潘家口下池电站2号机组励磁变过流保护动作原因分析

宋晓星，李 丹

（国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂，河北 唐山 064300）

0 引言

潘家口抽水蓄能电厂位于河北省迁西县内，1980年开始发电，至今已有41年的历史。下池电站设计安装2台装机容量为5 MW的灯泡贯流式水轮机发电机组,采用自并励可控硅励磁方式。2号机组励磁变设置了过负荷保护、差动保护、过流保护、绕组温度高保护。本次事件是由于2号机组励磁变过流保护动作，导致2号机组转电气事故停机。

1 事件发生的经过

潘家口抽水蓄能电厂下池电站事故发生前电气主接线正常方式运行，3.15 kV、10 kV母线正常；厂用变带厂用电Ⅰ、Ⅱ段运行；1号机组和2号机组分别带2.0 MW负荷发电。2021年06月15日13：06，2号机组励磁变过流保护动作，2号机组转电气事故停机。机组停机后对2号机组励磁变及励磁装置进行检查，均未发现异常。2号机组发电机竖井检查发现有绝缘损坏味道且伴有烟雾。对2号发电机进行检修隔离，2号机组退出备用转检修。

2 事件状况排查

励磁变过流保护动作可能原因：励磁变高压侧短路、低压侧短路、保护误动、励磁变本体绕组故障、绝缘降低等，针对以上可能原因开展排查工作。

2.1 励磁变本体排查

对励磁变本体进行检查，高低压侧母线连接良好，绝缘瓷瓶无放电痕迹；励磁变本体无过热及放电痕迹；对励磁变进行高压试验，试验结果正常，励磁变试验报告情况如下。

（1）设备铭牌参数见表1。

表1 铭牌参数

（2）励磁变绝缘电阻测试见表2。

表2 绝缘电阻 单位：MΩ

（3）直流电阻测试见表3。

表3 直流电阻 单位：mΩ

由以上实验数据得出，励磁变绝缘情况和励磁变直流电阻良好。

2.2 励磁装置情况排查

励磁装置检查未发现异常，可控硅无异常，快熔无异常。排除励磁装置故障导致励磁变过流保护动作的原因。经现地检查，2号励磁变过流保护动作，跳开发电机出口开关，监控波形如图1所示。

图1 波形图

由波形图分析可知：故障初期，2号机组励磁电流异常增大，分析为2号机组滑环刷架松动后刷握与滑环之间接触，从而导致放电引起短路，因而2号励磁装置过励限制动作，励磁通道由A套切换至B套，因故障点未消除，通道切换后，过励限制持续动作，励磁变过流保护动作，机组转电气事故停机。

2.3 一次设备检查

对2号机组发电机进行隔离，阻尼绕组、励磁引线、磁极引线等部位的螺丝以及转动部件详细检查，发现滑环刷架及刷握损坏，滑环表面有放电灼伤痕迹，故障后滑环刷架及相关部件如图2、图3、图4所示。滑环刷架导电螺杆绝缘套管烧损严重，导电螺杆螺丝松动。

图2 刷架

图3 导电螺栓绝缘套管

图4 故障后滑环表面

3 事故原因分析

（1）直接原因：2号机组滑环刷架松动后使刷握与滑环之间接触，从而导致放电引起短路，励磁变过流保护动作，出口开关跳闸，2号机组电气事故停机。

（2）根本原因：滑环刷架导电螺栓连接，防松动措施不完善，经长时间运行，在周围环境如振动、电磁力等因素的影响下使连接螺栓松动，导致刷握与滑环产生摩擦后短路。

4 暴露问题及防控措施

滑环刷架导电螺杆连接防松动措施不完善，运维人员对设备情况掌握不到位，需要定期且立即对两台机组滑环刷架等连接装置进行外观检查，未见松动现象；针对未定期进行检修，明确对压紧螺栓每年检查一次，列为定期工作，结合机组检修进行。

5 结论

由于励磁变过流保护动作，导致2号机组转电气事故停机，这次事故不仅对我厂电气设备造成了损伤，同时也对电网安全稳定运行带来一定程度的负面影响。潘家口电厂结合本次事故，严格落实整改措施，保障机组正常运行。