发电机出口PT 故障及防范措施

发电机出口PT故障及防范措施韩国强1，杜宁宁2，于爱民3（1.华电国际邹县发电厂，山东济宁273522；2.华电国际电力股份有限公司技术服务中心，山东济南250014；3.华电青岛发电有限公司，山东青岛265200）摘要：通过一起发电机出口PT故障跳机案例，分析PT故障原因及日常技术监督工作中存在的问题，并提出提高发电机出口PT可靠性的措施。关键词：发电机；PT故障；励磁特性；变比测试中图分类号：TM31文献标识码：ADOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2018.17.1182PT故障原因及分析2.12PT试验数据及结果分析4号发电机出口安装有3组PT，2组采用分级绝缘电压互感器，1组采用全绝缘电压互感器。分级绝缘电压互感器运行中，其一次线圈末端必须接地；全绝缘电压互感器一次侧中性点与发电机中性点通过高压电缆相连而不接地，构成纵向零序保护，用于发电机定子匝间保护。发电机出口PT全部采用固体绝缘电磁式电压互感器，型号为JDZX3-20、JDZX4-20。对发电机出口2PT进行了直流电阻、绝缘电阻、空载电流、励磁特性及变比测试试验，试验数据详见表1.发电机出口2PTB相一次侧直流电阻相间与历史值偏差达18.4%，超出10%的合格标准；相同电压下的空载电流仅有正常PT空载电流的35.6%，超出不大于30%的合格标准；励磁特性曲线三相对比差异明显。试验结果显示发电机出口2PTB相电压互感器一次绕组存在内部匝间短路故障，导致发电机定子电压三相不平衡，中性点产生的零序电压达到保护动作值，发电机定子接地保护动作跳闸。表1发电机出口2PTB相试验项目及数据

序号123

试验项目一次绕组直流电阻二次绕组直流电阻

绝缘电阻空载电流

测试数据

A相2.511kΩ，B相2.153kΩ，C相2.550kΩB相：2017年为2.354kΩ，2013年为2.550kΩ166.3mΩ、161mΩ、163mΩ

一次对二次及地：2600MΩ；二次对地：550MΩ

低压绕组加电压30V，B相PT空载电流为43.8mA，备用PT空载电流为122.9mA

出厂数据：电压57.7V，空载电流低于1000mA

45结论

励磁特性变比测试

B相PT励磁特性曲线无拐点电压，A，C相PT励磁特性曲线正常。励磁特性曲线见图1实测变比与额定变比一致

不合格不合格合格结果分析偏差18.4%，不合格偏差9.3%，18.4%，不合格

合格合格

发电机出口PT用以反映发电机出口母线电压，其二次输出常用于发电机的测量、保护、励磁控制等回路，是保证发电机正常运行的重要设备。发电机出口PT故障经常会导致机组停运，造成不必要的损失。结合一起发电机出口PT故障跳机案例，分析PT故障原因及技术监督工作中存在的问题，并提出提高发电机出口PT可靠性的措施。2018-04-26，4号机组负荷227MW，发变组保护A，B1故障经过.com.cn. All Rights Reserved.柜分别报“定子零序电压高段保护动作”，机组跳闸。保护动作时，发电机中性点3U0达到16V，超过15V的保护定值。发变组保护A柜机端零序电压取自1PT，发变组保护B柜机端零序电压取自2PT，两柜中性点零序电压均取自发电机中性点接地变压器二次侧绕组中间抽头。测量发电机定子绝缘、中性点变压器、电流互感器、电阻箱绝缘均合格，测试中性点联络电缆绝缘及交流耐压试验合格。现场检查发电机出口2PTB相有焦糊味，测温检查该相PT本体温度达到35℃，其他相PT为23℃，存在明显的过热现象。2PTB相一次绕组存在匝间短路故障

·118·2018年第17期

图12PTA，B，C相励磁特性曲线

2.2电压互感器故障原因分析通过分析，得出电压互感器故障原因如下：①产品生产制作工艺不良。固体绝缘电磁式电压互感器外绝缘采用浇注式，由于生产厂家工艺水平参差不齐，外绝缘中浇注过程中易混入气泡、金属颗粒等杂质，导致局部放电超标。在运行电压下，外绝缘的局部放电情况会一直存在，在累积效应下逐渐恶化，最终电压互感器匝间绝缘破坏，出现短路现象。②电磁式电压互感器工作在不接地系统中时，当一相接地时，系统允许再运行几个小时，非故障相电压会升高至倍相电压，这对于互感器尤其是分级绝缘互感器的绝缘状况来说是个考验，分级绝缘电压互感器的接地端绝缘水平只有3kV或5kV。同时，电磁式电压互感器铁芯会出现饱和现象，导致励磁电流增大，甚至会超过最大允许电流，超出互感器热稳承受范围，导致电压互感器烧损。③电磁式电压互感器应用在不接地系统中时，由于系统对地分布式电容的存在，在外部某种激励条件下，电磁式电压互感器存在铁磁谐振的风险，铁磁谐振产生的高电压和过电流可能造成互感器损坏，因此ScienceandTechnology&Innovation┃科技与创新应采取消谐措施消除谐振风险。3PT预防性试验现状及存在的问题3.1固体绝缘电磁式电压感器定期试验及现状为检验电压互感器的绝缘状况，根据《电力设备预防性试验规程》（DL/T596—1996）要求，干式电磁式电压互感器定期例行试验项目有：绝缘电阻（1～3年）、交流耐压（3年，分级绝缘的采用倍频感应耐压试验）、局部放电测试（1～3年，20～35kV电压互感器）。电厂干式电压互感器日常开展的预防性试验项目主要有：绝缘电阻测试、直流电阻测试和交流耐压试验（分级绝缘的采用倍频感应耐压试验）。局部放电试验受试验仪器的限制，多数单位未进行；倍频感应耐压试验前后额定电压下的空载电流试验或励磁特性试验的开展情况也不理想。3.2存在的问题PT预防性试验存在的问题如下：①局部放电试验可以发现电力设备绝缘在电场作用下局部范围内发生的放电，这种放电以绝缘局部短接（路桥）而不形成导电通道，每一次局部放电对绝缘介质都会有一些影响，轻微的局部放电对电力设备绝缘的影响较小，绝缘强度的下降较慢；而强烈的局部放电则会使绝缘强度很快下降。干式PT内部如果存在持续性局部放电会使环氧树脂绝缘碳化，造成贯穿性放电，产生严重后果。②倍频感应耐压试验是破坏性试验，对固体绝缘电压互感器的主绝缘和纵向绝缘有一定的危害，而且有累积效应，因此耐压试验前后应对电压互感器进行绝缘测试、空载电流测试。电压互感器空载电流或励磁特性曲线不应与出厂、历史试验数据产生较大偏差，如果偏差较大，应考虑匝间绝缘、铁芯片间绝缘可能存在故障。4提高发电机出口PT可靠性的措施现将提高发电机出口PT可靠性的措施作如下总结：①新采购的电压互感器应选用有优良业绩和口碑的厂家产品，在安装尺寸许可条件下推荐采用全绝缘互感器，绝缘选用F级耐热等级，有条件的可提高对互感器铁芯励磁特性的要求。到货后的电压互感器严格按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150—2016）进行交接试验。②加强发电机出口电压互感器定期预防性试验工作，除原已进行的绝缘测试、直流电阻测试、倍频感应耐压试验外，重点加强局部放电试验、励磁特性试验、空载电流测量等试验项目，并进行纵向、横向对比，及时发现电压互感器异常并及时更换。③采取有效措施避免电磁谐振过电压风险。在中性点不接地系统中使用电压互感器，可在电压互感器中性点与地之间接专用的一次消谐装置或在电压互感器二次侧开口三角形处接入二次消谐装置，并选用三相防谐振电压互感器，增加对地电容破坏谐振条件等。〔编辑：刘晓芳〕·119·.com.cn. All Rights Reserved.