发电机过激磁保护动作原因探究

发电机过激磁保护动作原因探究

胡国刚

胡国刚

（四川小金川水电开发有限公司四川成都）

摘要：在此次研究中，主要从发电机过激磁保护着手，针对发电机励磁调节器问题导致发电机过激磁保护动作为研究对象展开探究。主要对发电机过激磁保护动作的根本原因及其相关问题展开分析。

关键词：发电机；过激磁保护动作；原因

如果发电机过励运行，就会很容易到达过激磁保护定值。此时，假如过激磁保护没有投入运行，或者过激磁保护没有任何反应，会使得发电机铁芯部分位置温度过高、变形、伤及绝缘，更为严重可能会烧损绝缘。对发变组，当其投入运行过激磁保护，同时确保过激磁保护可以准确动作于跳闸，能够有效防止烧毁发电机等严重问题的发生。

在此研究中中，以某厂为例。其拥有2台发电机组，为300MW，励磁调节器型号为HWLT-4。发电组保护型号为DGT801。在设计方面，励磁调节器存在着一些缺陷，其一，不能遥控切换两套工控机。如果就地切换，也一定要借助短接板卡接点途径来休眠处于运行状态的工控机，从而使得主从工控机实现切换。上述步骤在很大程度上增大了运行人员的操作难度。其二，因为没有安装触发脉冲控制开关，则当去掉硅整流二极管，用整流屏替换时，一定要拔开触发脉冲插头，缺乏现代化。下面以某厂的发电机实际过激磁保护动作为案例对相关原因进行分析。探究的层次为：回顾事件、分析事件调查、解答事件疑问、处理相关问题以及提出解决对策。

1对事件的回顾

2015年9月28日，某厂某机组发电机励磁调节器运行中，Ⅰ套工控机为主机，Ⅱ套工控机为从机。发电机发生故障前的有功功率是186兆瓦，无功功率是50兆乏。当运行至当天的18时28分时，机组接连收到过激磁保护动作以及主变差动保护动作警告讯息，发变组出口开关以及灭磁开关发生跳闸现象。

2事件调查分析

对事件展开调查分析，主要是记录事件以及分析其原因。当故障发生后，第一时间对发电机变压器组保护屏动作时间的相关记录进行了调取，对动作值进行查看，所显示的过激磁保护U/f值是1.279倍，整定值为1.25倍，动作时间是6秒。因为发电机转速是3000转/分，U/f频率的标示值是1，此时电压值为Ue的1.278倍，但是，在具体的显示界面没有显示出主变差动动作值，由此可见，电流值尚没有上升到定值水平。

3故障分析

下面对故障展开分析，通过较为细致的排查，发现不存在外部电网故障，所以，可以对外部故障导致的发电机过激磁保护加以排除。因此排查重点放在了励磁调节器上，如果这一设备发生故障，会使得发电机机端电压提升。借助励磁调节器画面来对计算机运行状况进行反馈，已经切断了油开关以及灭磁开关，但是，发电机电压以及励磁电流仍在运行中，有指示数据。通过询问相关运行人员，了解每次解机后状态，可以明确表计出现指示不正常。由此，可以初步判定励磁调节器没有运行，处于死机状态，故而无法反应实际状态。为了更加清晰地了解整个事件缘由，对DCS记录加以调取，通过记录发现发电机无功功率在2分钟4秒时间范围内由50兆乏升高至90兆乏，然后又降至最小值负53兆乏，随即即刻升高到529兆乏。发电机出口电压初始为20千伏，升至最高值为24.76千伏。由此可见，此次发电机过激磁发生的根本原因为调节器故障，对过激磁采取的保护动作准确。但是在无功变化上、无功突发性提高上依然存在疑问。故而，需要接着对励磁调节器故障记录进行查阅，发现仅有1条事件记录，显示为“欠励限制”，具体可以理解为，当无功功率降低到负50兆乏时，调节器陷入了限制环节，同时形成增磁脉冲。

以下开始对发电机过激磁保护动作原因关键问题展开分析，即需要对调节器死机的确切时间加以明确。为此，相关人员对调节器故障记录进行了查看，发现，油开关以及灭磁开关都处于合位，无功功率变化情况大致与DCS保持一致。但是，针对最后增磁环节，缺乏显示记录。由此可以明确，最后调节器的记录时间应该在无功功率的最低点，通过对厂家专业人士的咨询，可以对调节器自身质量（记录时间存在漏洞）加以排除。即可以断定，造成这一故障的唯一原因为：当调节器发增磁脉冲时，发生突发性的死机。通过这一因素同样能够解答增磁到过励缺乏限制的原因。调节器增磁脉冲在已发出的状态下是无法受到任何限制的，故而，发电机端电压增大，无功功率增大但是不返回，或者进入强励状模式。针对发电机以及与其关联的变压器来说，上述结果存在一定的危险性，为了深入明确故障原因，需要对故障录波器信息加以调取，通过调取结果，能够发现，结束过激磁动作后，发电机出口开关以及灭磁开关跳开。发电机出口电压以及定子电流额定值发生不正常变化，与发电机额定电压（20千伏）以及定子电流额定值（11.9千安）相比，存在一定的差距，可以明显，当前的发电机处于非常危险的境地。

4故障停机检查

因故障，发电机组停止运行后，相关工作人员遵照厂家规定仔细检查了励磁调节器，以此来确定故障发生的根本原因。（1）面对发电机组计算机死机问题，工作人员清除了板卡表面的灰尘，同时仔细检查了外观，没有发现板卡电子元件存在较为明显的问题。（2）供电给工控机后，工作人员开展了多项检查，包括定值、同步信号、电压回路以及模拟量通道等。借助试验台是，施加定子电流以及电压，对相关的参数值进行查看，发现显示值准确。（3）开展小电流闭环试验。于整流屏输出施加电阻，在阳极施加电压，启动开机命令，转子电流闭环，将电流调节为2安，借助示波器，对触发脉冲波形进行查看，确定显示值准确。通过显示的参数，可以确定，定子电流角度系数与标准要求不符，将6.5的原有定值改成6.3。此外，与标准值相比，主机阳极电压、从机阳极电压、定子电流电压以及转子电流等指标定标值表现出一定偏离，为此，工作人员初步对参数加以定标。（4）未起机时，空载模式下试验。借助手动操作来起励，对在线状态下的参数加以检查，同时给与必要的修正；开展了两个工控机与模拟通道之间的切换试验准确；开展了空载励磁电流限制测试，提升励磁电流，使其上升至1.1倍额定值，电流限制运行，无法继续提升；对PT断线加以模拟，针对2组PT断线状态下自发转换到模拟通道运行过程加以测试，验证准确；进行自动起励停止运行测试。远程操作，使其开机，将电压控制在额定值，每个参数显示值都准确；远程操作，使其关机，电压自动下降，灭磁准确；在联网后，检查相关参数。与实际值相比，每个参数都显示准确，对8小时励磁调节曲线进行调取，通过分析曲线状态，发现定子电压处于稳定状态，不存在较大干扰动作。

5结束语

在过激磁保护整定工作上，具体的执行方案为:保护单元接线的发电机变压器，安装保护的套数无需多，一套即可。整定时，需要将目标对准发电机与变压器两者之间过激磁能力弱的开展。其中，保护装置应当在调节器的过励保护之后，即第一步为借助调节器加以限制，最后环节为保护动作。

通过上述论述，可以总结出励磁调节器的定标准则:在对主控机以及从控机加以定标时，首先，需要停止发电机组运行，然后开展小电流闭环试验。在电压方面，需要首先对定子电压进行确定，与此同时，开始确定主工控与从工控机定子电压，对两组PT加压时也要保持同步，之后开始定标阳极电压、定子电流以及转子电流，同时使发电机空载运行，然后在此状态下对主机以及从机定标值的正确性进行加以检查，假如存在问题，需要再次加以定标。

总体来看，发电机过激磁保护动作的原因众多，本文仅就一个案例进行了分析。相关工作人员以及研究人员在面对此类问题时，需要具体问题具体分析。

参考文献

[1]涂义元.发电机过激磁保护误动原因分析[J].华电技术,2010,07:26-30+77.

[2]于伟.探寻发电机过激磁保护动作原因[J].科技展望,2016,09:88.

[3]鄢志超.一例发电机过激磁保护动作跳闸事故分析[J].浙江电力,2012,03:50-52.