某抽水蓄能機組勵磁低勵限制器動作分析處理

郭中元 狄洪偉 楊斌 梁慶春 陳鶴虎 張智皓 華東宜興抽水蓄能有限公司

一、故障現象

2019年02月25日23：52，根據調度指令下發負荷曲線計劃電站成組抽水調相啟動1號機組，在同期并網后，勵磁低勵限制器動作30S后復歸機組運行正常。監控報警信息如下：

23：52：07，1號機勵磁低勵限制器動作

23：52：07，1號機勵磁限制器動作

23：52：00，中控室值班人員發現報警，觀察機組機端電壓15.06KV，無功下降至-56MVA，30S后報警復歸，機端電壓正常，無功返回至0MAV附近運行正常，機組運行正常，記錄報警內容、故障現象，具體原因待查，并且密切關注機組運行。

并網時正常勵磁會將機端電壓調節至額定機端電壓15.75KV，同期裝置會根據電網側電壓通過向勵磁發送增減磁令來調節機端電壓，如果機組正常同期并網則機組無功將會很小，但此次故障機端電壓被調節至15.06KV無功下降至-56MVA，進相深度較深，且通過觀察往期趨勢發現進相現象有嚴重的趨勢，故推斷是同期裝置及其回路出現問題可能性較大。

二、排故過程

此次故障發生后，之后接連幾次開機均出現同期并網電壓低進相并網，PQ限制器（低勵限制器）動作的現象。因主變暫無停役計劃，故檢修人員采取了臨時措施，并在主變停役后進行了處理。

臨時措施：1.同期回路的5個負荷解除相差表、壓差表，只留同期裝置、頻差表、同期閉鎖繼電器。2.同期并網最小電壓Umin=94%。3.加強開機前對網端電壓的巡視。并對運行交代記錄同期并網后數據趨勢。

1號機組在同期并網后連續出現低勵限制器動作，是由于同期并網機端電壓低于網端電壓造成。此原因是在同期裝置投入時拉低TV二次側電壓所致。經檢查解除負荷會使TV壓降減小，減小同期裝置測量的誤差，使得同期并網時低勵限制器不會動作。修改同期并網最小電壓Umin是為了避免非同期并網。

主變停役后的處理：主變低壓側TV星型繞阻引出線TB2 2端子接觸電阻為97Ω，經處理后接觸電阻降為0.1Ω。

同期采集電壓正常，無壓降，機組啟動后正常并網缺陷消除。

三、原因分析

（一）勵磁調節器問題導致并網電壓低

由于勵磁在95%時勵磁切換至AVR調節（自動電壓調節）并根據網端電壓設定預設值調整機端電壓，此時機端電壓并無異常，且通過故障錄波查看在同期裝置未投入前電壓幅值無異常變化。故排除勵磁調節器問題導致并網電壓低。

（二）同期支路問題導致同期電壓偏低

同期裝置本體采樣異常，導致測量網端電壓低。使用繼保儀器對同期裝置進行采樣試驗，發現同期裝置采樣精度正常無偏差，故排除同期裝置本體采樣異常。

同期回路網端電壓通過繼電器輔助觸點接入同期回路，輔助觸點接觸電阻升高會造成分壓導致同期裝置實測網端電壓下降。同期投入時，繼電器94GESL-D-1會勵磁，該繼電器224/225和226/227節點會導通分別將主變低壓側AB相電壓引入同期回路。從兩個方面排除該可能性，第一點拆下94GESL-D-1繼電器對它進行校驗發現224/225和226/227接觸電阻為0.3Ω為正常值，且該繼電器其他特性均正常。第二點通過故障錄波圖可以看出在同期啟動時同期回路投入此時故障錄波回路的主變低壓側B相電壓也存在壓降，如果是同期回路內有接觸電阻升高的情況只會影響同期回路的支路，不會影響其他支路裝置的采樣，故同期回路的接觸電阻升高情況排除。

（三）主變低壓側TV本體問題

主變低壓側TV本體變比異常，導致并網時機端電壓跟蹤網端電壓，同期發減磁令拉低機端電壓導致進相-56MVA并網。我廠主變低壓側TV只有一組由一個二次繞阻與一個剩余繞組組成，其中二次繞組所帶負荷從上級至下級分別為主變保護A組、主變保護B組、發變組故障錄波器、勵磁回路、同期回路。剩余繞組負荷分別為主變A組保護、主變B組保護、發變組故障錄波器。由于只有B相有異常且剩余繞組未感應到不平衡電壓且在主變停役后，將TV本體B相拉出，做了TV精度校驗，試驗結果正常。故排除主變低壓側TV本體變比異常。

（四）主變低壓側TV星型繞阻二次回路問題

將TV本體甩開，在TV二次繞組引出端子上加上三相電壓，并在主變低壓側TV小空開上側測量空開上側電壓，發現電壓無明顯偏移，將同期拆下的兩塊測量表計（作為大負載使用）接入空開上側A/B相，B/C相，A/C相，發現接入A/B和B/C相時電壓未97V，接入A/C相時電壓為100V，故分析問題出在TV二次引出端子至主變低壓側TV小空開B相線阻升高，導致帶了稍大負荷后，造成分壓現象，導致產生測量壓降。經測量B相相線從TV二次引出端子至主變低壓側TV小空開線阻為97Ω，而A相和C相和N線均為0.1Ω。故開始檢查B相相線從TV二次引出端子至主變低壓側TV小空開此段連接。經檢查為TB 2端子422接線處發生接觸電阻升高。經過處理，B相相線從TV二次引出端子至主變低壓側TV小空開B相上側線纜電阻為0.1Ω。

四、結論

綜上所述主故障發生的原因為變低壓側TV星型繞阻二次回路內阻增大問題，導致同期測量電壓下降，所以導致同期發送減磁令給勵磁以至于機端電壓下降同期并網后瞬時進相運行，同期裝置切除后機端電壓和機組無功恢復正常。