張林渠,張時寧,葉紹鋒
(四川廣安發(fā)電有限責任公司,四川 廣安 638017)
某電廠總裝機2 400 MW,由四臺300 MW機組和兩臺600 MW機組組成,機組利用小時數(shù)低,啟停頻繁。某日,氣溫9 ℃,相對空氣濕度93 %,該電廠32號機組按照省調(diào)令開機。17:00機組并網(wǎng),運行5 min后,機組負荷11 MW,發(fā)電機定子接地保護動作,機組跳閘。
機組跳閘后,檢查保護動作情況,發(fā)變組保護A,B屏“發(fā)電機定子接地零序”保護動作,動作值15.01 V (該保護整定值為10 V,0.5 s延時)。
檢查故障時機端1PT電壓為Ua=58.49 V,Ub=64.75 V,Uc=49.48 V,發(fā)電機機端零序電壓為Uo=15.01 V。
機組停運后,維護人員通過保護屏動作情況,確認定子接地保護正常動作,初步分析認為是發(fā)變組存在C相絕緣受潮現(xiàn)象,開展就地檢查。
(1) 檢查發(fā)電機定子冷卻水溫、氫氣濕度正常,定子冷卻水溫高于氫溫,發(fā)電機勵端和汽端氫氣濕度正常,氫氣除濕機工作正常,判定發(fā)電機無受潮。
(2) 檢查封閉母線微正壓裝置充壓運行正常,判定封閉母線無受潮。
(3) 檢查發(fā)電機出口PT插頭無銹跡,插頭接觸良好,絕緣瓷瓶無水跡、放電現(xiàn)象;PT端子箱加熱除濕器正常;PT柜無受潮。
(4) 檢查主變低壓側(cè)絕緣膠套管密封良好,無變形、無破損,膠套管密封圈螺栓緊固,套管無積水。主變低壓側(cè)絕緣膠套管放水管原為不銹鋼管,并配有底部放水門,該電廠曾經(jīng)發(fā)生因膠套管破損進水,而該閥門銹蝕,造成閥底被殘渣堵塞、套管進水無法排除、絕緣膠套管積水引起接地,導致機組跳閘。后將全廠六臺主變壓器絕緣膠套管放水管路進行優(yōu)化,改用放水橡膠管,并取消放水閥門,以便及時排除絕緣橡膠套管內(nèi)積水,防止絕緣膠套管內(nèi)積水引發(fā)不安全事件;同時,為了防止變壓器停備期間潮氣通過該管進入影響絕緣,用膠塞堵住放水橡膠管出口,變壓器運行后再打開。
(5) 檢查32號機組高廠變高壓側(cè)絕緣伸縮膠套管密封良好,無變形、無破損,套管抱箍包扎良好。
經(jīng)分析認為:由于機組并網(wǎng)初期發(fā)生定子接地,此時,廠用電還未切換,高廠變無工作電流,高廠變高壓側(cè)離相封母內(nèi)盆式絕緣子安裝在絕緣伸縮膠套管內(nèi),初步分析認為該盆式絕緣子受潮的可能性較大。
現(xiàn)場查看高廠變高壓側(cè)伸縮膠套管外筒下部設(shè)有排水孔,初步懷疑為天氣潮濕導致離相封母內(nèi)盆式絕緣子受潮?,F(xiàn)場進一步檢查發(fā)現(xiàn):高廠變C相離相封母內(nèi)盆式絕緣子存在明顯放電痕跡;高廠變A,B兩相同樣部位也存在輕微放電痕跡。后用干燥抹布進行擦拭干凈,消除受潮。經(jīng)過處理正常后,重新向省調(diào)申請,恢復了機組運行。
(1) 機組跳閘原因:發(fā)電機定子接地保護動作。
(2) 定子接地保護動作原因:當天相對空氣濕度93 %,空氣潮濕,潮氣通過32號高廠變高壓側(cè)C相絕緣伸縮膠套管下部排水孔進入封閉母線內(nèi),有水汽凝結(jié)在上方的盆式絕緣子表面,造成絕緣子受潮,絕緣降低從而對封母外殼放電。
鑒于該絕緣子已運行18年,絕緣子材料采用聚四氟乙烯,老化嚴重,計劃將該絕緣子更換為憎水功能更強的不飽和聚酯玻璃纖維增強片狀模塑料(SMC)絕緣子。
由于該地區(qū)空氣濕度大,特別是在秋冬季節(jié),為防止絕緣子受潮結(jié)露,采取以下幾項措施。
(1) 明確小修對絕緣膠套管的檢查。修訂公司《變壓器檢修規(guī)程》,明確變壓器小修項目,對變壓器絕緣橡膠套管的密封性進行檢查,發(fā)現(xiàn)有破損的立即進行處理。
(2) 明確對絕緣子啟機前的檢查。在機組啟動檢查項目中,明確在接到開機命令后,當空氣濕度大于75 %時,由維護人員負責對絕緣子受潮情況進行檢查,對受潮絕緣子進行擦拭或烘干處理。
(3) 明確并網(wǎng)前對絕緣的運行檢查內(nèi)容。機組在啟機前,應對發(fā)變組系統(tǒng)測量絕緣。由于發(fā)變組系統(tǒng)較為龐大,如用2 500 V絕緣表進行測試,因其功率小,遠遠不能達到泄漏電流測試功率要求,故測量值普遍較低,且該方法主要檢測發(fā)變組是否存在金屬性接地,而對絕緣受潮等原因引起的絕緣降低不能正確反映。
而采用預試的方法能夠有效反映系統(tǒng)絕緣,但該方法所涉及的工作任務繁重,測試系統(tǒng)復雜,一般是每年利用小修或在常規(guī)測試中進行,在機組日常啟動中,并未開展此項工作。因此,在機組啟動前開展發(fā)變組絕緣測試,并不能正確反映絕緣受潮降低情況。
運行防潮措施的重點是防止發(fā)電機組受潮,確保定子冷卻水溫高于氫氣溫度,氫氣除濕機運行正常,封閉母線微正壓工作正常。
當發(fā)電機勵磁建立正常后,檢查發(fā)變組保護屏上定子接地保護開口三角形的電壓,規(guī)定當發(fā)現(xiàn)該電壓達10 V (折算到一次側(cè)電壓為1 000 V)時,暫停并網(wǎng)操作,對絕緣薄弱點進行檢查,以防止絕緣受潮引起機組并網(wǎng)后跳閘。對于高廠變而言,當廠用電切換為高廠變運行后,負荷電流使高廠變發(fā)熱,溫度升高,受潮現(xiàn)象將得到改善,絕緣水平會逐步提高。
有些電廠對發(fā)電機-變壓器組封閉母線內(nèi)絕緣子管理的重要性認識不足,存在管理缺失。通過一起由于空氣濕度大,造成高廠變封閉母線內(nèi)盆式絕緣子受潮,絕緣降低放電,進而引起機組跳閘事件的分析,指出絕緣子管理存在的薄弱環(huán)節(jié),明確絕緣子防潮的管理措施,對于防止機組絕緣受潮造成非停有一定的借鑒意義。