發(fā)電機(jī)PT故障現(xiàn)象及處理

1、發(fā)電機(jī)PT故障現(xiàn)象及處理,01,02,03,內(nèi)容摘要,PT結(jié)構(gòu)原理分析,發(fā)電機(jī)出口PT故障情況分析,發(fā)電機(jī)出口PT故障處理,一、PT結(jié)構(gòu)原理分析,電壓互感器是發(fā)電廠、變電所等輸電和供電系統(tǒng)不可缺少的一種電器。電壓互感器和變壓器很相像，都是用來變換線路上的電壓。但是變壓器變換電壓的目的是為了輸送電能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安為計(jì)算單位；而電壓互感器變換電壓的目的，主要是用來給測(cè)量儀表和繼電保護(hù)裝置供電，用來測(cè)量線路的電壓、功率和電能，或者用來在線路發(fā)生故障時(shí)保護(hù)線路中的貴重設(shè)備、電機(jī)和變壓器，因此電壓互感器的容量很小，一般都只有幾伏安、幾十伏安，最大也不超過一千伏安。 兩個(gè)繞組之間

2、以及繞組與鐵心之間都有絕緣，使兩個(gè)繞組之間以及繞組與鐵心之間都有電的隔離。電壓互感器在運(yùn)行時(shí)，一次繞組N1并聯(lián)接在線路上，二次繞組N2并聯(lián)接儀表或繼電器。因此在測(cè)量高壓線路上的電壓時(shí)，盡管一次電壓很高，但二次卻是低壓的，可以確保操作人員和儀表的安全。發(fā)電機(jī)出口為什么需要變換電壓呢?這是因?yàn)楦鶕?jù)發(fā)電、輸電和用電的不同情況，發(fā)電機(jī)出口一次接線上的電壓大小不一，而且相差懸殊，有的是低壓220V和380V，有的是高壓幾萬伏，目前有220V27KV不等。要直接測(cè)量這些低壓和高壓電壓，就需要根據(jù)線路電壓的大小，制作相應(yīng)的低壓和高壓的電壓表和其他儀表和電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)和變壓器很相似，它也有兩個(gè)繞組，一個(gè)

3、叫一次繞組，一個(gè)叫二次繞組。兩個(gè)繞組都裝在或繞在鐵心上。,一、PT結(jié)構(gòu)原理分析,PT原理圖,PT外形圖,二、發(fā)電機(jī)出口PT故障情況分析,2.1、PT設(shè)備分布及應(yīng)用現(xiàn)狀： 右圖是單元發(fā)電機(jī)組PT回路一次接線原理圖。發(fā)電機(jī)組出口設(shè)計(jì)有3組PT(1YH、2YH、3YH)，其規(guī)格型號(hào)為：JDZX4-20型電壓互感器，變比均為（20/3）/（0.13）/（0.1/3）KV，配有9只RN2-20型高壓熔斷器（正常電阻值為110歐姆左右）。 1YH二次回路采用B相接地方式，主要用于自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器1（AVR1）、故障錄波器屏和DCS系統(tǒng)三相電壓測(cè)量，另外引出一組開口三角電壓獲取3U0送到故錄和變送器屏。第2、

4、3組PT二次側(cè)中性點(diǎn)接地，其中2YH主要用于發(fā)變組保護(hù)1、變送器屏三相電壓測(cè)量、電度表計(jì)量以及自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置。3YH主要用于發(fā)變組保護(hù)2、自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器2（AVR2）、發(fā)電機(jī)進(jìn)相監(jiān)測(cè)屏、發(fā)電機(jī)功角測(cè)量屏。Zab、Zbc、Zca分別為電壓互感器二次側(cè)的理想三角形負(fù)載阻抗。,二、發(fā)電機(jī)出口PT故障情況分析,A、1YH正常運(yùn)行過程中一次電壓矢量分析如圖二：,圖二表明一次電壓對(duì)稱，線電壓20KV、相對(duì)地電壓為20/3KV。 B、1YH正常運(yùn)行過程中二次電壓矢量分析如圖三：,圖三表明二次電壓對(duì)稱：線電壓Uab=100V、Uac=100V、Ubc=100V；相電壓Ua對(duì)地等于100V、Ub對(duì)地等于0V、U

5、c對(duì)地等于100V；二次側(cè)開口三角形輸出電壓3U0=0V。,二、發(fā)電機(jī)出口PT故障情況分析,C、2YH正常運(yùn)行過程中一次電壓矢量分析如圖四：,圖四表明其一次電壓對(duì)稱，線電壓20KV、相對(duì)地電壓為20/3KV。 D、2YH正常運(yùn)行過程中二次電壓矢量分析如圖五：,圖五表明二次電壓對(duì)稱：線電壓Uab=100V、Uca=100V、Ubc=100V；相電壓Ua對(duì)地等于58V、Ub對(duì)地等于58V、Uc對(duì)地等于58V。 注：3YH與2YH的一次電壓、二次電壓矢量圖完全相同。,二、發(fā)電機(jī)出口PT故障情況分析,2.2、PT一次熔斷器故障技術(shù)分析,A、PT一次熔斷器劣化： 發(fā)電機(jī)出口電壓在DCS系統(tǒng)操作員畫面上顯

6、示出現(xiàn)明顯偏差，出現(xiàn)快速擺動(dòng)的現(xiàn)象，UAB最高達(dá)20.75KV、UAC與UBC最低達(dá)19.07KV，且頻繁波動(dòng)，二次側(cè)3U0出現(xiàn)不平衡電壓，在1.89V至5.02V之間上下波動(dòng)?，F(xiàn)場用數(shù)字萬用表測(cè)量端子箱內(nèi)二次回路電壓，發(fā)現(xiàn)1YH二次回路的Uab=101.3V、Uac=99.9V、Ubc=96.1V；Ua對(duì)地等于101.9V、Ub對(duì)地等于0.13V、Uc對(duì)地等于96.4V；3U0=4.5V。而23YH二次回路三相電壓顯示無異常。 由于發(fā)電機(jī)出口2PT、3PT線電壓對(duì)稱且定子接地保護(hù)（接中性點(diǎn)配電變壓器二次側(cè)電壓U0N）沒有任何信號(hào)，初步排除發(fā)電機(jī)組本身存在故障的可能。根據(jù)圖六、圖七的電壓矢量圖

7、分析，由于UCN阻抗特性發(fā)生變化、Un因不直接接地而發(fā)生電位漂移；Ua、Ub、Uc三者之間的相位角出現(xiàn)一定的偏差，從而導(dǎo)致3Uo出現(xiàn)不平衡電壓，所以初步判斷為發(fā)電機(jī)組1YH的C相PT一次熔斷器3RD出現(xiàn)劣化現(xiàn)象。 通過使用熱成像儀測(cè)量發(fā)電機(jī)出口PT柜內(nèi)熔斷器，發(fā)現(xiàn)C相第一組PT一次側(cè)熔斷器3RD端部比其它8個(gè)熔斷器高6左右（見右圖的熱影像圖片），進(jìn)一步確認(rèn)C相一次熔斷器故障。,經(jīng)運(yùn)行人員做好安全措施后，將該組電壓互感器拉出運(yùn)行位置，取下C相高壓側(cè)熔斷器，用數(shù)字萬用表測(cè)量熔斷器電阻值為25兆歐，有明顯劣化，更換新熔斷器后該組PT恢復(fù)正常運(yùn)行。,二、發(fā)電機(jī)出口PT故障情況分析,B、PT一次熔斷器完

8、全熔斷（斷開）分析：,圖八表明一次電壓出現(xiàn)嚴(yán)重不對(duì)稱，僅UAB線電壓20KV、UA及UB相對(duì)地電壓為20/3KV。,圖九表明二次電壓出現(xiàn)嚴(yán)重不對(duì)稱：線電壓Uab=100V，Uac及Ubc卻在5058V之間波動(dòng)；相電壓Ua對(duì)地等于100V、Ub對(duì)地等于0V、Uc對(duì)地在5058V之間波動(dòng) ；二次側(cè)開口三角形輸出電壓3U0約為33.3V。右表明在處理3RD過程中的3U0輸出電壓波形圖。從電壓曲線很明顯可以看出3RD在劣化過程中3U0約為幾伏，而在更換3RD時(shí)為33V左右。,二、發(fā)電機(jī)出口PT故障情況分析,C、PT一次熔斷器接觸不良 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)在AVR1自動(dòng)通道運(yùn)行情況下，出現(xiàn)勵(lì)磁電流、勵(lì)磁電壓、

9、無功功率波動(dòng)較大的異常情況。檢修人員首先對(duì)AVR1通道有關(guān)的PT回路進(jìn)行檢查、測(cè)試，具體數(shù)據(jù)如下：Uan1=59.05V、Ubn1=59.15V、Ucn1=57.26V、3U01=1.6V、Uda1=33.8V、Udb1=33.9V、Udc1=32.8V（但Uan2=59.06V、Ubn2=59.00V、Ucn2=59.00V均正常），根據(jù)1YH三相電壓存在不平衡及有3U0出現(xiàn)的數(shù)據(jù)證明，初步確定第一組PT一次回路可能存在薄弱環(huán)節(jié)。但經(jīng)過熱成像測(cè)溫后認(rèn)為一次熔斷器不存在故障，最后確認(rèn)為第一組C相PT一次插頭接觸不良，經(jīng)過在線調(diào)整第一組C相PT運(yùn)行位置接觸情況后，第一組PT二次回路電壓完全恢復(fù)平

10、衡。3U0下降至04 V 0.7V，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器完全恢復(fù)了AVR1通道正常運(yùn)行。,D、PT一次熔斷器脫落 起勵(lì)時(shí)機(jī)組出口PT二次回路 測(cè)量值如下圖。,Ubc=27KV、Uab=Uac=16KV=58%且完全相等，據(jù)此判斷A相一次回路斷線經(jīng)?，F(xiàn)場仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)該組PT一次側(cè)熔斷器跌落所致。,Ubc=27KV、Uab=Uac=16KV=58%且完全相等，據(jù)此判斷A相一次回路斷線，經(jīng)現(xiàn)場仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)該組PT一次側(cè)熔斷器跌落所致。,三、發(fā)電機(jī)出口PT故障處理手段,3.1 發(fā)電機(jī)出口PT故障的判斷和處理程序 300MW以上發(fā)電機(jī)通常有三組出口PT，分別用于測(cè)量、保護(hù)及勵(lì)磁等回路等。由于發(fā)電機(jī)本身、PT一

11、次及二次回路的故障均能引起電壓異常，因此如何準(zhǔn)確迅速地判別故障點(diǎn)顯得十分重要。當(dāng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)電壓出現(xiàn)異常的時(shí)候，技術(shù)人員應(yīng)首先準(zhǔn)確判斷出故障所屬系統(tǒng)，最直接的方法就是分別檢查發(fā)變組保護(hù)裝置、故障錄波器、變送器屏及電度表屏內(nèi)的二次電壓，并進(jìn)行比較、分析是否正常。一般來說，若是單獨(dú)一套裝置的電壓或者一組測(cè)量回路異常，則可以初步判斷發(fā)電機(jī)組本身沒有故障，原因很可能在PT設(shè)備上。接下來就是判別是一次設(shè)備還是二次回路引起的，可用數(shù)字萬用表測(cè)量出現(xiàn)電壓偏差的二次回路電壓，可選擇在PT端子箱二次空開上、下端以及保護(hù)屏柜端子排上測(cè)量，通過比較最終確認(rèn)故障所屬系統(tǒng)。若是PT一次回路存在故障，則重點(diǎn)檢查熔斷器或PT

12、的一次插頭。若是PT二次回路故障則重點(diǎn)檢查二次空開或熔斷器是否完好。無論是一次PT還是二次回路的問題，都必須把涉及到該回路的相關(guān)保護(hù)屏柜所有電氣量保護(hù)出口壓板退出后，再進(jìn)行二次設(shè)備的相應(yīng)處理。經(jīng)測(cè)量合格后確證缺陷處理好后，最后才能恢復(fù)保護(hù)壓板的投入工作。,3.2、事故中發(fā)現(xiàn)的問題及解決方案 根據(jù)以前出現(xiàn)的幾次發(fā)電機(jī)出口電壓波動(dòng)故障情況的處理結(jié)果發(fā)現(xiàn)：出口電壓互感器一次插頭動(dòng)靜觸頭因材質(zhì)不同出現(xiàn)氧化層經(jīng)常接觸不好；因設(shè)備長期振動(dòng)引起PT一次觸頭接觸不良； PT的熔斷器在運(yùn)行過程中因質(zhì)量不好容易出現(xiàn)劣化甚至熔斷。 針對(duì)一次設(shè)備的不穩(wěn)定性，得出以下解決方案：針對(duì)電壓互感器一次插頭動(dòng)靜觸頭因材質(zhì)不同出現(xiàn)氧化層接觸不好的現(xiàn)象，需要在設(shè)備檢修的時(shí)候?qū)Σ孱^進(jìn)行打磨處理并涂抹導(dǎo)電膠；針對(duì)熔斷器質(zhì)量不穩(wěn)定的原因，機(jī)組投運(yùn)前將結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，要求檢修人員在每年度的計(jì)劃性檢修期間徹底更換高壓一次熔斷器，同時(shí)接觸面必須經(jīng)去氧化層處理后并適當(dāng)涂抹導(dǎo)電膠；針對(duì)設(shè)備振動(dòng)大的問