600MW火電機(jī)組發(fā)電機(jī)PT斷線故障分析與解決方案

陳濤

摘? 要：目前600MW火力發(fā)電機(jī)組已經(jīng)成為我國發(fā)電系統(tǒng)的主力發(fā)電機(jī)組，然而實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)電機(jī)PT斷線故障引起的異常時有發(fā)生，給機(jī)組正常運(yùn)行帶來安全隱患，其重要性不言而喻。結(jié)合某大型火力發(fā)電廠實(shí)際生產(chǎn)中遇到的異常情況，文章結(jié)合理論及現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析了發(fā)電機(jī)PT斷線故障的案例，并提出了切實(shí)可行的解決方案。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī);進(jìn)線PT;TV斷線

中圖分類號：TM621.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）31-0124-02

Abstract： At present， 600MW thermal power unit has become the main generator set of power generation system in our country. However， the abnormal fault caused by generator PT disconnection occurs from time to time in actual production， which brings hidden dangers to the normal operation of the unit， and its importance is self-evident. Combined with the abnormal situation encountered in the actual production of a large thermal power plant， this paper analyzes the case of generator PT break fault in theory and field data， and puts forward a feasible solution.

Keywords： generator; PTincoming line; TV disconnection

引言

國華臺山銅鼓發(fā)電廠是廣東地區(qū)一大型主力火力發(fā)電廠，總裝機(jī)容量為400萬千瓦時，對廣東省500千伏主網(wǎng)架及220千伏主網(wǎng)架起到有力的支撐作用。國華臺電公司600MW機(jī)組安裝上海汽輪發(fā)電機(jī)廠制造的600MW發(fā)電機(jī)。臺山銅鼓電廠1號機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電后，多次出現(xiàn)發(fā)電機(jī)電壓互感器斷線和劣化故障，給機(jī)組安全運(yùn)行帶來隱患。

1 發(fā)電機(jī)PT原理及應(yīng)用

1.1 發(fā)電機(jī)PT結(jié)構(gòu)原理

電壓互感器是發(fā)電廠必不可少的一種電氣設(shè)備，是用來提供測量儀表和繼電保護(hù)，用來測量線路的實(shí)際電壓、實(shí)際功率的。發(fā)電機(jī)PT在運(yùn)行過程中，一次繞組并聯(lián)接在高壓線路上，二次繞組并聯(lián)接二次測量回路中。所以測量高壓線路上的電壓時，即使一次電壓很高，二次也是低壓的，確保操作人員和儀表安全。發(fā)電機(jī)一次側(cè)接高壓繞組，二次側(cè)接低壓繞組。

1.2 發(fā)變組PT的配置和作用

（1）機(jī)端PT1：A611＼B611＼C611：供發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器AVR1、測量回路（電壓、有功、無功、頻率、ECS）;A611' ＼B611'＼C611'：發(fā)變組保護(hù)A屏（過激磁、過電壓、逆功率、低頻、程序逆功率、匝間、定子接地、失磁、失步、啟停機(jī)、電壓記憶過流）;開口三角L611、N6001：發(fā)變組保護(hù)A屏;（2）機(jī)端PT2：A621＼B621＼C621：供發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器AVR2、測量回路（NCS表計(jì)、電壓、有功、無功、頻率、功率因數(shù)）;A621'＼B621'＼C621'：發(fā)變組保護(hù)B屏（過激磁、過電壓、逆功率、低頻、程序逆功率、匝間、定子接地、失磁、失步、啟停機(jī)、電壓記憶過流）;開口三角L621、N6001：發(fā)變組保護(hù)B屏;（3）機(jī)端PT3：A631＼B631＼C631：發(fā)電機(jī)、高廠變、勵磁變計(jì)量回路;發(fā)變組保護(hù)A、B屏（電壓平衡和匝間保護(hù)）;（4）中性點(diǎn)PT：L701、N6001：發(fā)變組保護(hù)A屏（定子接地）;L702、N6001：發(fā)變組保護(hù)B屏（定子接地）。

1.3 PT斷線與保護(hù)裝置

（1）各PT二次空開跳閘接點(diǎn)任一相動作，DCS告警報(bào)“發(fā)電機(jī)TV斷線”;（2）保護(hù)裝置“TV斷線”信號;（3）各相電壓回路TV斷線告警判據(jù)：正序電壓<18V，且任意相電流大于0.04In;負(fù)序電壓>8V;機(jī)端或主變高壓側(cè)TV滿足以上條件之一，延時10s發(fā)TV斷線告警，異常消失延時10s信號自動消失。

1.4 PT1一次斷線現(xiàn)象（如：PT一次保險熔斷、一次插頭接觸不良、及PT繞組一次斷線等）

（1）發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、有功、無功、頻率表指示異常，三相電壓不平衡，降低或到零;（2）發(fā)電機(jī)定子電流和勵磁電流、電壓正常;（3）勵磁回路報(bào)“PT斷線”，裝置運(yùn)行套可能切換至備用通道;（4）保護(hù)A屏報(bào)“TV1斷線”;（5）發(fā)電機(jī)零序電壓較高或伴隨定子接地告警。

1.5 PT2斷線時（如：PT二次空開跳閘、二次插頭接觸不良、二次接線松動脫落等）

（1）發(fā)電機(jī)端電壓、有功、無功、頻率表指示異常、三相電壓不平衡、降低或到零;（2）發(fā)電機(jī)定子電流和勵磁電流、電壓正常;（3）勵磁回路報(bào)“PT斷線”，裝置運(yùn)行套可能切換至備用通道;（4）DCS可能發(fā)“TV2”二次斷線。

1.6 發(fā)電機(jī)電壓互感器運(yùn)行過程一次電壓分析

圖1表明一次電壓對稱，其中線電壓20kV、相對地電壓為20/√3kV;二次電壓對稱：線電壓 Uab=Ubc=Uca=100V;相對地電壓Ua=Ub=Uc=57.74V。

1.7 一次熔斷器劣化過程中二次電壓向量分析

2 發(fā)電機(jī)TV斷線故障分析

事件經(jīng)過：2019年5月22日8點(diǎn)25分，1號機(jī)組值班人員監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)1號發(fā)電機(jī)三相定子電壓分別為：發(fā)電機(jī)定子電壓A-C：19.2kV，發(fā)電機(jī)定子電壓A-B：18.8kV，發(fā)電機(jī)定子電壓B-C：19.4kV，出現(xiàn)約600V偏差，聯(lián)系二次檢查確認(rèn)A相電壓偏低，聯(lián)系電氣一次、熱工檢查。

檢查分析：在保護(hù)柜測量電壓為UAB=98.8V，UBC=101.5V，UCA=96.7V，初步判斷A相電壓有問題。在發(fā)電機(jī)1A分支PT柜測量電壓為 UAN=45V，UBN=59V，UCN=61.5V，空開上下口之間沒有壓差，說明PT二次回路沒有斷線或接觸不良，從PT根部出來的電壓就不正常。從故障錄波器上查看波形，B、C相電壓正常，A相電壓偏低且波形畸變，再次說明PT輸出二次電壓UA不正常。在1A分支PT柜將A、B、C 三相電壓回路空開斷開后，測量電壓仍為UAN=45V，UBN=59V，UCN=61.5V，與空開斷開前測值一樣，A相PT較另外兩相PT發(fā)熱較大，最終說明PT本體A相一次熔斷器故障，可能為進(jìn)線PT內(nèi)部二次插頭接觸不好或者開關(guān)本體A相PT接觸不良。基于該備用電源分支PT已經(jīng)出現(xiàn)兩次以上A相熔斷器故障的事實(shí)，可大致判斷為A相熔斷器已出現(xiàn)劣化現(xiàn)象。

專業(yè)組確定1號發(fā)電機(jī)三相定子電壓偏差措施，申請調(diào)度許可退出1號機(jī)AGC，2019年5月22日14點(diǎn)30分，退出1號發(fā)電機(jī)保護(hù)柜01柜A套保護(hù)，2019年5月22日14點(diǎn)50分，退出1號機(jī)協(xié)調(diào)控制及AVC及一次調(diào)頻，將發(fā)電機(jī)勵磁通道切至B通道，熱工仿真有關(guān)數(shù)據(jù);檢修人員回告，電氣檢查1號機(jī)A相PT燒壞，2019年5月22日15點(diǎn)35分，電氣專業(yè)更換A相PT，恢復(fù)A相PT及二次小空開，定子電壓數(shù)據(jù)顯示恢復(fù)正常，恢復(fù)相關(guān)措施。投入1號發(fā)電機(jī)保護(hù)柜01柜A套保護(hù)，解除之前仿真數(shù)值。

當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓互感器二次回路斷線故障，需要把由于發(fā)電機(jī)電壓互感器二次回路斷線引起故障的保護(hù)裝置和自動控制裝置退出運(yùn)行，并進(jìn)行相應(yīng)處理，等到二次回路正常以后，投入相應(yīng)的繼電保護(hù)及自動儀器。值班員發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置和自動裝置有誤動作風(fēng)險，必須盡快聯(lián)系繼電保護(hù)人員作出相應(yīng)處置，并向上級領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)。若在緊急情況下，運(yùn)行人員可以立即退出保護(hù)裝置和自動裝置，待事故處理穩(wěn)定后，向值長匯報(bào)處理情況，最后統(tǒng)計(jì)損失電量匯報(bào)中調(diào)。

3 發(fā)電機(jī)PT故障的判斷和處理

當(dāng)600MW機(jī)組發(fā)電機(jī)電壓互感器電壓出現(xiàn)異常變化，繼保人員必須準(zhǔn)確判定故障所屬電氣系統(tǒng)。第一步，分別檢查發(fā)電機(jī)故障錄波器和發(fā)電機(jī)分支發(fā)電機(jī)電壓互感器柜內(nèi)的二次電壓，并進(jìn)行對比是否基本一致，若電壓基本一致，則原因很可能在分支發(fā)電機(jī)電壓互感器設(shè)備上。第二步，判別是一次設(shè)備故障引起還是二次回路故障引起的。可以使用萬用表測量二次回路偏差的電壓值。第三步，在發(fā)電機(jī)電壓互感器開關(guān)柜二次小開關(guān)上、下端盒發(fā)變組保護(hù)屏柜端子排上測量電壓。通過對比最后確認(rèn)故障位置。如果是發(fā)電機(jī)電壓互感器一次設(shè)備出現(xiàn)問題，就要仔細(xì)查看電壓互感器的一次和二次插頭是否完好。如果發(fā)電機(jī)電壓互感器二次回路出現(xiàn)問題，就要仔細(xì)查看發(fā)電機(jī)電壓互感器二次小空開是否完好。無論是發(fā)電機(jī)電壓互感器一次設(shè)備還是二次回路出現(xiàn)問題，都需要把涉及到該回路的所有保護(hù)出口壓板退出，然后進(jìn)行相應(yīng)處理。經(jīng)處理完畢，測量電壓合格后確認(rèn)故障已處理消除，才能將保護(hù)壓板重新投入。

4 結(jié)束語

通過檢查分析最近幾年電廠發(fā)電機(jī)電壓互感器電壓異常情況的處理發(fā)現(xiàn)：發(fā)電機(jī)電壓互感器一次插頭動靜觸頭經(jīng)常出現(xiàn)氧化層接觸不好導(dǎo)致故障;同時設(shè)備長期振動也會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)電壓互感器一次觸頭接觸效果不佳;發(fā)電機(jī)電壓互感器熔斷器在運(yùn)行過程中也會由于設(shè)備質(zhì)量不過關(guān)，出現(xiàn)劣化故障。針對發(fā)電機(jī)電壓互感器的不穩(wěn)定性，電廠檢修人員，必須針對發(fā)電機(jī)電壓互感器一次插頭動靜觸頭因材質(zhì)出現(xiàn)氧化層接觸不好的情況，在設(shè)備大小修期間，對發(fā)電機(jī)電壓互感器插頭進(jìn)行打磨檢查;針對發(fā)電機(jī)電壓互感器熔斷器質(zhì)量不過關(guān)問題，必須徹底更換高質(zhì)量熔斷器;針對設(shè)備發(fā)電機(jī)電壓互感器運(yùn)行振動的，必須緊固好發(fā)電機(jī)電壓互感器定位螺栓。

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