對一起發(fā)電機(jī)低頻過勵磁事故的分析

1、.PAGE ;PAGE 6對一起發(fā)電機(jī)低頻過勵磁事故的分析摘要：作者：郭愛軍關(guān)鍵詞：的分析類別：專題技術(shù)來源： HYPERLINK http:/ 牛檔搜索（Niudown.COM）本文系 HYPERLINK http:/ 牛檔搜索（Niudown.COM）根據(jù)用戶的指令自動搜索的結(jié)果，文中內(nèi)涉及到的資料均來自互聯(lián)網(wǎng)，用于學(xué)習(xí)交流經(jīng)驗(yàn)，作品其著作權(quán)歸原作者所有。不代表 HYPERLINK http:/ 牛檔搜索（Niudown.COM）贊成本文的內(nèi)容或立場， HYPERLINK http:/ 牛檔搜索（Niudown.COM）不對其付相應(yīng)的法律責(zé)任！對一起發(fā)電機(jī)低頻過勵磁事故的分析郭愛軍，劉萬平

2、，洪琚水（國電萬安水力發(fā)電廠， 江西 萬安 343800）1、事故經(jīng)過：有一次，我廠一臺105MW的發(fā)電機(jī)按調(diào)度令進(jìn)行正常的解列停機(jī)操作，在機(jī)端斷路器解列后的自動停機(jī)過程中，勵磁并聯(lián)變壓器過流保護(hù)動作，造成滅磁開關(guān)跳閘。中控室出現(xiàn)“轉(zhuǎn)子電流越高限”、“勵磁變保護(hù)動作”、“滅磁開關(guān)FMK分閘”等信號。檢查機(jī)組已經(jīng)停機(jī)，發(fā)電機(jī)機(jī)端斷路器也已經(jīng)正常分閘。值班人員事后按常規(guī)進(jìn)行外觀檢查，沒有發(fā)現(xiàn)短路點(diǎn)，用搖表測量勵磁并聯(lián)變壓器以及轉(zhuǎn)子回路絕緣，絕緣也正常。2、事故原因分析：技術(shù)人員事后查看了當(dāng)時(shí)發(fā)電機(jī)故障錄波裝置的錄波圖，判斷該起事故為一起典型的發(fā)電機(jī)低頻過勵磁事故。圖1為當(dāng)時(shí)的錄波圖（該錄波圖的時(shí)段

3、僅為故障過程中的一部分，錄波圖中選擇顯示的是相關(guān)模擬量的有效值變化曲線）。從錄波圖可以看到,隨著機(jī)組轉(zhuǎn)速（頻率）的下降,轉(zhuǎn)子電流及勵磁變高壓側(cè)電流在迅速地同步爬升，這是典型的低頻過勵磁現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)LCU正常的自動解列停機(jī)流程在判斷機(jī)組出口開關(guān)分閘后，發(fā)出關(guān)機(jī)組導(dǎo)水葉和勵磁逆變命令（這兩個(gè)命令由同一個(gè)開出繼電器的兩付不同的接點(diǎn)開出），水輪機(jī)調(diào)速器接到LCU命令后動作，開始關(guān)導(dǎo)水葉，機(jī)組轉(zhuǎn)速逐漸下降，與此同時(shí)，勵磁調(diào)節(jié)器則按LCU命令啟動逆變程序逆變。根據(jù)事后對勵磁調(diào)節(jié)器的檢查，勵磁調(diào)節(jié)器沒有發(fā)“逆變失敗”信號。既然沒有“逆變失敗”信號，可見當(dāng)時(shí)勵磁調(diào)節(jié)器根本就沒有啟動逆變程序。經(jīng)過維護(hù)人員仔細(xì)的

4、檢查，發(fā)現(xiàn)勵磁調(diào)節(jié)器的“發(fā)電機(jī)并網(wǎng)開關(guān)繼電器”K3線圈引線斷線。繼電器K3為機(jī)端斷路器分閘位置重動繼電器，如果機(jī)端斷路器合閘，則該繼電器失磁，此時(shí)勵磁調(diào)節(jié)器判斷發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)狀態(tài)。如圖2所示，發(fā)電機(jī)具有帶飽和特性的空載勵磁特性曲線。我廠發(fā)電機(jī)額定空載勵磁電流If0約700A，在1.21.3倍If0處，勵磁特性進(jìn)入飽和區(qū)，此時(shí)空載勵磁電流約840910A。當(dāng)轉(zhuǎn)子電流超過910A后，由于進(jìn)入飽和區(qū)，勵磁電流的增加不會使主磁通增大，此后主磁通基本保持為常數(shù)。假定發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓為U，頻率為f，則Uf，故U/f，由于保持為常數(shù)，故比值U/f 也保持不變，因此，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速下降時(shí)機(jī)端電壓同步下降，所以在錄波圖

5、1中機(jī)端電壓曲線與頻率曲線表現(xiàn)出平行下降的特點(diǎn)。顯然繼電器K3線圈引線斷線是本次事故的“罪魁禍?zhǔn)住保河捎诶^電器K3線圈引線斷線,勵磁調(diào)節(jié)器錯誤地判斷發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)狀態(tài)，于是勵磁調(diào)節(jié)器不僅不會啟動逆變，而且還會繼續(xù)按恒定電壓調(diào)節(jié)原則維持機(jī)端電壓。由于發(fā)電機(jī)的磁路迅速地進(jìn)入飽和區(qū)，無論勵磁調(diào)節(jié)器如何調(diào)節(jié)，機(jī)端電壓都將與轉(zhuǎn)速同步下降，而機(jī)端電壓隨著轉(zhuǎn)速持續(xù)下降，又反過來導(dǎo)致勵磁調(diào)節(jié)器持續(xù)地加大勵磁，最終導(dǎo)致勵磁并聯(lián)變壓器過流保護(hù)動作，滅磁開關(guān)跳閘。3、對事故危害的分析：（1）本次事故的后果：本次事故發(fā)生在機(jī)組已經(jīng)解列之后，事故造成的直接后果是導(dǎo)致滅磁開關(guān)的跳閘。此外，發(fā)電機(jī)在事故中承受了約15秒的過勵

6、磁，過勵磁會導(dǎo)致定、轉(zhuǎn)子鐵芯、有關(guān)金屬部件的局部過熱，加速絕緣的老化。發(fā)電機(jī)在本次事故中承受過勵磁的嚴(yán)重程度，可以用過勵磁倍數(shù)V*/f*表示，其中V*為發(fā)電機(jī)電壓的標(biāo)么值，f*為頻率的標(biāo)么值。根據(jù)圖1所示事故錄波圖，在圖中時(shí)間-1s處，發(fā)電機(jī)相電壓V=8.07KV，f33.82，發(fā)電機(jī)額定相電壓為9.1KV，計(jì)算故障中過勵磁倍數(shù)如下：V* 8.07/9.10.8868f*33.82/500.6764V*/f*0.8868/0.67641.31發(fā)電機(jī)在事故中承受了約1.3倍、15秒的過勵磁，根據(jù)有關(guān)資料，本次事故造成的過勵磁沒有超過該機(jī)組的過勵磁承受能力。（2）這種事故不容忽視的潛在危害：我廠發(fā)

7、電機(jī)的解列點(diǎn)是機(jī)端斷路器，如果在發(fā)變組的主變高壓側(cè)解列，則將導(dǎo)致主變的過勵磁，而主變承受過勵磁的能力要比發(fā)電機(jī)小的多。3、防范措施： 雖然本次事故的直接原因是勵磁調(diào)節(jié)器的“發(fā)電機(jī)并網(wǎng)開關(guān)繼電器”K3線圈引線斷線，但發(fā)電機(jī)LCU的自動解列停機(jī)流程也有不盡合理的地方。我們對本次事故提出了如下的防范措施： （1）關(guān)于繼電器K3線圈引線斷線：繼電器K3為小型的DC220V電磁式中間繼電器（DZ6B），仔細(xì)觀察該繼電器，發(fā)現(xiàn)繼電器舌片動作時(shí)，線圈引線會被拉動，估計(jì)是這個(gè)原因?qū)е陆饘倨诙鴶嗑€。將該繼電器換型。 （2）關(guān)于發(fā)電機(jī)LCU的自動解列停機(jī)流程：原流程在判斷機(jī)組出口開關(guān)分閘后，由LCU的同一個(gè)開出繼電器的兩付不同的接點(diǎn)同時(shí)發(fā)出關(guān)機(jī)組導(dǎo)水葉和勵磁逆變命令。修改為由LCU的兩個(gè)開出繼電器的接點(diǎn)分別發(fā)出命令，其中停機(jī)令在判斷機(jī)端無壓后發(fā)出。作者簡介： 郭愛軍（1965-），男，高級工程師，長期從事電氣運(yùn)行、繼電保護(hù)維護(hù)調(diào)試工作，現(xiàn)任國電萬安水力發(fā)電廠副總工程師劉萬平（1975-），男，工程師，從事水電廠運(yùn)