抽水蓄能機(jī)組定子接地故障分析

李哲 張龍歌 潘盈 楊敏之 李赟俐

摘要：定子接地保護(hù)是抽水蓄能機(jī)組必備的保護(hù)之一，本文通過(guò)對(duì)抽蓄機(jī)組定子接地保護(hù)動(dòng)作的原因進(jìn)行分析，討論導(dǎo)致定子接地的原因及其分析思路，并提出預(yù)防辦法。

關(guān)鍵字：抽水蓄能;定子接地保護(hù);預(yù)防措施

1 引言

宜興抽水蓄能電站位于華東電網(wǎng)的負(fù)荷中心，電站共裝有4臺(tái)250MW水輪發(fā)電機(jī)組，主要承擔(dān)華東電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻及事故備用等功能。其中定子接地保護(hù)的配置如下：

發(fā)電機(jī)95%接地保護(hù)（59NG-A）：整定值： Delay=2s;V-setting=0.05UN，其動(dòng)作電壓取自發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè)開(kāi)口三角形PT繞組;動(dòng)作后果： #3機(jī)組電氣跳機(jī)。

2 故障現(xiàn)象

2.1 跳閘前狀態(tài)

跳閘前500KV開(kāi)關(guān)狀態(tài)：5051、5012、5054開(kāi)關(guān)合閘;

跳閘前機(jī)組狀態(tài)：#1機(jī)組檢修，#3機(jī)組發(fā)電停機(jī)過(guò)程中，#2～#4機(jī)組停機(jī)備用。

2.2 跳閘前保護(hù)狀態(tài)

#1機(jī)組保護(hù)A/B組保護(hù)改信號(hào);

#1主變保護(hù)A/B組保護(hù)改信號(hào);

#2～#4發(fā)電機(jī)保護(hù)A/B組保護(hù)全部投入跳閘;

#2～#4主變保護(hù)A/B組保護(hù)全部投入跳閘。

2.3跳閘時(shí)刻監(jiān)控報(bào)警

21：12：39.501 U3 TRANS MAIN 64L_3U0_START ALARM AL

21：12：39.515 U3 TRANS SECOND 64L3U0_START ALARM AL

21：12：41.555 U3 GMPROT MN1：GENERAL TRIP AL

21：12：41.597 U3 GCB OPND

21：12：41.682 U3 TRANS SECOND 64L3U0_START NORMAL RN

21：12：41.688 U3 TRANS MAIN 64L_3U0_START NORMAL RN

21：12：41.818 U3 EXC OFF

從上述報(bào)警可以看到，#3主變A組/B組中的主變低壓側(cè)接地保護(hù)（64T-A/64T-B）啟動(dòng)，但是沒(méi)有出口。

3 故障分析

3.1波形分析

#3機(jī)組晚峰發(fā)電停機(jī)過(guò)程中跳閘時(shí)錄波器記錄跳閘波形特點(diǎn)：

1） 機(jī)端PT與主變低壓側(cè)PT同時(shí)測(cè)量到#3發(fā)電機(jī)B相電壓降低，A、C相電壓升高;

2） 機(jī)端PT與主變低壓側(cè)PT同時(shí)測(cè)量到零序電壓，而且零序電壓都與發(fā)電機(jī)B向電壓反相位;

3） 分析低速錄波波形，在跳閘前曾經(jīng)短時(shí)間出現(xiàn)過(guò)B相電壓降低，A、C相電壓升高的現(xiàn)象，且在短時(shí)間內(nèi)復(fù)歸，這與保護(hù)裝置記錄的事件記錄一直;

4） 在#3機(jī)組定子95%接地保護(hù)（59NG-A）跳閘前，#3主變A/B組主變低壓側(cè)接地保護(hù)（64T-A/B）也檢測(cè)到接地并且啟動(dòng)，在故障切除后復(fù)歸。

5） #3機(jī)組跳機(jī)后主變低壓側(cè)PT測(cè)量的零序電壓消失，故障點(diǎn)在GCB03至發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的主設(shè)備上;

6） 該波形為典型發(fā)電機(jī)定子一點(diǎn)接地故障波形

3.2分析及排查

3.2.1初步分析

#3機(jī)組晚峰發(fā)電停機(jī)過(guò)程中定子95%接地保護(hù)跳閘的故障范圍在：GCB03至發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的主設(shè)備B相上。

3.2.2排查過(guò)程

第一步，對(duì)機(jī)端PT上部軟連接至各PT間母線進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓40KV，未發(fā)現(xiàn)異常。

第二步，對(duì)發(fā)電機(jī)B相繞著進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，在進(jìn)行絕緣測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓至1500V左右，發(fā)電機(jī)定子上部有明顯放電聲，通過(guò)查找確定放電點(diǎn)在B相繞組一上層線棒靠上齒壓板處，然后對(duì)該線棒對(duì)應(yīng)上擋風(fēng)板進(jìn)行拆除，以進(jìn)一步確認(rèn)故障情況，上擋風(fēng)板拆除后發(fā)現(xiàn)線棒放電點(diǎn)處有一只金屬墊片，放電處線棒表面絕緣嚴(yán)重磨損（見(jiàn)附件）。

4預(yù)防措施

在事故發(fā)生后，經(jīng)技術(shù)人員緊急事故分析與排查，確認(rèn)繼電保護(hù)裝置正確動(dòng)作。B相線棒放電點(diǎn)處安裝期間遺留的金屬墊片是導(dǎo)致本次事故跳閘的主要原因，也是導(dǎo)致該線棒絕緣損傷的直接原因。在以后工作中采取以下預(yù)控措施：

1.機(jī)組檢修時(shí)，拆開(kāi)定子上下?lián)躏L(fēng)板和擋風(fēng)條，對(duì)定子端部進(jìn)行全面檢查，并作好記錄。

2.機(jī)組運(yùn)行時(shí)加強(qiáng)監(jiān)視。

參考文獻(xiàn)

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