發電機出口電壓互感器任一相熔絲燒毀故障分析

張楠

摘要：海南核電為650MW機組，在發電機出口斷路器與發電機之間裝有3組單線圈環氧樹脂澆注全絕緣電壓互感器，由環氧樹脂及固化劑固化成型，在生產過程中，由于工藝等原因，難免會有氣隙存在，伴隨著運行時間的增加，局部放電量增大，可能造成電壓互感器損壞，其中電壓互感器熔絲故障對機組的瞬態影響較大，海南核電2號機組在2016年便出現過此類故障，對該故障進行分析，為以后的運行提供技術支持。

關鍵詞：電壓互感器;MW反饋;勵磁通道

引言

我國電力事業發展迅速，人們越來越關注用電安全。電力系統運行過程中，各種元件和設備都發揮了重要作用，其中繼電保護裝置是非常重要的保護系統，它可以及時發現電力系統中存在的異常情況，實現電力系統故障檢測和自動報警，讓工作人員盡快找到故障位置，恢復電力系統正常運行。為避免異常情況對系統造成影響，其可以自主切斷線路，保護系統。繼電保護裝置主要對電力系統中的電壓和電流進行檢測，電流電壓增大或減小都說明系統中出現了異常情況，需及時進行處理，消除故障。實際運行中，由于工作人員操作不規范或日常巡視工作不到位，會使繼電保護裝置出現故障，導致其不能及時發現故障，影響系統穩定運行。為提升供電穩定性，要深入分析繼電保護裝置常見故障原因及有效處理措施，結合電網運行實際情況，采用先進技術維護電力系統穩定運行，防止故障發生，進一步促進我國電力行業發展。

1 GSY發電機故障現象

2016年11月5早班，2號機維持熱功率約1490MW，電功率約500MW運行，9：05，主控出現2GSE002KAGSE（ETS）軟件故障報警以及2GRE003KAGRE（DEH）軟件故障報警，同時觀察到BUP盤上功率表從501MW緩慢上漲至505MW左右，調門開度增加約0.5%開度。同時發電機無功從45MVAR上漲至80.7MVAR。2號發電機MW反饋退出，經維修檢查，確認為2GSY300TU的A相熔絲燒斷。發電機各相電壓及功率變化趨勢如圖1所示。由圖1趨勢可以看出，9：05A-C相、A-B相、B-C相相間電壓在有明顯的變化，導致有功、無功開始波動;11：29，2GSY300TUA相斷相，A-C相、A-B相、B-C相相間電壓差值增大，無故障的B-C相相間電壓增大，在11：36，B-C相相間電壓增大至20873.0V，勵磁調節由A通道的自動模式切換到B通道的自動模式。深入分析了解后得知從9：05第一次波動后，2GSY200/300TU送DEH的功率信號存在偏差，一直在6MW左右波動，導致2GSE002KA以及2GRE003KA不斷閃發。11：292GSY300TUA相斷相后，來自2GSY200/300TU的功率信號偏差不斷增大。調門開度從34.64%增大到35.46%。DEH上MW（兆瓦）回路退出，由于功率偏差一直>20MW，導致MW回路一直不能投入

2故障分析

與二次側開路不同，中性線斷開故障具有較強的隱蔽性，此時電流互感器的各相電流值均不為零，電流互感器也無異常響聲。對于三相星形接線，會出現中性點位移，盡管一次側三相負荷對稱，二次電流卻不再對稱;對于兩相不完全星形接線，會出現兩相電流值完全相等、相位相反且中性線電流為零的情況，由于此時二次電流值的大小及相位均不正確，將會使計量結果產生嚴重偏差，并對繼電保護等裝置的工作產生影響。綜上分析，電流互感器的二次側電流異常包括數值異常和相位異常，運行中切不可僅靠有無電流指示作為故障判別的唯一標準。電流互感器的安裝、試驗階段為該型故障的多發階段，必須規范電流互感器安裝工藝、推進電氣試驗標準化操作，還應做到以下2點。（1）差動保護在投入運行前，必須測量各中性線的不平衡電流、電壓，以保證保護裝置和二次回路接線的正確性。（2）電流互感器的二次繞組只允許有一點接地，其中：公用電流互感器二次繞組的二次回路，必須在相關保護柜屏內一點接地;獨立的電流互感器的二次回路應在開關場一點接地。

3發電機出口電壓互感器任一相熔絲燒毀故障對策

3.1提升工作人員專業素質，做好安裝、檢修和維護工作

不管是電力系統管理還是系統維修工作，工作人員都應承擔起工作職責，做好本職工作，按標準做好接線工作和設備安裝工作，確保繼電保護系統穩定運行。要檢查接線過程，確保系統可靠性、安全性，做好常規檢查工作，保證線路連接質量良好。檢查裝置是否存在異常問題，如果發現異常，一定要及時解決，做好實驗驗證，降低系統故障率，使繼電保護裝置發揮更大的作用。

3.2加強PT的鐵磁諧振抑制能力

PT高壓側中性點串聯消諧器，增加一次側抑制諧振的能力。此種方法不僅能很好地限制在線路單相接地恢復時產生的涌流，避免熔斷器頻繁熔斷，還能較有效地抑制系統發生的鐵磁諧振，保證相關設備安全。加裝消諧器時，應注意以下問題：開關柜內使用的PT為分級絕緣PT，需要使用分級絕緣專用的消諧器。加裝一次消諧器后，二次消諧器的配置需要進行修改，應與二次消諧器廠家進行確定。開關柜內空間有限，加裝消諧器前，應請開關柜廠家對絕緣配合進行校核。

3.3遠端模塊出錯及糾錯方法

為了能從遠端模塊實時獲得正確數據，與遠端模塊相連的光纖接口板NR1122A實時提取接收到的數據幀。根據每幀數據中的多個狀態位信息，NR1122A能全面監視遠端模塊的當前工作狀態，并根據具體出錯信息采取相應的軟件處理方法，以保證得到正確的采樣數據。狀態信息包括遠端模塊±12V工作電源和AD基準電源是否正常、背板參數設置是否出錯、是否丟幀、奇偶校驗是否出錯等。一旦出錯，會在液晶上產生相應的事件和報文，同時采樣DSP板根據不同的出錯情況做出相應的數據處理上送給保護和測控裝置，并提示運行人員根據具體的出錯情況做出相應的處理。如果出現丟幀錯誤，可更換光纖，如果依然丟幀或出現其他錯誤則需更換遠端模塊。

3.4電流互感器開路運行的處理方法

（1）相應回路三相測量表計的指示將會出現明顯不一致，計量表計則會出現計量減少或停止。此時開路故障發生在指示值較小或為零值的一相;開路后鐵芯飽和程度與負荷大小有關，當負荷較大時，由于鐵芯內磁通密度增加，硅鋼片將會產生很大振動，發出較大的“嗡嗡”聲，運維人員據此可直觀判別出開路相別。（2）當鐵芯發熱引起繞組絕緣破壞時，會有異味產生，嚴重時還會冒煙、打火等。（3）誤跳閘和越級跳閘發生后，應結合故障類型和動作電流值，對相應的電流互感器回路進行排查。（4）當接線螺絲壓接不緊時，會引起端子排局部的發熱或打火，可通過端子排有無變形、熔化來判定，故障點不明顯時可借助紅外測溫儀來鑒別。

結束語

電力系統中，繼電保護裝置是重要的安全裝置，它可以對系統進行故障自動檢測并實現自我斷開保護電路，迅速報警提醒工作人員維修，以盡快恢復系統，對提升電力系統運行質量具有重要意義。

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