发电机出口电压互感器一次保险器熔断分析处理

发电机出口电压互感器一次保险器熔断分析处理

李卫兵

大唐宝鸡第二发电有限公司     陕西省宝鸡市     721405

摘要：发电机出口电压互感器一次保险器熔断的问题在电力系统中普遍存在（包括开机并网时的熔断、发电机运行中的熔断、停机过程中的熔断等），会对测量、计量、保护等二次设备动作准确性产生直接影响。故本文发电机出口YH一次保险熔断的原因、处理、防范措施进行深入分析，以便为电力生产提供一些有益的参考和借鉴。

关键词：发电机；电压互感器；保险器；熔断

一、设备概况

1、××××发电公司总装机容量120万千瓦，共安装四台三十万千瓦燃煤机组，机组采用单元布置，发变组采用3/2接线连接于330KV系统。发电机为东方电机厂生产的QFSN—300—2—20型汽轮发电机，采用带同轴交流励磁机和永磁式副励磁机的静态励磁方式，即“三机”励磁方式。

每台发电机配有两套型号、参数、特性相同的微机型励磁调节器，即“双信道”方式，每套调节器均设有“电压调节”和“电流调节”两种调节模式。此外，设有手动50HZ励磁调节系统以供两套调节器均故障时为发电机提供励磁。1-4号发─变组保护为国电南京自动化股份有限公司生产的DGT801B数字式发电机变压器组保护装置两套（A、B柜）和DGT801E数字式发变组非电量保护装置（C柜）。其中A、B柜保护设置完全相同，互为冗余。

2、发电机电压互感器设备规范

型式:   单相、环氧树脂全绝缘

变比:  (20/√3 )/(0.1/√3 )/(0.1/ √3 )  (二组)

(20/ √3)/(0.1/√3 )/(0.1/√3 )  (一组)

额定容量  0.2级    30VA

          0.5级    100VA

       1级    200VA

短时工频耐压（kv）70

雷电冲击电压（kv）145

局部放电:1.1U1M/ 电压作用下，≤50PC

1.1U1M电压作用下，≤250PC

3、发电机电压互感器用一次熔断器规范

生产厂家：上海电磁厂

额定电压(kV)20

断流容量(MVA)5500

额定电流(A)0.5

4、发电机出口电压互感器负荷：

发电机出口1YH:测量和表计，以及发电机A套励磁调节器。

发电机出口2YH:发变组保护AB柜电压信号。

发电机出口3YH:发电机纵向电压式匝间短路保护，以及发电机B套励磁调节器。

发电机中性点单相YH:为构成定子100%接地保护提供三次谐波电压制动量。

5、发电机出口电压互感器一次保险器的作用是当电压互感器回路出现过电流或短路时，熔件熔断后自动切断电路，从而保护电压互感器不受损坏。电压互感器一次熔断器发生的故障实质为熔断器内熔件熔断。熔断器的熔断特性通常用熔丝安秒特性来表示，其安秒特性为 t = f (1)。当流过熔断器的电流小于额定电流时，熔断器永远不会熔断。当流过熔断器的电流超过其额定电流时，流过的电流越大，熔断器熔断所需时间越短。
二、造成发电机出口电压互感器一次保险器熔断的主要原因有：

1. 铁磁谐振引起的过电压，这种电压呈现连续且幅值加高的特点。常见的铁磁谐振现象主要有基波谐振、分频谐振、高频谐振等，当铁芯呈现饱和状态时，导致相对地电压升高，诱发继电保护误动导致机组跳闸。
2. PT 发生匝间短路故障；
3. PT 二次侧发生短路故障；
4. 互感器质量不良, 互感器三相伏安特性不同，当系统电压高于额定电压时，个别相电流急剧增大，造成一次保险过流熔断。
5. 熔断器质量不可靠：某些保险出厂质量不合格，个别特性不好的保险在正常运行中熔断。存放、运输过程有过振动、跌落等冲击造成保险内部损伤。
6. 环境原因，周围环境潮湿、振动大，有灰尘和污染，可能产生引起保险老化和接触电阻增大。
7. 安装保险时，零部件不够紧固，接触部分在运行中过热电阻增大。
8. 出口电压互感器动静触头出现氧化层，接触不好，螺栓松动，使接触电阻增大。
9. 熔断器选型不正确，熔断器额定电流小于PT一次侧最大电流。
10. 发电机发生定子接地故障，导致非故障相电压升高引起一次保险熔断：
11. 发电机经接地变压器接地，中性点电压发生位移，导致机端相电压升高引起一次保险熔断。

三、针对上述可能出现的原因进行逐条分析并制定相应的对策如下：
1、针对电压互感器一次保险底座卡槽出现氧化层，与致接触不好而引起一次保险出现局部温升（大部分 PT 保险熔断刚拆下后确实存在一定的温升），需要在 PT 小车在检修位时对保险底座进行打磨处理并涂抹导电膏，并对保险底座弹力进行检查，确保嬉断器与底座有可靠的是够大的可靠接触面。

2、因熔断器内熔丝特别细，当设备振动大时会将熔丝振断，所以 PT 小车各部件的螺栓必须紧固。固定用门把手在阿小车送至运行位置后必须锁好并卡扣紧团，一次保险安装完成后需用手轻轻转动保险，确认保险安装紧固无松动：

3、高压熔断器质量不可靠：电压互感器一次保险器应采购质量稳定厂家产品，使用5年左右应统一更换，存放时确保环境干燥清洁

4、对于系统接地故障等引起的参数异常，应该及时恢复正常

5、发电机转热备用前运行人员测量记录电压互感器一次保险电阻值，与历史数据对比，有异常及时更换。电压互感器小车送至工作位置后，应确认一次触头接触良好。

6、机组正常运行中，应定期对发变组保护、励磁调节器、故障录波器发变组各表计参数分析核对，以及早发现在发电机电压互感器异常。

四、发电机出口各电压互感器一次保险熔断现象及处理思路

1、发电机1YH一次侧保险熔断

1)  现象：

• DCS“1YH断线”“励磁调节器故障”信号可能发；
• AGC可能报警或切除
• “强励信号”有可能发；
• 立盘发电机静子电压表指示降低或到零；
• 发电机周波表指示失常（不正确）；
• 机组热负荷与电负荷不匹配；
• 发电机有功、无功表指示降低；
• 发电机定子电流、转子电流稳定。
• 励磁调节A柜盘面“故障报警”灯亮
• 励磁调节A柜发“TV断线”或“机端三相电压失衡”信号；
• 励磁调节器可能切为“B主A从”；
• 励磁调节器控制方式由“电压闭环”自动切为“电流闭环”(B套励磁调节器故障方式下)。

2)  处理：

• 汇报值长及相关领导，退出AGC、AVC，机组基础方式运行；
• 检查发电机励磁调节器自动切为“B”主“A”从方式；若主从未切换，手动将励磁调节器通道选择切为“B”主“A”从方式。(B套励磁调节器故障方式下，将励磁调节器控制方式由“恒电压”切为“恒励磁电流”)
• 锅炉、汽机减少操作保持参数稳定，维持发电机运行，无功负荷按转子电流、6KV母线电压等监视；
• 检查1YH一、二次回路，如一、二次保险熔断应立即更换，测量1YH绝缘正常；
• 1YH恢复正常后，将发电机励磁调节器通道选择切为“A”主“B”从。(B套励磁调节器故障方式下，将励磁调节器控制方式由“恒励磁电流”切为“恒电压”)
• 按值长令，投入AGC、AVC；
• 若更换后再次熔断，申请停机处理。

2、发电机2YH一次侧保险熔断

1)  现象：

• DCS“2YH断线”、发电机保护A柜、B柜“装置故障”信号发
• 发电机保护A柜、B柜盘面“TV断线”信号发；
• 发电机定子接地信号可能来；
• 发电机各表计指示正常；

2)  处理：

• 汇报值长及相关领导；
• 停用发电机失磁、失步、程序逆功率、后备逆功率、定子接地、转子两点接地及过激磁保护；
• 检查发电机2YH一、二次回路，如一、二次保险熔断，应更换，测量2YH绝缘正常；
• 将2YH恢复运行，投入以上停用的保护；
• 若更换后再次熔断，申请停机处理。

3、 发电机3YH一次侧保险熔断

1)  现象：

• DCS“3YH断线””“励磁调节器故障”信号可能发；
• “强励动作”信号可能发。
• 发电机各表计可能发生摆动；
• 励磁调节B柜盘面“故障报警”灯亮
• 励磁调节B柜发“TV断线”或“机端三相电压失衡”信号；

2)  处理：

• 检查发电机励磁调节器通道选择为“A”主“B”从方式运行；
• 汇报值长及相关领导；
• 停用发电机匝间保护；
• 对发电机无功、定子、转子电流、电压加强监视；
• 检查发电机3YH一、二次回路，如一、二次保险熔断，应更换，测量3YH绝缘正常；
• 恢复3YH运行，并投入发电机匝间保护，检查B套励磁调节器运行正常；
• 若更换后再次熔断，申请停机处理。

五、发电机出口电压互感器一次保险熔断异常处理安全注意事项：

• 处理发电机1YH、2YH、3YH一次侧保险熔断或二次电压异常时，要对比1YH、2YH、3YH二次电压，1YH二次电压可以在A套励磁调节器和DCS上查看，2YH二次电压可以在发变组保护A、B柜处查看，3YH二次电压可以在B套励磁调节器处查看。也可以在发电机YH端子箱各YH二次小开关处测量二次电压，进行综合判断。发电机1YH二次开关13、14、15ZK与16、17、18ZK,1YH有两个二次绕组，13、14、15ZK供调节器，16、17、18ZK供测量;发电机3YH二次开关19、20、21ZK;发电机2YH二次开关22、23、24ZK.
• 当发现机组热负荷与电负荷不匹配时，要根据蒸汽流量，监视段压力等参数分析，不能盲目加大燃料量，防止机组超负荷、超压。处理过程锅炉、汽机侧尽量减少操作保持参数稳定
• 发电机1YH、2YH、3YH一次侧单相保险熔断，在保险未完全熔断前，发电机出口电压变化不大、TV断线信号不一定发，故障现象不明确、不好判断。
• 处理期间应加强对发电机各参数的监视，防止各参数超限。
• 保护投入前联系继电保护班检查，确证保护未动作，方可投入相应的保护。
• 发电机YH撤运、加运操作过程中、以及检查过程中，注意与带电部分保持足够的安全距离，操作过程中穿绝缘鞋、带绝缘手套，接触一次设备前必须验明确无电压并先对地放电。
• 励磁调节器“恒励磁电流”控制方式只具有励磁电流调节功能(无发电机电压调节功能)即励磁调节器手动方式运行，此时发电机的励磁必须由熟练的操作人员来监视和调整。
• 发电机1YH、2YH、3YH异常处理时应及时联系电气配电班、继电保护班和热工各班组协助检查、处理。

结语

本文根据发电机机端电压互感器参数异常，找出故障电压互感器，通过采取合理的措施，解决发电机出口电压互感器一次保险器熔断

不停机处理、更换问题，使机组安全稳定运行，提高了经济效益。

参考文献：
[1] ××××发电有限责任公司，300MW机组集控运行主机规程。

[2]豆占良,邹晖,于蒙,发电厂电压互感器高压熔断器熔断原因分析[ J ].华电技术,2012,34(9)：

[3]宗士杰，黄梅，发电厂电气设备及运行（第三版），中国电力出版社。