绝缘子受潮导致机组跳闸的分析及预防

张林渠，张时宁，叶绍锋

(四川广安发电有限责任公司，四川 广安 638017)

1 事件经过

某电厂总装机2 400 MW，由四台300 MW机组和两台600 MW机组组成，机组利用小时数低，启停频繁。某日，气温9 ℃，相对空气湿度93 %，该电厂32号机组按照省调令开机。17:00机组并网，运行5 min后，机组负荷11 MW，发电机定子接地保护动作，机组跳闸。

2 检查情况

2.1 保护检查情况

机组跳闸后，检查保护动作情况，发变组保护A，B屏“发电机定子接地零序”保护动作，动作值15.01 V (该保护整定值为10 V，0.5 s延时)。

检查故障时机端1PT电压为Ua=58.49 V，Ub=64.75 V，Uc=49.48 V，发电机机端零序电压为Uo=15.01 V。

2.2 就地检查情况

机组停运后，维护人员通过保护屏动作情况，确认定子接地保护正常动作，初步分析认为是发变组存在C相绝缘受潮现象，开展就地检查。

(1) 检查发电机定子冷却水温、氢气湿度正常，定子冷却水温高于氢温，发电机励端和汽端氢气湿度正常，氢气除湿机工作正常，判定发电机无受潮。

(2) 检查封闭母线微正压装置充压运行正常，判定封闭母线无受潮。

(3) 检查发电机出口PT插头无锈迹，插头接触良好，绝缘瓷瓶无水迹、放电现象；PT端子箱加热除湿器正常；PT柜无受潮。

(4) 检查主变低压侧绝缘胶套管密封良好，无变形、无破损，胶套管密封圈螺栓紧固，套管无积水。主变低压侧绝缘胶套管放水管原为不锈钢管，并配有底部放水门，该电厂曾经发生因胶套管破损进水，而该阀门锈蚀，造成阀底被残渣堵塞、套管进水无法排除、绝缘胶套管积水引起接地，导致机组跳闸。后将全厂六台主变压器绝缘胶套管放水管路进行优化，改用放水橡胶管，并取消放水阀门，以便及时排除绝缘橡胶套管内积水，防止绝缘胶套管内积水引发不安全事件；同时，为了防止变压器停备期间潮气通过该管进入影响绝缘，用胶塞堵住放水橡胶管出口，变压器运行后再打开。

(5) 检查32号机组高厂变高压侧绝缘伸缩胶套管密封良好，无变形、无破损，套管抱箍包扎良好。

经分析认为：由于机组并网初期发生定子接地，此时，厂用电还未切换，高厂变无工作电流，高厂变高压侧离相封母内盆式绝缘子安装在绝缘伸缩胶套管内，初步分析认为该盆式绝缘子受潮的可能性较大。

现场查看高厂变高压侧伸缩胶套管外筒下部设有排水孔，初步怀疑为天气潮湿导致离相封母内盆式绝缘子受潮。现场进一步检查发现：高厂变C相离相封母内盆式绝缘子存在明显放电痕迹；高厂变A，B两相同样部位也存在轻微放电痕迹。后用干燥抹布进行擦拭干净，消除受潮。经过处理正常后，重新向省调申请，恢复了机组运行。

3 原因分析

(1) 机组跳闸原因：发电机定子接地保护动作。

(2) 定子接地保护动作原因：当天相对空气湿度93 %，空气潮湿，潮气通过32号高厂变高压侧C相绝缘伸缩胶套管下部排水孔进入封闭母线内，有水汽凝结在上方的盆式绝缘子表面，造成绝缘子受潮，绝缘降低从而对封母外壳放电。

4 整改措施

4.1 盆式绝缘子更新

鉴于该绝缘子已运行18年，绝缘子材料采用聚四氟乙烯，老化严重，计划将该绝缘子更换为憎水功能更强的不饱和聚酯玻璃纤维增强片状模塑料(SMC)绝缘子。

4.2 盆式绝缘子防潮管理

由于该地区空气湿度大，特别是在秋冬季节，为防止绝缘子受潮结露，采取以下几项措施。

(1) 明确小修对绝缘胶套管的检查。修订公司《变压器检修规程》，明确变压器小修项目，对变压器绝缘橡胶套管的密封性进行检查，发现有破损的立即进行处理。

(2) 明确对绝缘子启机前的检查。在机组启动检查项目中，明确在接到开机命令后，当空气湿度大于75 %时，由维护人员负责对绝缘子受潮情况进行检查，对受潮绝缘子进行擦拭或烘干处理。

(3) 明确并网前对绝缘的运行检查内容。机组在启机前，应对发变组系统测量绝缘。由于发变组系统较为庞大，如用2 500 V绝缘表进行测试，因其功率小，远远不能达到泄漏电流测试功率要求，故测量值普遍较低，且该方法主要检测发变组是否存在金属性接地，而对绝缘受潮等原因引起的绝缘降低不能正确反映。

而采用预试的方法能够有效反映系统绝缘，但该方法所涉及的工作任务繁重，测试系统复杂，一般是每年利用小修或在常规测试中进行，在机组日常启动中，并未开展此项工作。因此，在机组启动前开展发变组绝缘测试，并不能正确反映绝缘受潮降低情况。

运行防潮措施的重点是防止发电机组受潮，确保定子冷却水温高于氢气温度，氢气除湿机运行正常，封闭母线微正压工作正常。

当发电机励磁建立正常后，检查发变组保护屏上定子接地保护开口三角形的电压，规定当发现该电压达10 V (折算到一次侧电压为1 000 V)时，暂停并网操作，对绝缘薄弱点进行检查，以防止绝缘受潮引起机组并网后跳闸。对于高厂变而言，当厂用电切换为高厂变运行后，负荷电流使高厂变发热，温度升高，受潮现象将得到改善，绝缘水平会逐步提高。

5 结束语

有些电厂对发电机－变压器组封闭母线内绝缘子管理的重要性认识不足，存在管理缺失。通过一起由于空气湿度大，造成高厂变封闭母线内盆式绝缘子受潮，绝缘降低放电，进而引起机组跳闸事件的分析，指出绝缘子管理存在的薄弱环节，明确绝缘子防潮的管理措施，对于防止机组绝缘受潮造成非停有一定的借鉴意义。