发电机励磁调整试验导致机组跳闸分析

蒋安伟 张林渠

摘要：介绍一起发电机加励磁试验过程中，发电机过激磁保护动作，机组跳闸的典型案例;指出了保护定值整定错误、励磁调节器限制值偏低、电压显示存在偏差、试验方案不完善、监视调整不到位、保护校验及定值核对流于形式等问题，为机组励磁调整试验提供前车之鉴。

关键词：励磁;调整;试验;过激磁;跳闸

[Abstract]This paper introduces a typical case of generator over-excitation protection and unit tripping in the process of generator excitation test，and points out that there are some problems such as setting error of protection setting value，low limit value of excitation regulator，deviation of voltage display，imperfect test scheme，inadequate monitoring adjustment，protection check and check flow in form，etc.

[keywords]excitation;adjustment;test;overexcitation;tripping

0  引言

某电厂三期为两台600MW机组，发电机型号为QFSN-600-2-22C，发电机额定功率600MW，发电机额定电压为22kV，额定励磁电流4387A。

某年机组大修后，#62发电机功率高于500MW时，发电机#7、#8瓦盖振动超过50μm，根据振动专业人员建议，需测试#62发电机轴振与励磁电流的关系，确定是否由于励磁激振导致发电机轴承盖振动大。

1事件经过

4月25日，该厂做#62发电机励磁激振试验，事前编制了励磁调整试验方案。

11：10，#62机有功570MW，无功8.9MVar，励磁电流3250A，发电机机端电压22.03kV，检查无异常后开始试验。

11：35，将#62机励磁电流增加至3651A，DCS显示发电机机端电压22.6kV，无功功率121 MVar，#62机发电机过激磁保护动作跳闸。

13：29，恢复机组并网运行。

2检查及分析

2.1保护动作情况

查发变组保护B屏过激磁保护反时限I段动作，B屏过激磁保护先于A屏动作，B屏CPUA、CPUB保护动作值分别为1.0737倍和1.0733倍。

按故障时采样频率50Hz计算，过激磁倍数为1.0733倍，对应线电压23.61 kV;而调阅DCS历史曲线值为22.6kV，对应过激磁倍数仅为1.027倍;分析认为，发变组保护和DCS测量显示来自不同PT，二者存在测量误差，DCS显示量程设定偏小，致使电压异常升高时，DCS显示电压偏低;后在机组停运后进行了调整，确保二者测量显示一致。

2.2故障录波检查

查阅故障录波记录，11：35，发电机三相最高电压分别为：Ua=13.63kV，Ub=13.62kV，Uc=13.62kV，（折算成线电压为23.6kV），与发变组保护电压一致。

2.3保护定值检查

检查两套过激磁保护定值，发现过激磁保护定时限报警值均大于反时限I段跳閘值，定时限1.08倍、延时9s 动作于报警且减励磁;反时限I段1.07倍、延时55s动作于跳闸。而查阅保护定值单为：定时限1.07倍、延时9s 动作于报警且减励磁，反时限I段1.08倍、延时40s动作于跳闸;由此可见，过激磁保护定时限和反时限I段定值设反了。

2.4励磁调节器定值检查

经查励磁调节器中过激磁限制定值为1.08倍，一旦U/f比值达到1.08，则限制励磁电流值，起到励磁限制的作用。

2.5电压采集回路检查

对电压采集回路进行检查并紧固端子，对机端电压变送器、故障录波、发变组保护PT进行外观检查，未发现异常。

2.6试验方案

技术方案中明确明确要求密切监视发电机机端电压不超过22.8kV（1.036倍）;未明确对显示电压的核对和发变组过激磁保护采样值的监视。

2.7过激磁限制

发电机过激磁能力为：1.25-5s;1.19-7.5s;1.15-10s;1.12-15s;1.10-20s;1.09-30s;1.08-45s;1.07-60s;1.05-长期运行。

3原因分析

3.1机组跳闸原因

发变组过激磁保护反时限I段动作。

3.2过激磁保护动作原因

（1）过激磁保护定值设定错误，反时限I段跳闸值低于定时限报警减磁值，保护动作跳闸。

（2）过激磁限制定值偏高，造成励磁调节器无法起到限制作用。

（3）DCS显示发电机出口电压偏低。

4暴露出的问题

（1）继电保护工作管理不到位;#62机组发变组保护于上一年机组大修时进行了校验，校验人员没有与保护定值单进行核对，未发现现场整定错误;反时限过激磁保护定值表见表1。

（2）危险点分析不全面;未对过激磁保护定值进行检查，未安排监视机端电压采样，未发现DCS显示电压偏低的问题。

（3）励磁调节器中过激磁限制定值偏高;依据过激磁限制应优先于过激磁保护动作原理，励磁系统过激磁限制设置偏大。

5  整改防范措施

（1）修改#62机组发变组装置过激磁保护定值;定时限报警值为1.07倍、延时9s报警并减磁，反时限I段跳闸值为1.08倍、延时40s跳闸。

（2）将励磁调节器过激磁限制值由1.08倍改为1.07倍。

（3）检查其它机组过激磁保护定值及励磁过激磁限制值，进行同类似整改。

（4）聘请专业设计咨询公司对反时限过激磁保护延时进行修订，反时限过激磁保护延时定值修订表见表2。

（5）对所有电气保护定值进行逐一核对，并履行检查复核签字手续，做到“谁检查、谁签字、谁负责”。

（6）提高继电保护专业人员专业知识，严格进行保护装置校验。

（7）严格执行保护定值整定要求;执行“一人输入一人监护”制度，履行复核签字确认手续。

（8）对DCS显示、保护装置采样等参数进行日常核对，发现显示偏差及时分析处理。

（9）对试验过程中各项操作风险进行充分分析，并采取相应预防及应急措施。

参考文献：

[1]史国伟.发电机过激磁反时限保护动作原因分析及处理措施[J].广西水利水电，2018（4）：60-61+64.

[2]王中.浅析发电机反时限过激磁保护误动作分析策略[J].山西科技，2016（4）：68-71.

[3]孟萍，李宁，孙文林. 火电厂励磁系统过励限制特性试验研究[J].电气传动自动化，2018（2）：67-69.

[4]朱如义.关于励磁调节器故障保护设计问题的探讨[J].安徽电力，2011（3）：60-63.

作者简介：蒋安伟（1976-）男，工程师，专科，主要从事火电厂电气维护专业管理工作，主要研究发变组及厂用电继电保护定值优化，厂用电切换系统改造等。

张林渠（1976-）男，高级工程师，大学本科，从事火电厂生产管理工作，主要研究开关防跳跃管理，变频器调速装置管理，发电机励磁系统管理等。