TV二次侧接地引起一次系统异常分析

陈祖明

(湖南省东江水力发电厂,湖南资兴 423403)

1 概 述

2008年 9月 20日至 11月 8日,小东江电站10 kVⅠ段及 1,2号机出口开关柜进行设备改造,13个高压柜全部更换为西门子公司生产的 8BK20成套开关柜,其中包括 5个真空开关柜,5个电压互感器柜,1个过压保护柜,2个隔离开关及励磁用电压互感器柜。

2号机和 10 kVⅠ母的连接方式如图 1所示。

图 1 小东江 2号机和 10 kVⅠ母接线图

2008年 11月 6日晚,在励磁调试中,用 2号发电机带其出口母线 (320开关处于断开的 “试验”位置)进行升压试验至 6 kV(线电压)左右时,2号机定子 100%接地保护基波零序动作停机,停机检查星型接线的发电机定子绝缘正常。重新开机升压过程中,机端电压至 2 kV时,定子接地保护再次动作。

2 故障原因初步分析

2.1 调阅 2号机保护动作报告和整定值,确认保护动作正确。

2.2 用测量发电机残压 (即一次电压值)方法确认是否存在中性点偏移。在 2号发电机定子接地保护再次动作后,用相位相序表测量发电机残压及相位,并用万用表测得发电机中性点电位为 79V,用向量图表示如图 2。测得 22TV,23TV二次侧电压值与发电机一次电压换算值一致,21TV二次侧值略有不同,但与 22TV,23TV值趋势一致,量值上相差无几。

图 2 故障时小东江 2号发电机残压向量图

图 2可见在残压下发电机的中性点电位偏移,造成中性点电位偏移的可能性有:

(1)一次系统单相接地。

(2)停机较长时间的 2号发电机定子 (因运行方式及改造原因2号机已经1个多月未开机)可能因受潮而在最薄弱点处绝缘击穿。

2.3 电压互感器等二次回路存在接地可能。由于改造后的调速器测频信号取自 21TV二次侧线电压,故发电机开机必须带 21TV,否则检测不到机组频率信号的调速器将自动停机。

3 处理过程

3.1 对发电机进行一次检查性试验,以判断发电机是否确实存在故障。试验项目:发电机及出口母线绝缘电阻及吸收比、直流耐压及泄漏电流、外施交流发电机额定电压。检查结果表明发电机无异常。

3.2 解开发电机与新改造的 10 kV出口母线连接母排,采用从机端临时装设调压器等测频信号回路给调速器工作,甩开 21TV,再次开机测量发电机残压。此时发电机三相残压对称。

3.3 依次投入发电机出口新母线 (包括用于母线带电监视的分压电容),23TV,22TV,退出 21TV,测量发电机残压。结果残压依然对称。

3.4 投入 21TV。2号发电机残压三相再次出现不对称现象。经排查,确诊故障点为 TV二次回路电缆在励磁屏内 A相芯线绝缘破损对屏蔽接地短路。

4 教训和思考

4.1 改造后的二次设备投运送电前,必须经过绝缘检查,以利于及时发现处理问题。

4.2 在设备改造施工查找电气故障时,应重点怀疑新投运设备,从而大大节省查找故障时间。

4.3 为防止因 TV开路而引起发电机误强励,反措要求所有励磁用 TV二次侧都不能使用快分开关或熔断器作为保护,则该 TV的二次侧短路保护只能靠一次侧保险和继电保护起作用。

4.4 在落实防止励磁 TV断线误强励事故反措的同时,互感器回路本身的安全隐患应引起重视。