火力發(fā)電機(jī)組機(jī)端電壓互感器一次保險(xiǎn)熔斷分析與研究

韓苗苗

摘 要：根據(jù)某電廠機(jī)組的實(shí)例可以看出，發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器一次保險(xiǎn)熔斷或接觸不良，對機(jī)組的正常運(yùn)行有很大危害，直接會(huì)影響測量、計(jì)量、保護(hù)等二次設(shè)備動(dòng)作準(zhǔn)確性，甚至導(dǎo)致非停事故的發(fā)生。必須采取必要的防范措施，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器 一次保險(xiǎn) 防范措施

中圖分類號：TM714.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（b）-0057-02

Abstract：According to the example of a power plant， it can be seen that the power of generator terminal voltage transformer has a great harm to the normal operation of the unit，which will cause the accuracy of measurement，measurement，protection，etc.，and even lead to the occurrence of the accident.Must take necessary precautions to ensure the safety and stabilityof the unitoperation.

Key Words：Generator terminal voltage transformer；Primary insurance；Preventive measures

發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器一次保險(xiǎn)熔斷的問題在系統(tǒng)中普遍存在，原因也沒有定論，從熔斷的情況看，有運(yùn)行中突然熔斷，也有開機(jī)并網(wǎng)時(shí)熔斷，也有發(fā)電機(jī)停機(jī)過程中熔斷，沒有規(guī)律可尋。但是發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器保險(xiǎn)熔斷對機(jī)組的正常運(yùn)行有很大危害，直接會(huì)影響測量、計(jì)量、保護(hù)等二次設(shè)備動(dòng)作準(zhǔn)確性。該文以某電廠350 MW機(jī)組實(shí)例為據(jù)，對發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器一次保險(xiǎn)熔斷后造成保護(hù)動(dòng)作的結(jié)果和防范措施做了進(jìn)一步分析，得到了相應(yīng)的結(jié)論。

1 引言

某電廠在2號機(jī)組啟動(dòng)并網(wǎng)后，發(fā)變組保護(hù)中“起停機(jī)保護(hù)動(dòng)作”跳閘，“發(fā)電機(jī)三次諧波定子接地保護(hù)動(dòng)作”報(bào)警，2號機(jī)組停運(yùn)。從發(fā)變組保護(hù)動(dòng)作分析報(bào)告可以看出，保護(hù)正確動(dòng)作（表1）。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 發(fā)變組保護(hù)正確動(dòng)作

由圖1可知，發(fā)電機(jī)機(jī)端PT斷線與定子接地對電壓的影響是一致的，都會(huì)產(chǎn)生零序電壓3U0。

啟停機(jī)保護(hù)動(dòng)作情況：因?yàn)橹行渣c(diǎn)零序電壓的定值已達(dá)到保護(hù)動(dòng)作值，經(jīng)過2 s延時(shí)后保護(hù)出口，正確動(dòng)作。

定子接地保護(hù)動(dòng)作情況：從故障錄波的波形可以看出中性點(diǎn)基波零序電壓的定值已達(dá)到動(dòng)作值，但是延時(shí)還未達(dá)到0.5 s時(shí)，起停機(jī)保護(hù)已經(jīng)出口，所以基波零序定子接地保護(hù)未動(dòng)作；3次諧波定子接地保護(hù)在動(dòng)作值和延時(shí)都滿足的情況下出口，正確動(dòng)作。

2.2 發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器B相、C相有虛接現(xiàn)象

因?yàn)閺墓收箱洸ê虳CS中的數(shù)據(jù)分析，故障時(shí)有機(jī)端零序電壓的產(chǎn)生，同時(shí)機(jī)端A、B、C三相相電壓的數(shù)值有偏差，UB和UC數(shù)值偏低，UA數(shù)值偏高。

2.3 發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器觸頭處可能出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象

因?yàn)橹行渣c(diǎn)電壓有偏移，導(dǎo)致了中性點(diǎn)零序電壓的產(chǎn)生，起停機(jī)保護(hù)動(dòng)作。

3 機(jī)端電壓互感器熔斷后對機(jī)組運(yùn)行的影響

（1）設(shè)備名稱：發(fā)變組保護(hù)裝置。

影響情況：可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)差動(dòng)，低勵(lì)失磁，發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓過流，過勵(lì)磁，發(fā)電機(jī)過電壓，失步，逆功率，程跳逆功率，頻率異常，TV異常，定子接地等保護(hù)誤動(dòng)作。

（2）設(shè)備名稱：勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，AVR輸入信號異常、電壓偏差大等發(fā)出、AVR正常通道可能故障，切到備用通道。

影響情況：控制單元柜通道報(bào)“Machine P.T fail”，即PT異常告警，會(huì)導(dǎo)致目前勵(lì)磁調(diào)節(jié)器只有一個(gè)通道正常運(yùn)行，另一個(gè)通道不能處于備用狀態(tài)。

（3）設(shè)備名稱：DCS.DEH功率信號顯示不準(zhǔn)確。

影響情況：影響發(fā)電機(jī)有功功率變送器輸出給熱工DEH的有功功率值。可能會(huì)影響DCS有功功率正常顯示，或者導(dǎo)致熱工保護(hù)的誤動(dòng)作。

（4）設(shè)備名稱：RTU遠(yuǎn)動(dòng)屏。

影響情況：影響省調(diào)監(jiān)視電廠有功功率值，和發(fā)電機(jī)出口電壓值。

（5）設(shè)備名稱：AVC控制屏，發(fā)電機(jī)PT故障相二次側(cè)電壓降低，但指示不為零，非故障相的相電壓不變，線電壓降低。

影響情況：導(dǎo)致AVC報(bào)故障，自動(dòng)退出，無法投入。

（6）設(shè)備名稱：PMU功角測量屏。

影響情況：影響PMU裝置對機(jī)組有功功率顯示，機(jī)端出口電壓顯示。

（7）設(shè)備名稱：發(fā)變組測控屏。

影響情況：影響NCS中，發(fā)變組測控屏對機(jī)組有功功率顯示，機(jī)端出口電壓顯示。

4 發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器虛接或熔斷原因

可以歸結(jié)為大的幾個(gè)方面的原因。

（1）諧振、過電壓、接觸不好、PT匝間短路之說。

從保險(xiǎn)熔斷的情況看，保險(xiǎn)熔斷時(shí)發(fā)生諧振過電壓的數(shù)據(jù)和紀(jì)錄沒有，接觸不好、PT匝間短路則一定會(huì)引起保險(xiǎn)熔斷，所以得出結(jié)論是：諧振、過電壓、接觸不好、PT匝間短路可以引起保險(xiǎn)熔斷，但沒有諧振、過電壓、接觸不好、PT匝間短路時(shí)保險(xiǎn)也會(huì)熔斷。

（2）保險(xiǎn)質(zhì)量不好、長期存放老化之說。

保險(xiǎn)的電阻，測量了一下，20 kV，0.5 A的保險(xiǎn)，電阻是125 Ω左右，各個(gè)廠使用的保險(xiǎn)廠家也不一樣，每個(gè)廠家的保險(xiǎn)也都發(fā)生過熔斷，進(jìn)行分析比較后，發(fā)現(xiàn)有的廠家保險(xiǎn)熔斷的少，有的廠家保險(xiǎn)熔斷的比較多，這就說明保險(xiǎn)的質(zhì)量和熔斷有著很大的關(guān)系，在更換保險(xiǎn)時(shí)測量電阻合格的，但是還會(huì)發(fā)生熔斷；根據(jù)這些分析，得出結(jié)論：保險(xiǎn)質(zhì)量是保險(xiǎn)熔斷的重要原因。

（3）振動(dòng)、石英砂磨擦之說。

保險(xiǎn)額定電流0.5 A，熔絲非常細(xì)，被石英砂包圍，受長期運(yùn)行輕微振動(dòng)影響，由于石英砂的摩擦作用，造成熔絲熔斷，這也是對第二個(gè)說法的補(bǔ)充，歸結(jié)為保險(xiǎn)質(zhì)量問題。

5 防范措施

為了避免發(fā)電機(jī)機(jī)端PT保險(xiǎn)熔斷，或者接觸不良，威脅機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，可以采取以下防范措施。

（1）加裝消諧裝置，抵消由于系統(tǒng)電壓波動(dòng)、操作過電壓（比如開停機(jī)）引起的諧振，加裝時(shí)要認(rèn)真考慮，對工作原理、生產(chǎn)廠家進(jìn)行甄別，確保在加裝消諧裝置后不會(huì)產(chǎn)生其他不良現(xiàn)象。

（2）保險(xiǎn)的更換周期為一年，在一年左右就對保險(xiǎn)進(jìn)行更換。

（3）嚴(yán)把保險(xiǎn)進(jìn)貨質(zhì)量關(guān)，對保險(xiǎn)出廠報(bào)告、熔斷特性曲線進(jìn)行檢查，確保保險(xiǎn)質(zhì)量。

（4）利用每次停機(jī)機(jī)會(huì)，對PT的隔離插頭進(jìn)行重點(diǎn)檢查和檢修，確保接觸良好；檢查PT柜的安裝情況和振動(dòng)情況，必要時(shí)進(jìn)行加固。

（5）更換為質(zhì)量好的全封閉、全絕緣的PT，嚴(yán)把PT質(zhì)量關(guān)，做好PT各項(xiàng)試驗(yàn)。

6 更換一次保險(xiǎn)時(shí)的注意事項(xiàng)

若發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器保險(xiǎn)虛接或熔斷后，在運(yùn)行中進(jìn)行更換時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)。

（1）當(dāng)發(fā)電機(jī)組熱負(fù)荷與電負(fù)荷不匹配時(shí)，要根據(jù)蒸汽流量，壓力等參數(shù)分析，不能盲目加大燃料量，防止機(jī)組超負(fù)荷，超壓。（2）處理期間加大對發(fā)電機(jī)機(jī)斷電流，勵(lì)磁電流，電壓的監(jiān)視，防止超限。（3）當(dāng)功率信號都不準(zhǔn)的情況下，應(yīng)將燃料和給水切手動(dòng)，避免由于BID偏差引起燃料和給水的大幅波動(dòng)，實(shí)際負(fù)荷按主變輸出的有功加上廠用電估算，將負(fù)荷對應(yīng)的水煤作為燃料和給水的粗調(diào)，用過熱度作為細(xì)調(diào)，穩(wěn)定爐側(cè)運(yùn)行。（4）為防止燃料快速減少引起氣溫下降太快，制粉系統(tǒng)應(yīng)自下往上停用。（5）為取下PT一次保險(xiǎn)時(shí)，必須確證對應(yīng)的二次保險(xiǎn)已經(jīng)取下，觀察故障PT一次無放電及發(fā)熱現(xiàn)象后將PT故障相一次側(cè)拉至檢修位置，測量PT一次構(gòu)件無電壓，并采用接地放電。（6）投入保護(hù)前檢查保護(hù)裝置無異常信號，測量壓板無電壓后投入。（7）判斷故障性質(zhì)時(shí)，如果系統(tǒng)有接地，現(xiàn)象是非故障相電壓肯定有上升，完全接地是非故障相電壓上升到線電壓，如果實(shí)際接地則不允許拉開PT一次。

7 結(jié)語

對此次事件的研究和分析表明，發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器保險(xiǎn)熔斷后對機(jī)組的正常運(yùn)行有很大影響，所以PT斷線要盡早發(fā)現(xiàn)和判斷，為事故處理爭取更多的機(jī)會(huì)，也就有可能避免一次非停事故的發(fā)生，處理期間加大對發(fā)電機(jī)機(jī)端電流，勵(lì)磁電流，電壓的監(jiān)視，防止超限，確保機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 張保會(huì)，尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京：中國電力出版社，2004.

[2] 國家電力調(diào)度中心.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問答[M].2版.北京：中國電力出版社，1999.

[3] 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)規(guī)定匯編[M].2版.北京：中國電力出版社，2009.