发电机励磁电流互感器开路分析及处理

彭远崇

(广东省粤电集团有限公司沙角A电厂，广东 东莞 523900)

某电厂4，5号330 MW发电机组500 kV出线改接入220 kV出线，4号发电机组同步A修，旋转可控硅整流无刷励磁改为励磁变自并励静止可控硅整流有刷励磁，励磁调节器型号为NES6100。2013-02-14，4号发电机组并网发电。

1 开路故障的发生及检查

2013-02-19T15:35，4号发电机有功功率为200 MW，转子励磁电流为2 146 A，运行人员巡回检查，发现励磁调节器就地显示的有功功率为135 MW，且集控显示的发电机无功、三相电流均正常，对比检查就地励磁调节器A，B套的定子电流A相均显示为0，其余2相电流显示正常。6号电流互感器容量为50 VA、变比为12 000/5。A相电流互感器接线如图1所示。用钳形电流表测量A相二次电流为0，其余2相电流为2.5 A，折算后一次电流与集控显示的发电机电流相同。初步判断励磁专用6号电流互感器A相二次开路。沿着二次电缆的走向进一步排查，发现发电机底部励磁专用6号电流互感器接线盒内A相联接电缆已被烧断，有明显放电痕迹，线头胶皮烧焦鼓起，极性端K1接线柱根部绝缘碳化泛白，红外线成像仪检测显示K1接线柱温度180 ℃，发热面积约3 cm2,包括K2的所有其他部位温度与其余2相相等，二次绕组之间及对地绝缘的额定短时工频耐压为3 kV，判断K1接线柱内的绝缘体已被击穿且在持续放电，用钳形电流表测量K2的连接线电流2.5 A，与其余2相电流相等。

2 处理方法

正常运行时，电流互感器二次侧负载电阻很小，相当于短路，电流在铁芯中产生去磁磁通。如果二次侧开路，没有去磁磁通，一次电流将全部成为激磁电流，铁芯将过激磁饱和，从而引起电流互感器铁芯发热，并在二次侧输出高电压。相应的处理方法如下。

(1)停机处理电流互感器开路故障是最直接最简单的办法。因为电流互感器的K1接线柱很短，无法外加螺母，且其根部绝缘因过热碳化可能已经松动，不能用扳手松紧螺母。如果K1接线柱脱落，只能停机更换处理，而电流互感器二次侧有高电压，因安全距离不足，会电击检修人员，并且停机会损失大量发电量，而电流互感器没有备品，因此将其作为可选的后备方案。

(2)不停机临时处理，待停机时进一步处理。不停机临时处理电流互感器开路故障时，首先须排除风险。分析认为，电流互感器K1接线柱虽过热碳化，但使用载流大于5 A的大号鳄鱼钳短接线短接，可牢牢钳住接线柱，因没有外力，不会引起接线柱松动。K2连接线电流为2.5 A，与其余2相电流相等，且K1接线柱根部发热，说明该部位绝缘已击穿“导通”，A相电流互感器本体流过正常电流，即K1接线柱不会出现高电压。于是，带上10 kV绝缘手套进行操作，测得K1接线柱电压只有20 V，因此可排除K1接线柱松动和高电压风险。

图1 A相电流互感器接线示意

用大号鳄鱼钳短接线短接K1和K2接线柱，测得短接线电流为2.5 A，K1接线柱电压为0。20 min后测得K1接线柱温度为80 ℃。稳定后测得温度为30 ℃，与其余2相温度相等，A相电流互感器恢复“正常”。

由于6号电流互感器A相退出，励磁调节器缺少A相定子电流，测量功率比实际值少，影响励磁调节器欠励、过励限制功能及PSS(电力系统稳定器)辅助控制功能，励磁调节器不能正常工作。因此，将相邻且型号相同的7号电流互感器A相电流，按同极性端改接至励磁调节器，测量其功率显示正常，励磁调节器恢复正常工作。7号电流互感器接带发电机电度表负荷，A相增加励磁调节器负荷，其测量精度几乎不受影响。

2014-02-13，4号机组调峰停机，检查6号电流互感器A相K1接线柱根部绝缘碳化较严重，虽然未松动，但也不宜用扳手松紧接线柱螺母，仍然用大号鳄鱼钳短接线短接，其余2相也短接退出，励磁调节器负荷全部改接至7号电流互感器。3月4日，4号机组并网运行。

3 结束语

电流互感器开路后，二次侧有高电压，一般情况下绝缘薄弱的位置会击穿并连续放电。如果二次回路电流正常，电流互感器本体没有异常发热，其端部输出电压正常，可在不停运发电机组情况下，直接短接电流互感器端部退出运行。