粉等接地可能性較大，這樣才會出現(xiàn)較明顯的頻繁動作，而兩點接地時保護動作顯示在50%附近，可能是由于兩點接地延時過短（不大于1S時），原來正端一點接地，變?yōu)樨摱艘稽c接地或因接地回路參數(shù)不穩(wěn)定快速變化引起的兩點接地保護誤動，導致機組跳閘。一點接地故障原因很可能是由于發(fā)電機滑環(huán)吹掃工作不到位，導致大量碳粉堆積，最終引起不穩(wěn)定的一點接地。

2 關于轉子接地保護的應對措施

（1）乒乓切換開關切換時間約0.5S，保護完成一次完整測算的最快時間是1S，實際回路發(fā)生故障初期時由S1-S2變化或由S2-S1變化過程中可能出現(xiàn)了較大的狀態(tài)變化，會使保護計算出結果有很大誤差，造成保護動作。因此，建議保留適當?shù)难訒r以保障保護動作可靠（多次測量無誤后再動作）。建議轉子一點接地保護動作時間約為3S，轉子兩點接地保護動作時間延時約為2S比較合適。

（2）根據(jù)最新的《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》要求：需裝設專用的轉子一點接地保護延時動作于信號，宜減負荷平穩(wěn)停機，有條件的可以采取程序跳閘停機，不要求采用轉子兩點接地保護跳閘停機方式。

目前從保護原理和實現(xiàn)方法上，國內(nèi)外都沒有較成功的轉子兩點接地保護方案。因此根據(jù)新的規(guī)程和有關運行經(jīng)驗，建議在運行中可退出兩點接地保護或只發(fā)信號。

現(xiàn)場運行中應立足于轉子一點接地保護動作后迅速查找故障，若故障不易定位或排除時應平穩(wěn)停機處理。具體的故障查找時間和措施，各電廠應根據(jù)不同機組的參數(shù)、新舊或維護經(jīng)驗進行預設，以便以后及時處理。建議在運行中退出兩點接地保護瞬時跳閘。endprint

【摘 要】 本文從原理上分析微機型WFB-801轉子接地保護的工作機理，在轉子繞組或者勵磁系統(tǒng)中發(fā)生不穩(wěn)定的一點接地故障時，保護易誤動，并針對誤動原因及可以采取的措施進行了探討

【關鍵詞】 汽輪發(fā)電機 轉子接地保護 探討

某公司為125MW雙水內(nèi)冷發(fā)電機組，勵磁方式為自并勵，發(fā)變組保護是許繼公司生產(chǎn)的WFB-801型保護裝置，2011年03月09日，發(fā)電機出現(xiàn)“轉子一點接地”報警，檢查發(fā)電機保護B屏，顯示“轉子一點接地”，轉子絕緣電阻值為0千歐，接地點位置為93.49%，隨即報警信號消失，轉子絕緣電阻值恢復至200千歐；其后，又多次出現(xiàn)此現(xiàn)象，直至#4發(fā)電機轉子兩點接地保護動作，機組跳閘，對發(fā)電機勵磁回路進行排查，未發(fā)現(xiàn)明顯故障點，在對滑環(huán)、碳刷刷架進行全面清理后，重新開機正常。

1 原因分析

WFB-800轉子接地保護采用乒乓式轉子一點接地保護原理，在發(fā)電機運行時輪流測量轉子繞組正極、負極的對地電流，并根據(jù)測得的結果計算出轉子繞組或勵磁回路的對地電阻，從而判斷出接地故障的位置及接地電阻的量值。原理圖見圖1所示。

其中：S1、S2為由微機控制的電子開關，Rg為接地電阻，α為接地點位置，E為轉子電壓（考慮它的變化，新的電動勢以E〃表示）。R為降壓電阻，R1為測量電阻。當S1閉合，S2斷開時（狀態(tài)1），在R1上測得電壓為U1，S1斷開，S2接通時（狀態(tài)2）在R1上測得的電壓為U2。保護計算公式如下：

Rg = E E〃 ——R1——R

α=

當Rg小于或等于接地電阻整定值時，經(jīng)延時發(fā)轉子一點接地信號，自動投入反映接地位置變化的轉子兩點接地保護，同時繼續(xù)測量接地電阻和接地位置，若已測得的變化值△α超過整定值時，裝置認為已發(fā)生轉子兩點接地故障，保護動作，保護判據(jù)為：

> αset αset為轉子兩點接地位置變化整定值

轉子一點接地保護動作后，保護裝置繼續(xù)測量接地電阻和接地位置，并自動投入兩點接地保護判據(jù)，在轉子一點接地保護持續(xù)動作期間，若計算的接地位置變化且超過定值，轉子兩點接地保護動作。因此轉子兩點接地保護動作時，轉子一點接地一定處于動作狀態(tài)，并且已持續(xù)了一段時間。轉子一點接地保護正常情況只能投入其中一套，某套保護一點接地持續(xù)動作時，可以切換投入另一套進行比對。

由于轉子接地保護工作時，乒乓開關（S1，S2）一個閉合另一個導通，從而形成兩個動態(tài)回路，通過求解電路可以得出接地電阻和接地位置。保護開關的切換時間約0.5S，保護最快動作時間1S，回路與其他保護沒有直接聯(lián)系。由于以前的導則中要求兩點接地瞬時跳閘，因此保護延時一般較短（1S左右），而乒乓式轉子接地保護本身測量一次就需要1S，因此如果在這個過程中出現(xiàn)接地電阻大小或位置變化或因一點接地后的外部調(diào)整檢測等原因，可能造成保護動作出口。

根據(jù)故障現(xiàn)場信息，一點接地保護可確定回路確實有較大的對地電流，即接地阻值接近0，保護帶延時動作并持續(xù)多此動作，顯示為正端附近接地。根據(jù)經(jīng)驗可能和勵磁電壓回路接線處如碳刷處碳粉等接地可能性較大，這樣才會出現(xiàn)較明顯的頻繁動作，而兩點接地時保護動作顯示在50%附近，可能是由于兩點接地延時過短（不大于1S時），原來正端一點接地，變?yōu)樨摱艘稽c接地或因接地回路參數(shù)不穩(wěn)定快速變化引起的兩點接地保護誤動，導致機組跳閘。一點接地故障原因很可能是由于發(fā)電機滑環(huán)吹掃工作不到位，導致大量碳粉堆積，最終引起不穩(wěn)定的一點接地。

2 關于轉子接地保護的應對措施

（1）乒乓切換開關切換時間約0.5S，保護完成一次完整測算的最快時間是1S，實際回路發(fā)生故障初期時由S1-S2變化或由S2-S1變化過程中可能出現(xiàn)了較大的狀態(tài)變化，會使保護計算出結果有很大誤差，造成保護動作。因此，建議保留適當?shù)难訒r以保障保護動作可靠（多次測量無誤后再動作）。建議轉子一點接地保護動作時間約為3S，轉子兩點接地保護動作時間延時約為2S比較合適。

（2）根據(jù)最新的《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》要求：需裝設專用的轉子一點接地保護延時動作于信號，宜減負荷平穩(wěn)停機，有條件的可以采取程序跳閘停機，不要求采用轉子兩點接地保護跳閘停機方式。

目前從保護原理和實現(xiàn)方法上，國內(nèi)外都沒有較成功的轉子兩點接地保護方案。因此根據(jù)新的規(guī)程和有關運行經(jīng)驗，建議在運行中可退出兩點接地保護或只發(fā)信號。

現(xiàn)場運行中應立足于轉子一點接地保護動作后迅速查找故障，若故障不易定位或排除時應平穩(wěn)停機處理。具體的故障查找時間和措施，各電廠應根據(jù)不同機組的參數(shù)、新舊或維護經(jīng)驗進行預設，以便以后及時處理。建議在運行中退出兩點接地保護瞬時跳閘。endprint