某电站水轮发电机组励磁系统故障的分析及处理

黄宜勤

(华电福新能源股份有限公司池潭水力发电厂，福建?泰宁?354400)



某电站水轮发电机组励磁系统故障的分析及处理

黄宜勤

(华电福新能源股份有限公司池潭水力发电厂，福建?泰宁?354400)

1 概 述

某电站装有4台800 kW轴伸贯流式发电机组，4台机组于2005年9月全部投产并网发电，发电机配置LH—WLT01型自并励可控硅整流励磁装置(见表1)。

表1 发电机和励磁系统的主要参数

1、2号机组成扩大单元接线，3、4号机组成扩大单元接线，2个扩大单元分别经1台S9—2 000 kVA/35 kV主变出线接入系统运行。

2 故障发生经过

2015年4月24日，运行人员按正常程序将3号机停机解列，先将3号机有功功率、无功功率降至空载值，在断开出口断路器时，发现断路器无法正常断开，随即检查3号发电机开关柜，发现3号机出口断路器分闸线圈冒烟。运行人员立即按下紧急停机按钮，按照该电站紧急停机流程，同时断开出口断路器，跳开灭磁开关，调速器导叶全关。

此时机组运行声音突然增大，转子电流表、电压表指示零或接近于零,定子电压表指示显著降低,电子电流表指示升高并晃动,发电机有功功率表的指示降低并摆动,发电机无功功率表的指示为负值。机组过负荷保护，失磁保护，定子过电流保护动作，但保护无法跳开出口断路器，厂房有闻到焦味。运行人员立即跑至励磁屏检查，发现励磁柜灭磁电阻发红，有烧焦味；然后跑至3号机发电机屏手动跳开3号发电机出口断路器，将3号机机组刹车停机。

3 故障后设备检查情况

(1)发电机出口断路器跳闸线圈烧坏。

(2)由于3号机励磁屏灭磁电阻烧红，导致起励回路隔离二极管、起励过电压继电器被烫坏。

(3)励磁同步变压器A、C相烧坏。

4 故障原因及暴露的问题

4.1 原因分析

由于机组断路器分闸回路损坏，出口断路器无法断开，在这种情况下断开灭磁开关，调速器导叶全关；此时发电机转子回路失磁，发电机进入进相运行，转子磁场消失了，电磁力矩减少，出现过剩力矩，脱离同步。转子与定子有相对速度，由于定子绕组吸收无功功率，在定子铁芯产生旋转磁场，转子绕组切割定子旋转磁场，在转子绕组产生电势。由于此时灭磁电阻接通励磁回路，灭磁电阻相当于一个大功率负载，产生很大的热能，很快发红发热，将灭磁电阻附近的起励过压继电器、起励隔离二极管烤坏。在运行人员发现后，才到开关柜手动将机组出口断路器断开。

4.2 暴露的问题

(1)设备老化严重，日常设备检查维护不到位，发电机出口断路器跳闸线圈损坏未及时发现。

(2)对全厂继电保护长期未按周期开展检验。

(3)紧急停机流程有误，在未断开出口断路器的情况下应不能断开灭磁开关。

(4)运行人员日常培训不到位，事故应急处理操作流程不熟，导致故障不能及时断开。

5 故障处理及防范措施

5.1 处理

技术人员将出口断路器跳闸线圈、起励回路隔离二极管、起励过电压继电器、A、C相同步电压变压器更换后，机组起励还是无法成功，再次检查测量发现同步电压互感器A、C相电压为零。仔细检查有关回路，发现新更换的起励过电压继电器线圈电阻为0.2 Ω，而铭牌参数为500 Ω，A、C相同步电压变压器有发热现象。重新更换新的起励过电压继电器后，再次操作起励成功，正常并网发电。

5.2 防范措施

(1) 加强设备巡视检查维护，严格执行设备缺陷管理制度，发现异常及时处理。

(2)对全厂自动化保护装置按周期开展检验。

(3)梳理全厂应急处理流程，存在问题立即修正。

(4)大力开展技术培训、应急演练，切实提高员工技术、技能水平。

(5)加强备品备件的管理，保证其质量性能，确保处于完好状态。

6 结 语

本电站水轮发电机组因失磁造成进相运行，是一次罕见的故障，严重影响水轮发电机组的安全运行。故障发生后，通过认真分析、查找原因、提出防范措施，进一步提高了员工的应急处理能力，为电站安全、可靠运行提供了有力保障。

责任编辑 吴 昊

2015-05-12

黄宜勤(1974-)，男，工程师，主要从事发电设备运行维护工作。E_mail：350716765@qq.com