石校樸

[中圖分類號(hào)] TM621.3

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]2095-6487 （2021） 02-0077-02

Treatment of Grounding Fault of QfSN-600-2YHG Eenerator

Slu Xiao-pu

[ Abstract] Once the generator realizes the grounding fault， it will directly affect the operation performance of the whole unit， and even causedifferent degrees of damage to the intemal parts of the generator. Taking "qfsn-600-2yhg generator" as an example， aiming at the grounding fault of thegenerator， this paper finds out the causes of the fault from three aspects of analysis， inspection and test verification， and takes corresponding measuresto deal with and solve it， so as to ensure the stability， reliability and safery of the generator operation. Hope that through this study， to provide effectivereference for maintenance personnel.

[ Keywords] QFSN-600-2YHG;generator; grounding fault; treatment

發(fā)電機(jī)經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，難免會(huì)遇到接地故障問題，這一問題如果沒有得到及時(shí)處理和解決，將會(huì)給操作人員造成人身安全隱患或者財(cái)產(chǎn)安全隱患。因此，為了將發(fā)電機(jī)接地故障出現(xiàn)可能性降到最低，提高發(fā)電機(jī)的運(yùn)行性能，對(duì)于QFSN-600-2YHG型發(fā)電機(jī)而言，如何科學(xué)處理其接地故障問題時(shí)維修人員必須思考和解決的問題。

1 發(fā)電機(jī)及其接地保護(hù)概況

1.1 發(fā)電機(jī)概述

QFSN-600-2YHG型發(fā)電機(jī)具體參數(shù)如下：額定功率為600 MW，發(fā)電機(jī)額定電壓和額定電流分別為20 kV、19245A，發(fā)電機(jī)定子繞組度數(shù)達(dá)到了60。在發(fā)電機(jī)的出線口處，將封閉母線接入到變壓器中，同時(shí)，發(fā)電機(jī)的出口位置不設(shè)置任何斷路器。

1.2 定子接地保護(hù)

當(dāng)零序電壓符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)值后，定子接地保護(hù)才能取得相應(yīng)的成效，對(duì)于定子接地而言，其保護(hù)范圍土要包含機(jī)端定子繞組以及單相接地裝置等。通過將其與定子接地保護(hù)裝置進(jìn)行合并后，從而最大限度地提高發(fā)電機(jī)接地保護(hù)效率和效果。此外，還要將該保護(hù)裝置與3U。電壓進(jìn)行有效接入，并將發(fā)電機(jī)內(nèi)部的各個(gè)繞組進(jìn)行有效連接，為后期發(fā)電機(jī)接地故障問題的處理提供相應(yīng)依據(jù)。

1.3 啟停機(jī)保護(hù)

對(duì)于QFSN-600-2YHG型發(fā)電機(jī)而言，其肩動(dòng)或者停機(jī)的過程中，往往表現(xiàn)出頻率低、轉(zhuǎn)速慢等特點(diǎn)，如果發(fā)電機(jī)在啟動(dòng)或者停機(jī)的過程中出現(xiàn)接地故障，那么工頻保護(hù)裝置將無法正常運(yùn)行。因此，需要針對(duì)定子接地故障問題，采用啟停機(jī)保護(hù)的方式，對(duì)該故障問題進(jìn)行分析和解決。此外，當(dāng)變壓器達(dá)到二次電壓后，需要根據(jù)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地情況，將發(fā)電機(jī)的工作頻率設(shè)置在55Hz左右，確保跳閘操作自動(dòng)完成，為進(jìn)一步提高發(fā)電機(jī)的運(yùn)行性能奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 事件發(fā)生經(jīng)過

2020年04月07日上午，#5發(fā)電機(jī)出現(xiàn)定子接地保護(hù)報(bào)警信號(hào)，值班人員請(qǐng)示調(diào)度中心后，迅速將#5發(fā)電機(jī)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移至其他運(yùn)行機(jī)組，然后平穩(wěn)停機(jī)。隨后立即通知檢修人員對(duì)#5發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢查。

2.1 初步檢查情況

對(duì)于QFSN-600-2YHG型發(fā)電機(jī)而言，其接地故障問題初步檢查情況主要體現(xiàn)在以下兒個(gè)方面：①加強(qiáng)對(duì)裝置校驗(yàn)的保護(hù)。啟停機(jī)主要用于對(duì)電壓電纜的保護(hù)，經(jīng)過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，電纜絕緣性達(dá)標(biāo)，接地電阻值表現(xiàn)正常，同時(shí)，通過測(cè)試接地交流電壓，發(fā)現(xiàn)二次側(cè)電壓始終處于比較正常的狀態(tài)，由此可見，電壓信號(hào)采集操作符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。此時(shí)，通過對(duì)傳動(dòng)發(fā)變組進(jìn)行檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，傳動(dòng)發(fā)變組裝置運(yùn)行正常。②拆卸發(fā)電機(jī)機(jī)端，發(fā)現(xiàn)套管連接正常，沒有任何異常跡象，但是，從圖1中可以看出，電纜內(nèi)部二次線出現(xiàn)腐蝕生銹現(xiàn)象，為此，維修人員通過使用絕緣帶，重新包扎二次線。在此基礎(chǔ)上，檢測(cè)發(fā)電機(jī)絕緣性能，檢測(cè)結(jié)果表明，發(fā)電機(jī)絕緣值達(dá)到了2MQ，說明發(fā)電機(jī)絕緣性能不達(dá)標(biāo)。③檢查發(fā)電機(jī)出線情況，發(fā)現(xiàn)接線箱沒有出現(xiàn)放電現(xiàn)象。④通過測(cè)量發(fā)電機(jī)出線接頭對(duì)地絕緣值，發(fā)現(xiàn)其絕緣值達(dá)到了500MQ，說明發(fā)電機(jī)出線接頭正常。⑤采用直流耐壓試驗(yàn)法，對(duì)發(fā)電機(jī)電壓進(jìn)行升高處理，發(fā)現(xiàn)當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到40 kV時(shí)，三相泄露電流基本保持相對(duì)平衡狀態(tài)，這說明發(fā)電機(jī)內(nèi)部的三相繞組運(yùn)行正常。

2.2 再次啟動(dòng)升壓試驗(yàn)情況

2020年04月09日15：55，重新設(shè)置5號(hào)發(fā)電機(jī)的電壓和定速，當(dāng)其電壓值和定速分別達(dá)到了4.5 kV和3000 r/min時(shí)，進(jìn)入到升壓試驗(yàn)環(huán)節(jié)中。16：10：23，通過將發(fā)電機(jī)電壓設(shè)置為9.4 kV時(shí)，發(fā)現(xiàn)發(fā)變組正常啟動(dòng)，對(duì)定子進(jìn)行接地處理，此時(shí)，開關(guān)自動(dòng)跳閘。17：23：20，更換5號(hào)機(jī)變組，并對(duì)CPU板進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到8.1 kV時(shí)，發(fā)變組會(huì)自動(dòng)啟用“啟停機(jī)”，此時(shí)，定子接地信號(hào)正常輸出。

3 停機(jī)檢查處理情況

采用試驗(yàn)方式，對(duì)發(fā)電機(jī)接地故障原因進(jìn)行逐一分析和查找，其具體查找步驟主要體現(xiàn)在以下兒個(gè)方面：①對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部保護(hù)裝置進(jìn)行跳閘和檢查后，發(fā)現(xiàn)發(fā)變組內(nèi)部有各個(gè)設(shè)備運(yùn)行正常，沒有出現(xiàn)異常問題。②對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部保護(hù)裝置進(jìn)行逐一檢查和檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置運(yùn)行正常，故排除了保護(hù)裝置異常問題。③對(duì)故障數(shù)據(jù)進(jìn)行全而分析。故障數(shù)據(jù)主要包含定子電壓、定子電流、中性點(diǎn)地變等數(shù)據(jù)，故障數(shù)據(jù)如表1所示。采用電氣試驗(yàn)方式測(cè)試，發(fā)變組內(nèi)部的發(fā)電機(jī)、避雷器以及高廠變，測(cè)試結(jié)果表明，發(fā)電機(jī)的接地屬于間接式的，并沒有直接接地，由此可見，接地故障問題出現(xiàn)位置主要集中在發(fā)電機(jī)內(nèi)部。

此時(shí)，需要檢查發(fā)電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子以及排氫裝置。拆卸發(fā)電機(jī)引線箱，發(fā)現(xiàn)中性點(diǎn)套管處出現(xiàn)嚴(yán)重的積油現(xiàn)象，中性點(diǎn)套管處積油如圖1所示。同時(shí)，發(fā)電機(jī)內(nèi)部的絕緣部件表而電出現(xiàn)人量污跡現(xiàn)象，通過本次研究檢查發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)出現(xiàn)接地故障是油污水汽造成的。

4 故障原因分析及處理

為了提高處理發(fā)電機(jī)接地故障問題的效率，維修人員要從以下兒個(gè)方而入手。①在充分結(jié)合定子接地相關(guān)原理以及保護(hù)動(dòng)作信號(hào)的基礎(chǔ)上，將接地故障點(diǎn)鎖定在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)附件，經(jīng)過分析卸查找后，發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)定位正確，為后期維修工作的有效開展提供重要的依據(jù)和參考。②對(duì)中性點(diǎn)套管處積油進(jìn)行清理，并對(duì)清理出來的積油進(jìn)行介電試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)，當(dāng)積油電壓達(dá)到了10 kV時(shí)，積油出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象，說明積油的擊穿電壓為10 kV，但是，新油擊穿電壓為25 kV。此外，積油在具體的使用中，難免會(huì)出現(xiàn)滲入氧氣、雜質(zhì)等物質(zhì)，從而形成了有機(jī)酸，嚴(yán)重腐蝕了發(fā)電機(jī)內(nèi)部絕緣材料。此外，發(fā)電機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間投入使用后，沒有對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部的零件進(jìn)行全而檢修，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)內(nèi)部中性點(diǎn)套管出現(xiàn)長(zhǎng)期積油現(xiàn)象，從而嚴(yán)重影響了中性點(diǎn)套管的絕緣性能。⑧追蹤和查找導(dǎo)致中性點(diǎn)套管出現(xiàn)積油的原因。投入使用幾年后，當(dāng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行到2020年，出現(xiàn)氫氣純度較低現(xiàn)象，為了解決這一問題，對(duì)發(fā)電機(jī)頻繁補(bǔ)充氫氣。在2021年3月，對(duì)5號(hào)發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢修的過程中，發(fā)現(xiàn)汽端密封軸內(nèi)部的軸徑降低至0.2 mm，同時(shí)，密封瓦內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重磨損現(xiàn)象。為了解決這一問題，維修人員要采用激光補(bǔ)軸的方式，對(duì)密封瓦進(jìn)行重新更換，更換后，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)內(nèi)部的氫氣純度合格。總之，通過查找和定位故障問題，發(fā)現(xiàn)當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部積油與氫氣進(jìn)行不同程度的混合后，會(huì)形成油氫混合物，然后，在轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，汕氫混合物會(huì)變成油霧，那些霧化程度較低的油氫混合物會(huì)自動(dòng)附著在發(fā)電機(jī)內(nèi)部的端蓋、冷卻器以及繞組上，并凝結(jié)成在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)套管處，從而形成積油，經(jīng)過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，三相套管內(nèi)部的積油最多。④由于油水繼電器遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中性點(diǎn)套管積油位置，因此，油水繼電器內(nèi)部的積油無法被檢測(cè)到。此外，中性點(diǎn)套管積油位置始終處于發(fā)電機(jī)的最低位置，由于沒有設(shè)置相應(yīng)的放油點(diǎn)，又加上發(fā)電機(jī)投產(chǎn)運(yùn)行后，一直沒有對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行全而檢修，導(dǎo)致中性點(diǎn)套管內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)暈的積油現(xiàn)象。⑤發(fā)電機(jī)內(nèi)部部件的絕緣性能較低，中性點(diǎn)套管引接處密封軋區(qū)域范圍較人，導(dǎo)致6號(hào)發(fā)電機(jī)電出現(xiàn)類似故障問題，當(dāng)這些問題被分析、處理和解決后，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)氫氣純度達(dá)標(biāo)，內(nèi)部零件的絕緣性能達(dá)標(biāo)，發(fā)電機(jī)接地故障問題得到根本解決?？傊?，分析和處理發(fā)電機(jī)接地故障問題不僅保證了發(fā)電機(jī)接地的規(guī)范性和合理性，還提高了發(fā)電機(jī)的運(yùn)行性能，為保證供電的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，為滿足用戶的用電需求創(chuàng)造了良好的條件。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在本次發(fā)電機(jī)接地故障問題分析研究中，得到以下經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：①維修人員的專業(yè)技能有待提高。在本次研究中，維修人員缺乏對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的全而了解和掌握，導(dǎo)致無法精確地評(píng)估發(fā)電機(jī)接地故障的風(fēng)險(xiǎn)隱患問題，使得查找故障原因走了不少?gòu)澛?。②加?qiáng)對(duì)發(fā)電機(jī)最低位置檢查頻率，一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)膛部污染嚴(yán)重、氫氣純度變低等現(xiàn)象，要及時(shí)排查容易積油的零件。③與發(fā)電機(jī)制造商家積極溝通與協(xié)作，不斷修改、優(yōu)化和完善油水繼電器測(cè)試流程，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決發(fā)電機(jī)接地故障問題。

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