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定子繞組接地故障及接地保護分析

文檔作者：趙子超李鐸文檔來源：華北水利水電大學		點擊數：	更新時間： 2022年02月10日
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定子繞組接地故障及接地保護分析
趙子超!李!鐸
"華北水利水電大學!鄭州!
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#
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!基于某水電站故障!對定子繞組接地故障進行分析!并提出解決方案及注意事項$
!"#
!水電站定子繞組接地故障M!
中圖分類號!
!"=&amp;amp;&amp;amp;
收稿日期!
&amp;amp;'$#('%($)
! 引言
定子是發(fā)電機最易發(fā)生故障的部位!定子繞組發(fā)生故
障將嚴重影響電力系統的正常運行#發(fā)電機定子繞組最常
見的故障有定子繞組接地故障和定子繞組相間短路故障#
其中!定子繞組接地故障是指鐵芯與定子繞組間的保護絕
緣被破壞#造成該故障的主要原因有定子整體絕緣水平下
降)定子繞組絕緣受潮或受外力破壞#對于運行時間長的
電廠!定子繞組接地短路最易發(fā)生在線棒的端部和槽部#
" 故障案例
某日$%時$$分$=秒!某水電站%
&amp;amp;機組N套發(fā)電機
定子接地保護動作!
F套發(fā)電機定子接地+6
' 動作!
%
&amp;amp;
機組電氣事故動作!
%
&amp;amp;發(fā)電機滅磁開關U"a跳閘!出
口開關$*'&amp;amp;跳閘!機組事故停機#系統頻率由%'B'=T_
降至%'B'&amp;amp;T_
!電壓由+%&amp;amp;B*)GH降至+%&amp;amp;B#+GH
#
&amp;amp;,-.
后!
%
+機組開機并網#檢查%
&amp;amp;機組保護盤(保護N盤
信號"跳閘紅燈亮!事件欄內顯示零序電流定子接地保護
動作)保護F盤出口信號#紅燈亮*發(fā)電機+6
' 定子接
地+!保護動作事件欄JM:N
"
JM:F發(fā)電機+6
' 定子接
地動作#對%
&amp;amp;發(fā)電機定子J相進行絕緣測試!試驗數據
合格)斷開%
&amp;amp;發(fā)電機勵磁變$&amp;amp;F高"低壓側引線!對勵
磁變進行絕緣測試!試驗數據合格)對發(fā)電機出口M!進
行絕緣測試!試驗數據合格)對%
&amp;amp;發(fā)電機機端至出口開
關段J!進行開蓋檢查!未發(fā)現異常)對%
&amp;amp;發(fā)電機機端
至出口開關段封閉母線進行耐壓試驗!當電壓升至+B)GH
時發(fā)電機出口電壓互感器!H+出現放電聲#進一步檢查
發(fā)現!
%
&amp;amp;發(fā)電機電壓互感器!H+接地線與一次側引線銅
排接觸!接地線外絕緣受損導致機組單相接地#對%
&amp;amp;發(fā)
電機電壓互感器!H+接地線外絕緣受損部分進行處理!
并對接地線布線進行調整后!
%
&amp;amp;發(fā)電機遞升加壓試驗正
常#一切正常后!將%
&amp;amp;機組并網歸調#
# 故障原因
%
&amp;amp;發(fā)電機出口電壓互感器!H+接地線與一次側引線
銅排接觸!接地線外絕緣受損導致發(fā)電機J相發(fā)生單相接
地!發(fā)電機定子接地保護正確動作# 從本次事故!可看出
在日常巡檢維護中存在諸多問題#
*
$
+
%
&amp;amp;發(fā)電機出口電壓互感器!H+接地線與一次側
引線銅排接觸!接地線接引不規(guī)范!不符合工藝要求!且
!H+一次側接地線外絕緣破損#
*
&amp;amp;
+對%
&amp;amp;機組進行J級檢修時!未檢查發(fā)電機M!
柜!檢修項目漏項!檢修管理存在漏洞#
*
+
+隱患排查治理存在漏洞!在歷次的隱患排查及機
組J級檢修中未發(fā)現此類隱患#
$ 處理措施
*
$
+處理%
&amp;amp;發(fā)電機出口電壓互感器!H+一次側接地
線外絕緣受損部分!并調整接地線布線!避免出現搭接#
*
&amp;amp;
+檢查其它機組和高壓設備一次接線!消除不符合
電氣工藝要求的接線缺陷和隱患#
*
+
+定期檢查發(fā)電機出口電壓互感器!H一" 二次側
引線及接地線!采用紅外線熱成像儀檢查引線發(fā)熱情況#
*
D
+利用機組檢修機會!按工藝要求對+臺機組出口
電壓互感器!H接地線進行重新布線#
*
%
+開展隱患排查治理!針對一"二次電纜敷設"布
線"發(fā)熱情況進行專項排查治理!避免同類事件發(fā)生#
% 定子繞組接地保護
該水電站采用外加&amp;amp;'T_電源的定子接地保護裝置!
保護配置如圖$所示#發(fā)電機額定電壓為$*GH
!額定功
率為#''"Q
)變壓器繞組變比為$*GH
-
*==H
!額定容量
為$%'GHN
!短路阻抗為DB+#;
)負載電阻為'B=*+
#
對定子接地保護進行試驗#
*
$
+檢查保護裝置電源"模擬量和接線正常#
*
&amp;amp;
+接線方式由圖&amp;amp;
*
1
+改為&amp;amp;
*
R
+所示#
*
+
+進行短路試驗!接地變高壓側短路!保護裝置投
入&amp;amp;短路試驗狀態(tài)投入'控制字!讀取測量的電阻值"電
抗值作為補償值!進行補償參數整定#
*
D
+記錄保護裝置在試驗過程中測量的過渡電阻值!
-#
電工技術!運行維護
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并觀測保護裝置的動作情況#
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+將空載發(fā)電機升壓至+';6
X
!重復步驟*
D
+#
*
=
+發(fā)電機并網運行!帶一定負荷#發(fā)電機在靜止狀
態(tài)!未加勵磁!合8JF
!合機端M!
!帶廠高變"勵磁
變!模擬故障點在發(fā)電機中性點#發(fā)電機中性點經過渡電
阻接地!記錄保護裝置測得的接地電阻值*見表$
+!并觀
測保護裝置告警動作情況#
表" 定子繞組單相接地模擬故障電阻測試結果"部分#
序號接地電阻實測值!
G
) 保護裝置實測值!
G
) 誤差!&amp;amp;
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) 'B=%$ 'B=&amp;amp;+ 9'B)%&amp;amp;
!!由于發(fā)電機定子繞組側對地電容很大!容抗估計值不
到+''
)
!因此接地過渡電阻阻值的測量范圍受到了限
制#通過調整電阻折算系數!可使保護裝置在報警值附近
有較為準確的測量結果!有利于保護正確動作#
) 結束語
引起定子繞組接地的最主要原因是發(fā)電機本身長時間
運行造成線棒絕緣局部缺陷!使定子本身的絕緣性能下
降#電氣故障絕大多數起始于繞組!發(fā)電機的各種不正常
運作也會帶來一系列連鎖反應!這就要求在日常維護及安
全巡檢過程中認真負責!加強對定子繞組電氣故障的分析
和預防!以維持電力系統的安全穩(wěn)定運行#
參考文獻
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&amp;amp;陳珩B電力系統穩(wěn)態(tài)分析%
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B北京'中國電力出版社!
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B防爆
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措施%
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B湖南水利水電!
&amp;amp;'$=
"
&amp;amp;
#'
**(*)
"上接第#&amp;amp;頁#
$!$ 異常分析
避雷器頂部閥片外部絕緣熱縮套劣化!產生縫隙!導
致避雷器內部受潮時閥片直接接觸潮氣!引起氧化鋅閥片
絕緣性能明顯下降!出現運行中避雷器泄漏電流異常增大
情況#若避雷器長期帶病運行!則會引起內部放電!導致
系統單相接地!嚴重時引起避雷器本體燒壞$
D
%
#如不及時
發(fā)現并檢修!避雷器閥體絕緣會逐漸惡化!最終導致整體
擊穿!引發(fā)線路跳閘等電網事故#
% 結束語
氧化鋅避雷器受潮后表現為絕緣電阻下降!泄漏電流
增大!帶電測試數據中阻性電流增加較多!泄漏電流先減
小后增大#日常運行中!需加強巡視!每周抄錄氧化鋅避
雷器泄漏電流值!并與歷史數值進行縱向"橫向比較!分
析泄漏電流有無增大趨勢#同時!定期進行紅外測溫!關
注氧化鋅避雷器發(fā)熱情況!能及時發(fā)現避雷器缺陷!保障
避雷器安全穩(wěn)定運行#
參考文獻
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B北京'中國電力出版
社!
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&amp;amp;羅茂嘉!錢玨臻!于軍!等B&amp;amp;&amp;amp;'GH 氧化鋅避雷器泄漏電流異
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B浙江電力!
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"
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&amp;amp;''*帶電設備紅外診斷應用規(guī)范%
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&amp;amp;郭秉義!郭潤梅!郭欣B氧化鋅避雷器劣化原因分析及預防
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C
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B內蒙古電力技術!
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D#(D*
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運行維護! 電工技術

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