發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流互感器開路分析及處理

彭遠(yuǎn)崇

(廣東省粵電集團(tuán)有限公司沙角A電廠，廣東 東莞 523900)

某電廠4，5號(hào)330 MW發(fā)電機(jī)組500 kV出線改接入220 kV出線，4號(hào)發(fā)電機(jī)組同步A修，旋轉(zhuǎn)可控硅整流無刷勵(lì)磁改為勵(lì)磁變自并勵(lì)靜止可控硅整流有刷勵(lì)磁，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器型號(hào)為NES6100。2013-02-14，4號(hào)發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電。

1 開路故障的發(fā)生及檢查

2013-02-19T15:35，4號(hào)發(fā)電機(jī)有功功率為200 MW，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流為2 146 A，運(yùn)行人員巡回檢查，發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器就地顯示的有功功率為135 MW，且集控顯示的發(fā)電機(jī)無功、三相電流均正常，對比檢查就地勵(lì)磁調(diào)節(jié)器A，B套的定子電流A相均顯示為0，其余2相電流顯示正常。6號(hào)電流互感器容量為50 VA、變比為12 000/5。A相電流互感器接線如圖1所示。用鉗形電流表測量A相二次電流為0，其余2相電流為2.5 A，折算后一次電流與集控顯示的發(fā)電機(jī)電流相同。初步判斷勵(lì)磁專用6號(hào)電流互感器A相二次開路。沿著二次電纜的走向進(jìn)一步排查，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)底部勵(lì)磁專用6號(hào)電流互感器接線盒內(nèi)A相聯(lián)接電纜已被燒斷，有明顯放電痕跡，線頭膠皮燒焦鼓起，極性端K1接線柱根部絕緣碳化泛白，紅外線成像儀檢測顯示K1接線柱溫度180 ℃，發(fā)熱面積約3 cm2,包括K2的所有其他部位溫度與其余2相相等，二次繞組之間及對地絕緣的額定短時(shí)工頻耐壓為3 kV，判斷K1接線柱內(nèi)的絕緣體已被擊穿且在持續(xù)放電，用鉗形電流表測量K2的連接線電流2.5 A，與其余2相電流相等。

2 處理方法

正常運(yùn)行時(shí)，電流互感器二次側(cè)負(fù)載電阻很小，相當(dāng)于短路，電流在鐵芯中產(chǎn)生去磁磁通。如果二次側(cè)開路，沒有去磁磁通，一次電流將全部成為激磁電流，鐵芯將過激磁飽和，從而引起電流互感器鐵芯發(fā)熱，并在二次側(cè)輸出高電壓。相應(yīng)的處理方法如下。

(1)停機(jī)處理電流互感器開路故障是最直接最簡單的辦法。因?yàn)殡娏骰ジ衅鞯腒1接線柱很短，無法外加螺母，且其根部絕緣因過熱碳化可能已經(jīng)松動(dòng)，不能用扳手松緊螺母。如果K1接線柱脫落，只能停機(jī)更換處理，而電流互感器二次側(cè)有高電壓，因安全距離不足，會(huì)電擊檢修人員，并且停機(jī)會(huì)損失大量發(fā)電量，而電流互感器沒有備品，因此將其作為可選的后備方案。

(2)不停機(jī)臨時(shí)處理，待停機(jī)時(shí)進(jìn)一步處理。不停機(jī)臨時(shí)處理電流互感器開路故障時(shí)，首先須排除風(fēng)險(xiǎn)。分析認(rèn)為，電流互感器K1接線柱雖過熱碳化，但使用載流大于5 A的大號(hào)鱷魚鉗短接線短接，可牢牢鉗住接線柱，因沒有外力，不會(huì)引起接線柱松動(dòng)。K2連接線電流為2.5 A，與其余2相電流相等，且K1接線柱根部發(fā)熱，說明該部位絕緣已擊穿“導(dǎo)通”，A相電流互感器本體流過正常電流，即K1接線柱不會(huì)出現(xiàn)高電壓。于是，帶上10 kV絕緣手套進(jìn)行操作，測得K1接線柱電壓只有20 V，因此可排除K1接線柱松動(dòng)和高電壓風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 A相電流互感器接線示意

用大號(hào)鱷魚鉗短接線短接K1和K2接線柱，測得短接線電流為2.5 A，K1接線柱電壓為0。20 min后測得K1接線柱溫度為80 ℃。穩(wěn)定后測得溫度為30 ℃，與其余2相溫度相等，A相電流互感器恢復(fù)“正常”。

由于6號(hào)電流互感器A相退出，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器缺少A相定子電流，測量功率比實(shí)際值少，影響勵(lì)磁調(diào)節(jié)器欠勵(lì)、過勵(lì)限制功能及PSS(電力系統(tǒng)穩(wěn)定器)輔助控制功能，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器不能正常工作。因此，將相鄰且型號(hào)相同的7號(hào)電流互感器A相電流，按同極性端改接至勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，測量其功率顯示正常，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器恢復(fù)正常工作。7號(hào)電流互感器接帶發(fā)電機(jī)電度表負(fù)荷，A相增加勵(lì)磁調(diào)節(jié)器負(fù)荷，其測量精度幾乎不受影響。

2014-02-13，4號(hào)機(jī)組調(diào)峰停機(jī)，檢查6號(hào)電流互感器A相K1接線柱根部絕緣碳化較嚴(yán)重，雖然未松動(dòng)，但也不宜用扳手松緊接線柱螺母，仍然用大號(hào)鱷魚鉗短接線短接，其余2相也短接退出，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器負(fù)荷全部改接至7號(hào)電流互感器。3月4日，4號(hào)機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行。

3 結(jié)束語

電流互感器開路后，二次側(cè)有高電壓，一般情況下絕緣薄弱的位置會(huì)擊穿并連續(xù)放電。如果二次回路電流正常，電流互感器本體沒有異常發(fā)熱，其端部輸出電壓正常，可在不停運(yùn)發(fā)電機(jī)組情況下，直接短接電流互感器端部退出運(yùn)行。