大型抽水蓄能机组注入式发电机转子一点接地保护隔离方法

大型抽水蓄能机组注入式发电机转子一点接地保护隔离方法

吴志峰叶爽申良

(湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司湖南省长沙市410213)

摘要：抽水蓄能机组在检修前，必须做好相应隔离措施，现行隔离注入式转子一点接地保护的方法存在人员走错间隔、设备误动、操作复杂等缺点，本文讲述通过改造，在保护回路上加装开关，从而有效避免了以上情况，改造结构简单，易于实现，运维人员操作简便。并能为抽水蓄能机组类似操作提供参考。

关键词：抽水蓄能转子保护改造

ABSTRACT:WiththeHunanandcentralChinapowergridpowersupplyandloadstructureisbecomingmorecomplex,gridpeakvalleyratioincreasedyearbyyeargridofHeimifengPumpingStoragePowerCo.,Ltd.isastrongdemand,theaimofthispaperistoisthroughstudyofHeimifengPumpedStoragePowerCo.,Ltd.thevalveonthedownstreamflatsignalvoltagefeedbackloop,putforwardthereformideas,therebyeliminatingthebootwhenballvalveinlowerreachesofthepressuresignalfeedbackabnormalsituation,effectivelyenhancetheunitandstart-upsuccessrate,toensurereliablesupplyofpowergrid.

KEYWORDS：Ballvalve,flatpressure,reliable

0引言

大型抽水蓄能机组一般都运行在高水头、高转速工况，机组各部位振动、摆度较常规水电机组大很多，极易导致紧固件、连接件、预埋件松动，为了及时发现机组缺陷，避免机组非计划停运，因此抽水蓄能机组运行规程规定：每月需要对机组进行定检。由于检修人员要进入发电机内部，故需要做相应的隔离措施。由于转子一点接地保护是注入电压式保护，在密闭空间内周围都是金属导体的地方工作，必须考虑隔离上述保护电源，才能确保检修人员安全。通常的做法是：断开保护装置电源，将保护功能退出，这种方法运行人员操作简单易行，节省时间，但是存在极大风险。风险一：只断开了保护装置电源，而保护功能或出口连片未退出，在检修完毕恢复送电的过程中，保护装置上电时，保护装置故障，导致机组出口断路器失灵保护动作联跳主变压器高压侧断路器，若是联合单元机组，将会直接导致相邻运行机组非计划停运；因此，相关规范规定，在断开保护装置电源之前，需退出保护功能或出口连片；风险二：断开保护装置电源、退出保护功能或出口连片，在恢复安全措施投入保护边片时，如万用表档位选择错误，保护将直接出口，同样会出现上述后果。而且反复停送保护装置电源，也会增加保护装置故障机率，减少装置使用寿命，给机组安全稳定运行埋下隐患。

因此，寻找一种操作简单方便，风险低的隔离转子一点接地保护方法，对于抽水蓄能电站来说很有意义。

1运行方式及故障介绍

某电站安装4台单机容量300MW可逆式机组，总装机容量1200MW，电站采用联合单元接线方式，1号机变与2号机变共用一台500kV高压断路器5001，3号机变与4号机变共用一台500kV高压断路器5003，汇集于一条500kV单母线，再通过500kV高压断路器5051以一回出线接入500kV变电站。

2015年12月15日11:50，该电站运行方式为5051、5001、5003断路器合闸，1-4号主变运行，1号、2号、3号机组发电工况运行，负荷均为200MW，4号机组正在定检恢复过程中，当恢复操作执行至“合上4号机发电机A套保护AG43模块电源开关F3”后，监控系统出现如下告警：

11:50:22.044“4号机组A组保护装置停运”报警；

11:50:22.560“4号机组A组保护装置故障”报警；

11:50:23.808“4号机组发电/电动机转子一点接地保护A动作”动作；

11:50:24.026“4号机组发电机出口断路器失灵保护A动作”动作；

11:50:24.436“4号机组次同步过流保护A动作”动作；

11:50:24.647“4号机组电动工况溅水功率A组保护动作”动作；

11:50:24.856“4号机组电动工况低功率保护A动作”动作；

11:50:25.065“4号机组发电工况逆功率保护A动作”动作；

11:50:25.478“4号机机组A套保护跳3号机组”动作；

11:50:25.680“3号机事故停机”报警。

以上报警信号连续刷屏，共重复出现15次。

后果：造成3号/4号主变高压侧断路器5003分闸，3号机组803断路器分闸，3号机组甩200MW负荷停机。事后查明此次事故原因为：4号机组发电机B套保护装置恢复送电时发生保护误动，整组保护全部误出口动作。

2转子一点接地保护原理

一般采用电压注入式原理，即在转子绕组的正负两端或其中一端（通常选择负端）与大轴之间注入一个48V的电压，通过电子开关的的定时切换，实时求解转子对地绝缘电阻值，保护反映发电机转子对大轴绝缘电阻的下降。转子一点接地保护可根据现场转子绕组的引出方式，选择双端注入式或单端注入式。转子一点接地设两段动作值，灵敏段动作于报警，普通段可动作于信号或跳闸。

3改造方案

本文提出一种实现隔离转子一点接地保护的方法：

对于转子一点接地保护，一般设置A、B两套，保护功能通过以下回路实现：

转子一点接地保护回路图

一般情况下，机组正常运行或备用状态，转子一点接地保护开关S1会切在A组投入或B组投入状态，会投入其中一组保护。机组定检时，转子一点接地保护开关S1没有中间位置，所以只要保护装置不停电，注入的电压量会直接进入转子绕组，回路上没有容易供运维人员进行隔离操作的开关，只有机组灭磁柜内注入电压回路上装设的保险，但考虑到灭磁柜本身属于带强电高压设备，以防人员触电或机组误跳等情况，不宜在此部位进行操作。所以为了隔离转子一点接地保护，隔断注入电压，经对比分析，决定在机组A套保护柜内S1切换开关出线端设置一个1P的空气开关，该方案具有成本小，易于实施，运维人员操作起来方便无风险。断开此开关，转子一点接地保护注入电压回路也断开了，检修完毕，合上此开关，转子一点接地保护功能即行恢复。整个隔离过程保护装置不需要停电及送电操作，保护连片（压板）不需要退出、投入，运维操作人员不需要进入机组励磁柜内去取电压回路保险，从而最大程度上避免了人员走错间隔，误入带电间隔、误操作的风险，避免了保护装置因失电或上电而误动作的风险，保证机组定检安全。很大程度上避免了人为因素造成的风险，同时也延长了设备的使用寿命，具有结构简单，操作简便的特点。

4结束语

该电站在转子一点接地回路改造后，简化了运维人员隔离操作，杜绝了频繁拉合保护装置电源导致保护装置误动的可能，避免了运维人员误操作及触电的风险，消除了保护装置因人为因素误动的隐患。

参考文献

[1]维奥.厂家说明书DRS-COMPACTHW/FWDescription.

[2]姚翔电力自动化设备2000知网.

作者简介

吴志峰（1982-），男，工程师，主要研究方向：水电站（含抽蓄）运维检修管理。

叶爽（1983-），男，工程师，主要研究方向：抽水蓄能电站机电设备运维工作。

申良（1982-），男，工程师，主要研究方向：抽水蓄能电站机电设备运维工作。