發(fā)電機(jī)三次諧波定子接地保護(hù)報(bào)警事件分析

彭昭雄，狄素珍

（四川廣安發(fā)電有限責(zé)任公司，四川 廣安 638017）

1 概 述

某電廠總裝機(jī)2 400 MW，由4臺(tái)300 MW機(jī)組和2臺(tái)600 MW機(jī)組組成。其中，33號(hào)發(fā)電機(jī)的信息如下：額定功率PN為300 MW；視在功率SN為353 MVA；額定功率因數(shù)cosφN為0.85；定子額定電壓UN為20 kV；定子額定電流IN為10 190 A。2004年投產(chǎn)，發(fā)變組保護(hù)裝置為2017年9月技改的南瑞PCS-985裝置，定值如表1所示。發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)由零序電壓保護(hù)、三次諧波電壓比率保護(hù)以及三次諧波電壓差動(dòng)保護(hù)構(gòu)成，其中零序電壓保護(hù)作用于跳閘，三次諧波電壓比率保護(hù)和三次諧波電壓差動(dòng)保護(hù)作用于報(bào)警[1]。

表1 PCS-985B發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)定值的相關(guān)信息

2 事件經(jīng)過(guò)

2019年12月24日，33號(hào)機(jī)機(jī)組運(yùn)行期間，20:43“發(fā)變組異常總信號(hào)”光字牌亮，就地檢查發(fā)變組保護(hù)屏，AB屏“定子接地”報(bào)警燈亮，機(jī)組運(yùn)行正常。3 min后，光子牌和“定子接地”報(bào)警均消失。就地調(diào)出的發(fā)變組保護(hù)自檢報(bào)告信息中顯示“三次諧波差動(dòng)信號(hào)”。

2019年12月24日，21:43同樣的信號(hào)再次出現(xiàn)，本次信號(hào)持續(xù)3 s后消失。

2020年1月18日，19:34同樣的信號(hào)再次出現(xiàn)，報(bào)警信號(hào)持續(xù)至2020年1月19日23:12消失。

3 檢查情況

3.1 運(yùn)行操作記錄

故障期間無(wú)任何操作。

3.2 設(shè)備檢查情況

一方面，機(jī)組故障錄波裝置均未啟動(dòng)，南瑞保護(hù)本身自帶的錄波打印結(jié)果顯示第一次波形無(wú)異常，第二次波形顯示CH10通道得三次諧波差電壓有變化。另一方面，2020年1月20日，機(jī)組停運(yùn)后全面檢查發(fā)電機(jī)一次回路和二次回路。一次回路部分的檢查情況：發(fā)電機(jī)機(jī)端出口的電壓互感器絕緣及直阻良好，發(fā)電機(jī)接地變壓器絕緣良好，外觀良好無(wú)異常。二次回路部分的檢查情況：一一檢查發(fā)電機(jī)機(jī)端出口的電壓互感器至發(fā)變組屏柜的二次回路，均未發(fā)現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，各電纜絕緣良好，各電壓互感器伏安特性試驗(yàn)良好，發(fā)電機(jī)機(jī)端出口電壓互感器二次接線的航空插頭未松動(dòng)[2]。

4 原因分析

三次諧波電壓差動(dòng)判據(jù)為：

通過(guò)廠家軟件連接發(fā)變組保護(hù)裝置，導(dǎo)出報(bào)警時(shí)的波形并進(jìn)行分析，正常運(yùn)行時(shí)采樣值如圖1所示。

圖1的數(shù)值是不報(bào)警時(shí)從裝置保存的，可以看到自產(chǎn)零序三次諧波2.83 V，機(jī)端三次諧波1.74 V，是正常的，符合PT變比之間的關(guān)系。

圖1 正常運(yùn)行時(shí)的采樣值

報(bào)警時(shí)刻的發(fā)電機(jī)機(jī)端三次諧波值如圖2所示，每相三次諧波約0.8 V，三相自產(chǎn)約為2.4 V。理論上，機(jī)端零序三次應(yīng)該是2.4 V/1.732=1.38 V，實(shí)際波形中顯示卻是0.3 V。波形中顯示的中性點(diǎn)三次諧波、縱向零序三次諧波和保存采樣時(shí)的數(shù)值相差不大（都略小，因負(fù)荷不同導(dǎo)致）。機(jī)端三次諧波保存的采樣和報(bào)警時(shí)刻的數(shù)值相差很大，可以確定是機(jī)端開口三角回路問題，開口三角回路二次有虛接[3]。

圖2 告警狀態(tài)

5 整改措施

發(fā)電機(jī)電壓一次回路和二次回路在設(shè)備全部檢查后未發(fā)現(xiàn)問題，懷疑是發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器引出線的航空插頭內(nèi)部插針由于使用時(shí)間久而發(fā)生氧化，或者是由于振動(dòng)導(dǎo)致接觸電阻變大。因此，立即全部更換該發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器引出線，并將航空插頭連接的兩根線纜全部換為整根線纜接至電壓互感器柜內(nèi)端子排上。機(jī)組開機(jī)后，未再出現(xiàn)報(bào)警事件。

6 結(jié) 論

發(fā)電機(jī)是火力發(fā)電廠最重要的設(shè)備之一，通過(guò)分析一起發(fā)電機(jī)三次諧波定子接地報(bào)警事件，提出了查找問題及解決問題的思路，適用于同類發(fā)電機(jī)故障報(bào)警的排查工作。