發電機出口電壓互感器任一相熔絲燒毀故障分析

周 晟

（海南核電有限公司，海南昌江 572733）

0 引言

海南核電為650 MW 機組，在發電機出口斷路器與發電機之間裝有3 組單線圈環氧樹脂澆注全絕緣電壓互感器，由環氧樹脂及固化劑固化成型，在生產過程中，由于工藝等原因，難免會有氣隙存在，伴隨著運行時間的增加，局部放電量增大，可能造成電壓互感器損壞，其中電壓互感器熔絲故障對機組的瞬態影響較大，海南核電2 號機組在2016 年便出現過此類故障，對該故障進行分析，為以后的運行提供技術支持。

1 GSY 發電機故障現象

2016 年11 月5 早班，2 號機維持熱功率約1490 MW，電功率約500 MW 運行，9：05，主控出現2GSE002KA GSE（ETS）軟件故障報警以及2GRE003KA GRE（DEH）軟件故障報警，同時觀察到BUP 盤上功率表從501 MW 緩慢上漲至505 MW 左右，調門開度增加約0.5%開度。同時發電機無功從45 MVAR上漲至80.7 MVAR。2 號發電機MW 反饋退出，經維修檢查，確認為2GSY300TU 的A 相熔絲燒斷。發電機各相電壓及功率變化趨勢如圖1 所示。

由圖1 趨勢可以看出，9:05A-C 相、A-B 相、B-C 相相間電壓在有明顯的變化，導致有功、無功開始波動；11：29，2GSY300TU A相斷相，A-C 相、A-B 相、B-C 相相間電壓差值增大，無故障的B-C相相間電壓增大，在11：36，B-C 相相間電壓增大至20 873.0 V，勵磁調節由A 通道的自動模式切換到B 通道的自動模式。

圖1 GSY 發電機各相電壓及功率變化趨勢

深入分析了解后得知從9：05 第一次波動后，2GSY200/300TU 送DEH 的功率信號存在偏差，一直在6 MW 左右波動，導致2GSE002KA 以及2GRE003KA 不斷閃發。

11：29 2GSY300TU A 相斷相后，來自2GSY200/300TU 的功率信號偏差不斷增大。調門開度從34.64%增大到35.46%。DEH 上MW（兆瓦）回路退出，由于功率偏差一直＞20 MW，導致MW 回路一直不能投入。

2 GSY 電壓互感器任一相熔絲燒毀影響分析

2.1 MW 反饋回路影響

MW 反饋回路所用的功率邏輯取A/B 通道的小值，C/E 通道的小值，兩小值之間再選擇大值，所取值作為發電機有功功率值。MW 反饋回路如圖2 所示。

圖2 MW 反饋回路

當A 和B 變送器數據相差6 MW 時，或C 和E 變送器數據相差6 MW 時，兆瓦反饋回路報警。當A 和B 變送器數據相差20 MW 時，且C 和E 變送器數據相差20 MW 時，兆瓦反饋回路退出。兩個低選模塊的測量信號分別來自300TU1（A）和300TU2（B）、200TU1（C）和200TU2（E）、兩個輸出的低選值再高選后，參與調門控制。300TU A 相斷線后，參與調門控制的測量信號輸出變低，調門開大，功率升高。

2.2 勵磁系統和保護影響

發電機保護A 柜測量信號由GSY200TU 提供，發電機保護B 柜裝置測量信號由GSY200TU 和GSY300TU 提供，GSY300TU A 相斷相后，保護B 柜GPA002AR 的保護全部切至GSY100TU代替，保護是完整的。若由于共模故障，再次失去100TU，則將導致失去第二套保護。勵磁系統自動切換到通道二（通道一故障），若2GSY200TU 共模故障，則勵磁系統將切手動，無法自動調節無功（或發電機出口電壓）。

300TU 的信號同時還送往NCS 測量柜，軸系扭矩在線監測柜、同期繼電器柜，由于修改量程是在DEH 端，這些柜的信號還是受影響的。因此目前受影響的有：

（1）常規島的電量表數據變小；網控的關口表不受影響。

（2）電網對發電機的出力監控（比實際小1/3）。

（3）發電機扭矩在線監測（扭矩監測取發電機轉速和出口PT、CT 信號）。

（4）勵磁調節通道CH1 自動不可用，若通道CH2 自動不可用，需要切換到手動模式。

（5）GSY011AR（同期繼電器柜）：影響同期操作。

（6）GSY022AR（發電機軸系扭矩在線監測柜）：扭矩監測取發電機轉速和出口PT、CT 信號，因此影響扭矩監測。

（7）0NCS021AR（發變組NCS 測控柜）：影響主變高壓側相關開關的狀態監視，同時就地柜子上有ER 燈亮。

正常運行時，只有其中一個自動通道運行于AVR 模式，另一個自動通道和備用通道均作為熱備用，當在線通道AVR 故障時，系統自動切換到備用通道的AVR 模式，若備用通道和另一通道的AVR 均出現故障，則系統自動切換到在線通道的FCR模式，當在線通道的FCR 模式故障，則切換到另一通道的FCR模式，當兩個通道AVR 和FCR 均故障時，自動切換到后備手動通道。

3 結束語

若出現發電機出口電壓互感器任一相熔絲燒毀，最直接的影響是MW 反饋回路退出，發電機有功上漲、無功上漲，A-C相、A-B 相、B-C 相相間電壓差值增大，無故障的B-C 相相間電壓增大。由于MW 反饋退出，因此發電的功率和核功率有上漲超限的風險，所以為了保障發電機功率的穩定和機組安全，盡快投入MW 反饋是第一要務。因此首先保持當前電功率，不更換熔絲；在DEH 上實施TCA，修改2GSY300TU 送往DEH 電功率信號量程使之與2GSY200TU 送往DEH 電功率信號相同；接下來投入MW 反饋，然后再進行降功率停機更換熔絲。若出現功率超限的情況，及時在BUP 盤臺上進行手動控制降功率，確保機組安全。