唐 強

（深圳市廣前電力有限公司，廣東 深圳518054）

1 事件經(jīng)過

某電廠發(fā)電機進行交流阻抗試驗。在停機時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為3 000 r／min，先進行第一次試驗，試驗結(jié)果無異常，與之前歷史試驗對比，數(shù)據(jù)基本一致，沒發(fā)現(xiàn)異常。后轉(zhuǎn)子從3 000 r／min惰走降速過程中進行動態(tài)交流阻抗試驗，并進行電流和電壓錄波，當(dāng)轉(zhuǎn)速降到300 r／min時結(jié)束錄波，此過程中沒發(fā)現(xiàn)異常。再次進行交流阻抗試驗，試驗結(jié)果無異常。當(dāng)轉(zhuǎn)速降到100 r／min時進行交流阻抗試驗，試驗結(jié)果出現(xiàn)異常，正常加壓的情況下，電流在某一瞬間突然增大。

為了找出電流增大的原因，進行了多次不同狀態(tài)下的試驗：

（1）重復(fù)數(shù)次進行交流阻抗試驗，得出數(shù)據(jù)基本一致，電流、功率明顯增大，增大幅值亦相同。

（2）去除調(diào)壓器進行試驗，直接加入220 V交流電源電壓，得出數(shù)據(jù)也是電流、功率明顯增大。

（3）停止盤車，使轉(zhuǎn)子靜止，拆下部分碳刷，試驗夾子直接夾在轉(zhuǎn)子滑環(huán)上加電壓，得出的試驗數(shù)據(jù)依然是電流、功率明顯增大。

（4）早上開機，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速3 000 r／min時（并網(wǎng)前）再次進行試驗，試驗結(jié)果無異常。

為了找到試驗出現(xiàn)異常的原因，晚停機時再次進行了發(fā)電機轉(zhuǎn)子交流阻抗試驗：

（1）在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為3 000 r／min時先進行第一次試驗，試驗結(jié)果無異常。

（2）轉(zhuǎn)子從3 000 r／min惰走降速，加上一固定的電壓進行錄波，增加錄波時間（由3 000 r／min惰走前直至轉(zhuǎn)子停止后又投上盤車這段時間），試驗在初始階段并沒有出現(xiàn)異常，直至盤車為20 r／min左右時，電流、功率增大的現(xiàn)象再次出現(xiàn)，從錄波儀來看，電流、電壓波形有畸變（圖1）。

圖1 電流、電壓波形畸變

（3）盤車一段時間后再次進行交流阻抗試驗，試驗數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。

（4）停機后就進入了檢修狀態(tài)，下午再次進行交流阻抗試驗，試驗數(shù)據(jù)正常，與之前歷史數(shù)據(jù)基本吻合。

經(jīng)過初步分析，我們懷疑發(fā)電機轉(zhuǎn)子有匝間短路的可能性，所以決定對發(fā)電機轉(zhuǎn)子進行循環(huán)周期性電脈沖試驗（簡稱RSO試驗），以進一步確診。晚間先后進行了2次RSO試驗，試驗結(jié)果如圖2、圖3所示。

圖2 第一次RSO試驗結(jié)果

圖3 第二次RSO試驗結(jié)果

試驗結(jié)果中，兩條曲線重合，證明沒有異常，可以初步判定發(fā)電機轉(zhuǎn)子并沒有出現(xiàn)匝間短路。在RSO試驗結(jié)束后，又分別進行了多次交流阻抗試驗，試驗結(jié)果均與之前歷史數(shù)據(jù)吻合。

2 原因分析

經(jīng)過詳細分析，交流阻抗試驗出現(xiàn)異常時的表現(xiàn)為電流增大、功率增大，過程中還伴隨著電流畸變（可參考圖1），而電感類、電阻類設(shè)備是不會使電流、電壓產(chǎn)生此類畸變的。如果轉(zhuǎn)子出現(xiàn)匝間短路，電流也是正弦波，由此推測交流阻抗試驗出現(xiàn)異?？赡苁潜粶y量回路中突然加入了其他設(shè)備元件所導(dǎo)致，與轉(zhuǎn)子本身無關(guān)。而加入的設(shè)備元件會導(dǎo)致電流畸變，根據(jù)經(jīng)驗判斷此元件很大可能是非線性元件。經(jīng)過仔細分析排查，發(fā)現(xiàn)勵轉(zhuǎn)子過電壓保護回路中有一組SiC（碳化硅）滅磁電阻就是非線性電阻。而停機后轉(zhuǎn)子動態(tài)交流阻抗試驗過程中，轉(zhuǎn)子過電壓保護回路投入就會導(dǎo)致滅磁電阻與轉(zhuǎn)子并聯(lián)，從而影響測量結(jié)果。而機組停運后有2個過程會使轉(zhuǎn)子過電壓保護回路投入：（1）機組解列、滅磁開關(guān)跳閘后由發(fā)變組保護發(fā)指令使之投入（之后又瞬間跳開）；（2）停機后一段時間內(nèi)由熱控系統(tǒng)發(fā)外部保護指令到發(fā)變組使之投入。而交流阻抗試驗僅與熱控系統(tǒng)發(fā)外部保護指令的時間有重合的可能。

為了證實這一結(jié)論，再次進行了交流阻抗試驗，先確定熱工保護是退出的，將試驗電壓加上去，試驗電流是正常的；然后再將熱工保護投入，試驗電流就在同時發(fā)生了畸變，記錄下如圖4所示波形圖。

圖4 試驗電流波形畸變

這次試驗結(jié)果使上述結(jié)論得到證實。同時再查2次晚上所做發(fā)電機轉(zhuǎn)子交流阻抗試驗出現(xiàn)異常時間，發(fā)現(xiàn)和熱工保護動作指令發(fā)出的時間相吻合——一次是轉(zhuǎn)速下降到70 r／min左右，另一次是轉(zhuǎn)速下降到20 r／min左右。

在接下來的檢修中，我們?nèi)嬖敿毜貦z查了發(fā)電機的轉(zhuǎn)子及定子，均沒有發(fā)現(xiàn)異常，并進行了全面的預(yù)防性試驗，試驗數(shù)據(jù)均及格。

為了進一步證實熱工保護投入對轉(zhuǎn)子交流阻抗試驗產(chǎn)生影響這一結(jié)論，在另外一臺發(fā)電機重復(fù)了交流阻抗試驗加壓工程中突然投入熱工保護，也出現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象（圖5）。

圖5 轉(zhuǎn)子交流阻抗試驗波形圖

我們又詳細、全面地檢查了2臺發(fā)電機的SiC電阻以及倉庫備品，并做了直流伏安特性試驗，試驗結(jié)果均符合公式V＝c·Iβ（c、β均為SiC電阻的特性系數(shù)）；并且將此數(shù)據(jù)發(fā)回給廠家，廠家也回復(fù)了此電阻性能良好，可繼續(xù)使用。

因為在對發(fā)電機轉(zhuǎn)子進行交流阻抗測試時，在SiC非線性電阻兩端加入了200 V左右的交流電壓，折算后，根據(jù)試驗?zāi)Ｐ?，利用上述公式計算出的電流值與試驗結(jié)果一致。

3 結(jié)論及處理措施

機組停機后，在對發(fā)電機進行轉(zhuǎn)子交流阻抗試驗時，由于外部熱控保護信號發(fā)出，經(jīng)過發(fā)變組到達勵磁系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子過電壓保護回路投入，使非線性SiC元件與轉(zhuǎn)子繞組并聯(lián)，對測量結(jié)果產(chǎn)生了很大的影響。而熱控保護指令受機組停機后眾多輔機狀態(tài)影響，其發(fā)出時間不可預(yù)計。另外，熱控保護指令能否與電氣保護系統(tǒng)可靠隔離，與運行人員的操作習(xí)慣有關(guān)，于是就會對發(fā)電機交流阻抗試驗結(jié)果產(chǎn)生不可預(yù)計的影響。在以后的試驗中要作出相應(yīng)規(guī)定，防止此類失誤的出現(xiàn)。具體可采取以下措施：（1）在今后的發(fā)電機轉(zhuǎn)子交流阻抗及損耗試驗中要把熱工保護退出。（2）在交流阻抗試驗時退出勵磁系統(tǒng)直流側(cè)的保護、測量回路，即拉開保險。（3）定期測量勵磁系統(tǒng)SiC非線性電阻的伏安特性，以確認其完好。（4）把上述措施（1）、（2）編入發(fā)電機試驗作業(yè)文件包、試驗方案、工作票和操作票，把措施（3）編入勵磁系統(tǒng)檢修（A修）作業(yè)文件包。（5）加強對高壓預(yù)防性試驗的試驗管理、試驗準備，使試驗規(guī)范化。