某水电厂紧急停机致机组过电压原因分析及处理

周瑜

【摘 要】某水电厂在调速器建模试验甩75%额定负荷时，出现了机组过电压、蜗壳压力异常上升事件，本文通过录波图，并结合实际情况，详细对其进行了分析，给出了处理建议，消除了机组极端运行隐患。

【关键词】甩负荷；励磁；过电压；触发角

1.引言

某水电厂机组调速器系统改造，进行建模试验甩75%额定负荷时，出现机组过电压、蜗壳压力异常上升事件。监控系统根据判据“机械过速115%主配拒動”启动紧急停机流程，在紧急停机流程执行过程中，励磁系统逆变失败，机端过电压导致发电机过电压保护动作，跳灭磁开关。事故配压阀投入过程中，导叶加快关闭，致使蜗壳压力异常上升。

2.机组过电压原因分析

通过励磁系统上甩75%额定负荷（P=225MW）时的录波文件，可分为三个阶段进行分析：

第一阶段：机甩负荷初始过程，如图1所示。开始时刻为7.7s，机端电压上升107%Un，随后保持在100%Un左右。此阶段是甩负荷后正常的机端电压上升，且励磁调节器在恒励磁电压调节（AVR）模式下空载状态将机端电压控制在了100%Un。

第二阶段：机组紧急停机，如图2所示。开始时刻为12.5s，励磁系统收到停机令（即远方逆变令），触发角由68°变为150°，但并未可靠逆变。机端电压不降反升，先上升至112%Un再下降至95%Un再上升到150%Un。其间励磁系统过压（定值为110%Un）动作两次。

第三阶段：发电机过压动作，如图3所示。转子电流变为0的时刻为17.1s，按照发电机过电压保护整定值（130V，0.3s）动作，可确定发电机过电压保护动作相对时刻为16.8s。发电机过压保护动作跳灭磁开关FMK，非线性电阻灭磁，机端电压降为0。通过查看发变组保护事件记录，发电机过电压动作值为148.928V，与录波基本相当。

综上所述，机组励磁系统收到停机令（即远方逆变令）后，励磁调节器进入逆变状态，触发角输出最大值150°。通过理论计算，在机组频率过高（超过60Hz）时，励磁调节器仍以固定频率模式下的触发角度输出150°，可能出现翻转颠覆，进而导致实际上出现了励磁强励的情况，致使发电机过电压。

3.建议处理方法

通过修改励磁系统参数降低机组过速情况下逆变失败的可能性。将空载、负载、逆变最大触发角度的上限从目前的150°（对应约60Hz情况下可能出现翻转颠覆）修改至130°（对应约69Hz情况下可能出现翻转颠覆），降低极端情况下角度翻转的几率。

4.结语

通过将最大触发角从150°修改至130°后，机组起励正常，通过了调速建模试验甩100%额定负荷。在正常投运1年后，该电厂开展A级检修，机组启动甩负荷试验，励磁正常，未发生角度翻转致逆变灭磁失败情况。

参考文献：

[1]朱春成.励磁装置运行规程（Q/TSQ 103009）[Z].2015年7月

[2]罗克武，常辉.励磁系统检修技术标准（Q/TSQ 104115）[Z].2015年7月

（作者单位：1.广西大学电气工程学院；

2.天生桥一级水电开发有限责任公司水力发电厂）