一起負(fù)序電流引起的發(fā)電機(jī)故障處理

黃 潔 王志軍 周 明

作者通聯(lián)：廣東廣業(yè)云硫礦業(yè)有限公司化工廠 廣東云浮市星巖路四路51號(hào) 527300

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1.故障經(jīng)過(guò)

一臺(tái)3MW全冷凝式余熱汽輪發(fā)電機(jī)組（發(fā)電機(jī)電壓等級(jí)為6kV）在一次上級(jí)35kV變配電站外部架空供電線路斷線故障后，相間電壓降到5.5kV以下，UBC和UAC較UAB更低，三相電流出現(xiàn)明顯不平衡，電壓和電流不停波動(dòng)。通過(guò)調(diào)整不起作用。隨后發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)軸承壓蓋上的油氣孔有油煙冒出，發(fā)電機(jī)周圍有燒焦氣味，立即實(shí)施破真空緊急停機(jī)，線路故障期間，機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間約為13s。汽輪機(jī)惰走期間，機(jī)組轉(zhuǎn)速在2000～1200r/min曾出現(xiàn)一段較強(qiáng)振動(dòng)，表明發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子（圖1）在轉(zhuǎn)子平衡或機(jī)械傳動(dòng)方面出現(xiàn)問(wèn)題。檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)前后軸瓦的瓦面已燒傷和拖傷，發(fā)電機(jī)支撐軸頸表面出現(xiàn)劃傷痕跡。更換軸瓦并用百分表測(cè)量轉(zhuǎn)子中心軸A點(diǎn)的瓢偏度為0.06mm，大于標(biāo)準(zhǔn)值，判定轉(zhuǎn)子中心軸已出現(xiàn)一定變形彎曲。對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行抽芯檢查，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩端的護(hù)環(huán)（靠轉(zhuǎn)子接線端）表面有分散的因高溫灼燒產(chǎn)生的痕跡（直徑約2～3cm的圓點(diǎn)）。轉(zhuǎn)子外圓周面上靠?jī)啥说牟糠謿饪子袩熝蟮暮圹E。

圖1 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

2.故障分析

電力系統(tǒng)發(fā)生三相不對(duì)稱短路或負(fù)荷三相不對(duì)稱時(shí)，在發(fā)電機(jī)定子繞組中就流過(guò)負(fù)序電流，負(fù)序電流感應(yīng)出的倍頻電流會(huì)造成轉(zhuǎn)子端部、護(hù)環(huán)、槽鍥等部位局部灼傷，損壞發(fā)電機(jī)。綜合分析、判斷發(fā)電機(jī)燒傷原因是受外線斷線故障影響，出現(xiàn)三相負(fù)荷嚴(yán)重不對(duì)稱運(yùn)行，導(dǎo)致負(fù)序電流產(chǎn)生并過(guò)負(fù)荷，在此狀態(tài)下，機(jī)組運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)13s左右，最終造成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子燒傷。

圖2 發(fā)電機(jī)負(fù)序電流保護(hù)原理

3.處理措施

（1）修復(fù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。重新焊接繞組兩端接線，包扎絕緣。處理轉(zhuǎn)子中心軸偏離時(shí)，首先進(jìn)行中心再定位，再加工前支撐軸面的軸頸（軸徑最終尺寸比原直徑減小1mm）。對(duì)發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器的端面和外圓進(jìn)行適當(dāng)車加工，以滿足聯(lián)軸器中心對(duì)接安裝的要求。該發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子最終通過(guò)了動(dòng)平衡等各項(xiàng)試驗(yàn)測(cè)試。

（2）發(fā)電機(jī)增設(shè)負(fù)序電流過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝置（圖2）。IDM121A型負(fù)序電流表是檢測(cè)和保護(hù)裝置，過(guò)負(fù)荷信號(hào)通過(guò)1SJ和ZJ傳送到發(fā)電機(jī)中央報(bào)警裝置，過(guò)負(fù)荷保護(hù)輸出通過(guò)2SJ傳送到發(fā)電機(jī)保護(hù)出口繼電器以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的保護(hù)分閘控制，并且將保護(hù)分閘信號(hào)通過(guò)XJ傳送到發(fā)電機(jī)中央報(bào)警裝置。