抽水蓄能機組定子接地故障分析

李哲 張龍歌 潘盈 楊敏之 李赟俐

摘要：定子接地保護是抽水蓄能機組必備的保護之一，本文通過對抽蓄機組定子接地保護動作的原因進行分析，討論導致定子接地的原因及其分析思路，并提出預防辦法。

關鍵字：抽水蓄能;定子接地保護;預防措施

1 引言

宜興抽水蓄能電站位于華東電網的負荷中心，電站共裝有4臺250MW水輪發電機組，主要承擔華東電網的調峰調頻及事故備用等功能。其中定子接地保護的配置如下：

發電機95%接地保護（59NG-A）：整定值： Delay=2s;V-setting=0.05UN，其動作電壓取自發電機機端側開口三角形PT繞組;動作后果： #3機組電氣跳機。

2 故障現象

2.1 跳閘前狀態

跳閘前500KV開關狀態：5051、5012、5054開關合閘;

跳閘前機組狀態：#1機組檢修，#3機組發電停機過程中，#2～#4機組停機備用。

2.2 跳閘前保護狀態

#1機組保護A/B組保護改信號;

#1主變保護A/B組保護改信號;

#2～#4發電機保護A/B組保護全部投入跳閘;

#2～#4主變保護A/B組保護全部投入跳閘。

2.3跳閘時刻監控報警

21：12：39.501 U3 TRANS MAIN 64L_3U0_START ALARM AL

21：12：39.515 U3 TRANS SECOND 64L3U0_START ALARM AL

21：12：41.555 U3 GMPROT MN1：GENERAL TRIP AL

21：12：41.597 U3 GCB OPND

21：12：41.682 U3 TRANS SECOND 64L3U0_START NORMAL RN

21：12：41.688 U3 TRANS MAIN 64L_3U0_START NORMAL RN

21：12：41.818 U3 EXC OFF

從上述報警可以看到，#3主變A組/B組中的主變低壓側接地保護（64T-A/64T-B）啟動，但是沒有出口。

3 故障分析

3.1波形分析

#3機組晚峰發電停機過程中跳閘時錄波器記錄跳閘波形特點：

1） 機端PT與主變低壓側PT同時測量到#3發電機B相電壓降低，A、C相電壓升高;

2） 機端PT與主變低壓側PT同時測量到零序電壓，而且零序電壓都與發電機B向電壓反相位;

3） 分析低速錄波波形，在跳閘前曾經短時間出現過B相電壓降低，A、C相電壓升高的現象，且在短時間內復歸，這與保護裝置記錄的事件記錄一直;

4） 在#3機組定子95%接地保護（59NG-A）跳閘前，#3主變A/B組主變低壓側接地保護（64T-A/B）也檢測到接地并且啟動，在故障切除后復歸。

5） #3機組跳機后主變低壓側PT測量的零序電壓消失，故障點在GCB03至發電機中性點的主設備上;

6） 該波形為典型發電機定子一點接地故障波形

3.2分析及排查

3.2.1初步分析

#3機組晚峰發電停機過程中定子95%接地保護跳閘的故障范圍在：GCB03至發電機中性點的主設備B相上。

3.2.2排查過程

第一步，對機端PT上部軟連接至各PT間母線進行耐壓試驗，試驗電壓40KV，未發現異常。

第二步，對發電機B相繞著進行耐壓試驗，在進行絕緣測試時，發現當電壓至1500V左右，發電機定子上部有明顯放電聲，通過查找確定放電點在B相繞組一上層線棒靠上齒壓板處，然后對該線棒對應上擋風板進行拆除，以進一步確認故障情況，上擋風板拆除后發現線棒放電點處有一只金屬墊片，放電處線棒表面絕緣嚴重磨損（見附件）。

4預防措施

在事故發生后，經技術人員緊急事故分析與排查，確認繼電保護裝置正確動作。B相線棒放電點處安裝期間遺留的金屬墊片是導致本次事故跳閘的主要原因，也是導致該線棒絕緣損傷的直接原因。在以后工作中采取以下預控措施：

1.機組檢修時，拆開定子上下擋風板和擋風條，對定子端部進行全面檢查，并作好記錄。

2.機組運行時加強監視。

參考文獻

[1] 馮順田。水輪發電機組的振動分析與運行優化[J].水電自動化與大壩檢測，2011，（10）。

[2] 王海。對水輪發電機組狀態的檢修[M].北京：中國電力出版社，2010.

[3] 劉云。對發電機故障的處理和檢修[M].北京：中國水力水電出版社，2012.