发电机出口TV故障导致三相电压对地不平衡分析

2013-08-15杨代勇赵春明张敬武

吉林电力 2013年4期

杨代勇,杨明,赵春明,李漫,张敬武

(1.国网吉林省电力有限公司电力科学研究院,长春 130021;2.大唐长春第二热电有限责任公司,长春 130031;3.大唐长春第三热电厂,长春 130103)

近年来吉林省发生的几起发电机定子接地保护动作故障,综合分析其主要原因有两个:一是发电机定子绕组绝缘故障造成发电机某相定子绕组接地;二是发电机出口电压互感器(TV)故障导致机端三相对地电压不平衡,发电机定子接地保护动作。国内对发电机定子绕组绝缘故障导致的三相对地电压不平衡研究较多,因此,本文重点对发电机出口电压互感器故障导致的三相对地电压不平衡进行矢量分析和定量分析。

1 发电机接线方式

吉林省某电厂3号发电机接线方式如图1所示。图1中 TV1做发电机定子接地保护和故障录波用,TV2做发电机励磁测量表计和定子匝间短路保护,TV3做发电机励磁电度表用,中性点 TVN做发电机定子接地保护用。发电机采用基波零序电压定子接地保护方式。TV1的开口三角零序电压3UO和中性点的零序电压UO同时大于整定值时定子接地保护动作,即定子接地保护逻辑为 3UO和UO与的关系。

2 故障原因分析

图1 3号发电机的接线图

2.1 定子接地保护动作

吉林省某电厂 3号发电机型号为QFSN-200-2,定子额定电压为 15.75 kV,定子额定电流为8 625 A。2012年 3月 11日 23:34:52 3号机发变组保护动作切机,故障时3号发电机负荷为90 MW,定子 U、V、W三相电流为:3 420 A、3 428 A、3 465 A,转子电压 192 V,转子电流 937 A。

3号机发变组保护 A、B屏来“定子零序电压”、“外部重动 1跳闸”报警信号,保护装置及故障录波器动作。发变组保护A、B屏发电机电压波形幅值:U相UFU1为 49.48 V,V相UFV1为 70.02 V,W相UFW1为 59.55 V,发电机出口零序电压UN为20.93 V,中性点零序电压为 12.11 V,定子基波零序电压保护定值为 12 V、2 s,达到保护动作值,保护作用于全停(23:34:54)。

2.2 故障原因分析

对 3号发电机一次、二次回路进行检查,发电机出口电压互感器二次回路绝缘电阻合格、接线正确,定子接地保护逻辑正确。发电机定子绕组绝缘电阻测量和直流耐压试验未发现异常;封闭母线绝缘试验未发现异常;主变低压侧、高厂变高压侧、励磁变、避雷器绝缘电阻测量和耐压试验结果合格。对发电机出口及中性点共 10台电压互感器(TV1、TV2、TV3、TVN)进行了相差比差和感应耐压试验,发现发电机出口 W相电压互感器(TV1)相差比差和感应耐压不合格。因此可以确定故障原因为发电机出口W相电压互感器(TV1)发生匝间短路,导致发电机 U、V、W三相对地电压不平衡,定子零序电压接地保护动作。