發電機勵磁電流互感器開路分析及處理

彭遠崇

(廣東省粵電集團有限公司沙角A電廠，廣東 東莞 523900)

某電廠4，5號330 MW發電機組500 kV出線改接入220 kV出線，4號發電機組同步A修，旋轉可控硅整流無刷勵磁改為勵磁變自并勵靜止可控硅整流有刷勵磁，勵磁調節器型號為NES6100。2013-02-14，4號發電機組并網發電。

1 開路故障的發生及檢查

2013-02-19T15:35，4號發電機有功功率為200 MW，轉子勵磁電流為2 146 A，運行人員巡回檢查，發現勵磁調節器就地顯示的有功功率為135 MW，且集控顯示的發電機無功、三相電流均正常，對比檢查就地勵磁調節器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電機電流相同。初步判斷勵磁專用6號電流互感器A相二次開路。沿著二次電纜的走向進一步排查，發現發電機底部勵磁專用6號電流互感器接線盒內A相聯接電纜已被燒斷，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工頻耐壓為3 kV，判斷K1接線柱內的絕緣體已被擊穿且在持續放電，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

正常運行時，電流互感器二次側負載電阻很小，相當于短路，電流在鐵芯中產生去磁磁通。如果二次側開路，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熱，并在二次側輸出高電壓。相應的處理方法如下。

(1)停機處理電流互感器開路故障是最直接最簡單的辦法。因為電流互感器的K1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松動，不能用扳手松緊螺母。如果K1接線柱脫落，只能停機更換處理，而電流互感器二次側有高電壓，因安全距離不足，會電擊檢修人員，并且停機會損失大量發電量，而電流互感器沒有備品，因此將其作為可選的后備方案。

(2)不停機臨時處理，待停機時進一步處理。不停機臨時處理電流互感器開路故障時，首先須排除風險。分析認為，電流互感器K1接線柱雖過熱碳化，但使用載流大于5 A的大號鱷魚鉗短接線短接，可牢牢鉗住接線柱，因沒有外力，不會引起接線柱松動。K2連接線電流為2.5 A，與其余2相電流相等，且K1接線柱根部發熱，說明該部位絕緣已擊穿“導通”，A相電流互感器本體流過正常電流，即K1接線柱不會出現高電壓。于是，帶上10 kV絕緣手套進行操作，測得K1接線柱電壓只有20 V，因此可排除K1接線柱松動和高電壓風險。

圖1 A相電流互感器接線示意

用大號鱷魚鉗短接線短接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“正常”。

由于6號電流互感器A相退出，勵磁調節器缺少A相定子電流，測量功率比實際值少，影響勵磁調節器欠勵、過勵限制功能及PSS(電力系統穩定器)輔助控制功能，勵磁調節器不能正常工作。因此，將相鄰且型號相同的7號電流互感器A相電流，按同極性端改接至勵磁調節器，測量其功率顯示正常，勵磁調節器恢復正常工作。7號電流互感器接帶發電機電度表負荷，A相增加勵磁調節器負荷，其測量精度幾乎不受影響。

2014-02-13，4號機組調峰停機，檢查6號電流互感器A相K1接線柱根部絕緣碳化較嚴重，雖然未松動，但也不宜用扳手松緊接線柱螺母，仍然用大號鱷魚鉗短接線短接，其余2相也短接退出，勵磁調節器負荷全部改接至7號電流互感器。3月4日，4號機組并網運行。

3 結束語

電流互感器開路后，二次側有高電壓，一般情況下絕緣薄弱的位置會擊穿并連續放電。如果二次回路電流正常，電流互感器本體沒有異常發熱，其端部輸出電壓正常，可在不停運發電機組情況下，直接短接電流互感器端部退出運行。