鄂电专家浅谈发电机转子电流突升原因分析

一、故障现象

　　某电厂机组跳闸，ED8040型变压器铁芯接地电流在线监测装置经检查为励磁变过流保护动作跳闸。检查励磁系统和故障录波器的波形图，DCS趋势图，认定由于人员调节不当，造成励磁系统过励报警，AVR转为FCR方式运行，转子电压和转子电流调整到额定，约3.5分钟后，EDBF系列多倍频感应耐压测试仪转子电压和转子电流均有大幅度突升，转子电压到600V，转子电流到6000A，1s后励磁变过流保护动作跳闸。励磁调节系统AVR上的信息如下：

　　1、首出94，励磁过励报警

　　2、104 ，切换到FCR方式

　　3、约3.5分钟后报44，GTU系列GIS高压组合电器试验设备收到外部跳闸命令。

　　二、发电机励磁系统介绍

　　2.1励磁系统概述

　　机组容量为600MW，ED0205变压器空载负载特性测试仪励磁系统为GE-EX2100自并励静止励磁系统，额定转子电压为421V，额定转子电流为4128A，EX2100是全数字励磁调节器，它的配置是由冗余的控制器连接到三个整流桥而组成。冗余的控制器为M1,M2和C，控制器M1被称为Master 1（主站1），ED-150/1型便携式直流接触器测试仪控制器M2被称为Master2（主站2），而控制器C被称为Master Control Monitor（主站控制监视器），并由它决定是否应当进行主站的切换。由于M1或M2都可以是工作的Master（主站），而C是工作的Monitor（监控站），ED0307C型隔离开关触指压力智能检测仪发电机电压和电流的测量信号都被连接到这三个控制其中的每一个。工作的（Active）主站（Master）承担整个励磁系统的控制工作。备用的（Stand by）主站在功能上与工作的主站是相同的，只是在备用方式下，它不对PCM（功率变换模块）发送任何触发命令。ED0305A型高低压开关柜通电试验台它的自动电压调节器（AVR）回路不停的跟踪发电机的端电压输出，而手动电压调节器（FVR）则跟踪发电机的励磁电压。这样做是为了保证从某一主站到另一主站的平稳切换。在工作主站和备用主站中，ED0605型保护回路矢量分析仪在它们的每一个自动调节器回路之间都提供了自动跟踪。

　　2.2励磁系统软件框图

　　AVR功能块保持发电机的机端电压。ED0301G型高压开关机械特性测试仪其整定值来自EXASP功能块，而反馈是发电机的端电压。AVR控制范围的限制一般是90%-110%的额定电压。

　　2.3 EX2100 过励限制OEL介绍

　　保护发电机励磁绕组，ED0301H型石墨高压开关机械特性测试仪避免不正常大励磁电流的事故，这种大电流，超过某一延续的时间，能使励磁绕组过热，并造成损伤。发电机磁场绕组都是按ANSI标准C50.13而设计的，它规定了作为某一时间函数的过电压，而它的励磁绕组就是按此进行设计的。ED0103型剩余电流保护装置动作特性测试仪该标准采用曲线来说明，是一种时间和电流的函数的反时限来反映励磁绕组的过热，OEL直接与励磁起励命令接口，因此，不论是在自动调节器模式或是在手动调节模式，它都能保护发电机励磁绕组不受损伤。该功能在正常运行状态下并不工作。ED0616A型直流电源纹波系数测试仪该功能使励磁装置能够响应，时间大约为一秒，没有电流限制的，任何发电机的故障状态。在此时间以后，一个二段式电流限制器就被激活。第一段通常限制励磁电流为某一高值。加于励磁绕组的热负荷，采用励磁绕组的已知的热时间常数进行积分，ED-201型矿用电缆过渡电阻测试仪直到达到励磁绕组的限制值。此时，OEL切换到较低的限制值，当事故过去以后，积分器按照励磁绕组的冷却时间常数放出热量。它比加热时间常数要比较慢。

　　三、设备检查经过

　　1、一次设备检查：EDHT—3高压电缆外护套故障测试仪励磁变高压侧绝缘和直阻测量正常。

　　2、励磁系统检查：⑴调节器告警信号：首出94励磁过流反时限保护报警、104切至励磁电流调节，约3分钟后报44收到外部跳闸命令。

　　⑵可控硅检查正常；ED0410绝缘子故障远距离激光定位侦测器励磁系统检查未发现异常；

　　3、保护检查：检查发变组保护A1柜励磁变过流保护，定值整定无误，采样精度满足要求，保护动作值无误。

　　四、ED0402-I型氧化锌避雷器直流参数测试仪事故原因分析

　　1、运行调整存在问题：运行人员手动调整涨无功负荷，发电机转子电流已经超过了额定值，在发电机发出过励限制报警后，应及时降低发电机励磁电流，使励磁系统处于正常运行状态，ED0409复合绝缘子带电检测仪励磁系统不能长期在过励状态下运行。

　　2、转子电流升高，当励磁变电流达到保护定值，励磁变过电流保护动作，发电机掉闸。

　　五、跳闸前转子电流、转子电压突升原因分析

　　过励限制动作后。EDHC型六氟化硫气体回收充放装置经过一定延时，没有及时降低转子电流、励磁系统转为FCR转子电流控制、追踪转子电流额定值 、这时限制器还在报警、应当减磁、经过一段时间延时和转子磁场温度的计算，FCR自动释放转为AVR状态，由于没有调整，励磁系统AVR追踪机端电压设定的高值，ED0411绝缘子灰密测试仪转子电流、转子电压高升、励磁变过电流保护动作、机组跳闸。下面为厂家解释：a，在正常的运行中，由于不断增磁，EX2100 AVR的设定点被提高到一个不正常的高位（大约到了1.09PU机端电压值。它导致转子电流超出了在线过励限制点，EDHZC—3B多次脉冲电缆故障测试仪引发FCR动作，此时发励磁过流反时限报警94，根据EX2100的设计，FCR将发电机的转子电流降到1.25PU，然后再将电流降到转子额定电流4128A，这是根据IEEE标准C50.13的过励限制的典型设计。b，过励限制动作后，HDL-300全智能多次脉冲电缆故障测试仪维持转子额定电流4128A，经过转子过热负荷模型计算，等磁场冷却下来，FCR自动释放，控制切换回到EX2100AVR 的设定点，由于没有减磁，AVR设定点依然在一个不正常的高点，AVR追踪高点，转子电流，转子电压升高，引起励磁变过流保护动作，ED0608型直流系统接地故障测试仪机组跳闸。

　　六、采取措施

　　6.1加强励磁系统培训，当出现以下情况请按以下方式处理。

　　a、过励限制OEL事件：MTP6000D光数字微机继电保护测试仪发电机励磁系统在运行中出现过励限制事件，运行人员应检查发电机转子电流和定子电压，并在DCS画面和COI立即减少发电机励磁电流，降低励磁直到报警清楚然后将报警复位，再查找发生过励的原因。

　　b、低励限制UEL事件：ED0107B型双路断路器模拟试验装置发电机励磁系统在运行当中出现低励限制UEL事件、按下COI的RESET Faults按钮，或在DCS试着报警复位，立即增加励磁电流直到报警清楚，然后将报警复位，再查找发生低励的原因。

　　c、伏特赫兹V/HZ事件：ED0101S型三相热继电器测试仪如果发生V/HZ动作，按下COI的RESET Faults按钮，或在DCS试着将报警复位，如是V/HZ动作，降低励磁或升高发电机频率，直到报警清除然后将报警复位。

　　6.2对励磁定值和发变组保护的配合、ED0303B-600型高精度回路电阻测试仪励磁定值和励磁变保护配合问题进行认真细致的论证，励磁变保护过流延时应该躲过励磁强励，以保证定值配合合理。

　　作者简介：师淑英  高级工程师 从事发电厂励磁检修工作

             常小冰  高级工程师 从事发电厂励磁检修工作