金属粉尘致发电机封母绝缘故障分析

2021-03-30张靖宇

电力安全技术 2021年11期

张靖宇

(国家能源集团国电电力大同发电有限责任公司，山西大同 037000)

0 引言

某火电厂600 MW机组发电机出口额定电压为20 kV,出线采用离相式封闭母线,主回路封闭母线规格为外壳φ1150,导体φ500；高压厂用变压器分支封闭母线规格为外壳φ700,导体φ150。封闭母线将发电机、励磁变压器、发电机出线电压互感器和避雷器、主变压器及A,B高压厂用变压器连接在一起。封母的导体和外壳之间采用陶瓷支柱绝缘子,正常工况下,导体与外壳间绝缘良好。

该机组在出现故障前,处于C级检修状态,检修中将高压试验不合格的B高厂变进行返厂检修,B高厂变返厂后,其上方的封母引线连接处,采用铝筒罩氩弧焊接封堵。

1 故障处理概述

在小修结束准备启机前,依据华北电网有限公司发布的Q-HBW 14701—2008《电力设备交接和预防性试验规程》要求,对发电机及出线系统进行绝缘预试,试验采用水内冷发电机绝缘测试仪,测试仪的额定电压为5 kV,输出电流为25 mA。

2019-04-18下午,在对现场进行安全隔离后,开始进行发电机及出线系统绝缘电阻测试,测试结果为19 MΩ,系统绝缘状况差。经现场讨论,决定将封母所连发电机、主变、A高厂变、励磁变、发电机出线电压互感器及避雷器的引线全部拆除,对系统进行解列,之后分别对各子部分及独立封母进行绝缘测试。经测试,系统各子设备绝缘状况良好,A,C相独立封母绝缘电阻值分别为52.6 GΩ,54.2 GΩ,B相独立封母绝缘电阻值为21 MΩ。经过上述测试得出结论,发电机及出线系统绝缘状况差的原因是B相独立封母绝缘低。根据Q-HBW 14701—2008《电力设备交接和预防性试验规程》要求,额定电压为15 kV及以上全连式离相封母分相绝缘电阻值不应小于100 MΩ。根据以往故障处理经验,B相封母绝缘下降可能是导体与外壳间气水含量超标,封母受潮所致。

18日晚,变电检修人员将B相封母所在的厂房内外数个支持绝缘子拆下,用于封母通风,并投运微正压装置。

19日中午,对B相封母进行第二次绝缘电阻测试,电阻值变化仍不明显。考虑此次检修中B高厂变进行返厂检修后,与B高厂变高压侧连接的封母引线采用铝筒罩进行封堵,怀疑筒罩内可能受潮。检修人员对筒罩进行钻孔检查,未发现有受潮迹象。封母通风措施依旧进行中。

20日上午,经过该厂专家组分析,判断B相封母可能存在不合格支柱绝缘子,决定对封母施加较高电压等级的交流电压,封母绝缘薄弱的部位会发生局部放电现象,通过放电所产生的声音,迅速诊断故障点。

该次试验采用串联谐振式工频耐压装置,额定容量为10 kVA,输出电压为0～100 kV。根据《电力设备交接和预防性试验规程》要求,额定电压为20 kV封母,正常交流耐压试验电压值为51 kV,所以该次试验过电压保护整定设为56 kV。在现场准备就位、安全措施检查无误后,对B相封母进行交流耐压试验。试验电压首先升至20 kV,封母未出现异常现象；后将试验电压逐步升高,当升至46 kV时,耐压装置的电流表和功率因数表出现小幅度摆动现象,并伴随B高厂变高压侧引线封堵铝筒罩内有闷响声,在维持数秒后,耐压装置保护动作,切断电源,停止试验。

20日中午,在做好封闭母线接地措施后,检修人员将铝筒罩侧部切开,发现筒罩内有刺鼻金属烟尘味,之后使用吹风机进行换气。待通风半小时后,对B相封母进行第三次绝缘电阻测试,绝缘电阻值上升至55.7 GΩ。待将B相封母通风所拆下的厂房内外支持绝缘子恢复、发电机及出线系统引线连接恢复,对系统整体进行绝缘电阻测试,测试结果达到规程要求,故障排除。