一起发电机过电压保护动作的分析与探讨.doc

一起发电机过电压保护动作的分析与探讨 赵贵文 （南方电网调峰调频发电公司鲁布革水力发电厂 云南 罗平 655800） (CSG Power Generation Company Lubuge Hydropower Station, Luoping, 655800 Yunnan,China) 摘要：某水电厂3号发电机零起升压试验，发电机定子过电压保护动作，通过对励磁系统、保护装置、二次设备及回路检查，确定因励磁系统手动调节模件中Y97放大器损坏，导致励磁电流闭环调节失效，导致定子电压失控直至定子过电压保护动作。 关键词：过电压保护；励磁；调节器 0 引言 某水电厂一次3号发电机小修后，进行零起升压试验，试验过程中，当手动投入励磁时，发电机定子过电压保护动作，机组停机。发电机定子过电压将严重危害发电机定子绝缘，引起绝缘老化，通过对励磁系统、保护装置、二次设备及回路进行检查，确定定子过电压由于励磁系统故障引起，检查发现励磁系统手动调节模件上Y97放大器损坏，导致励磁电流闭环调节失效，导致定子电压失控直至定子过电压保护动作。该厂3号发电机保护装置为西门子7UM622型微机保护，发电机励磁系统采用自并激可控硅励磁方式，外接直流电源起励，励磁调节器为西门子THYRIPOL单通道模拟式调节器。 1 设备概况 1.1发电机过电压保护功能概况 该厂发电机保护为西门子7UM622型微机保护，过电压保护功能用于防止过电压造成定子绕组绝缘老化甚至绕组绝缘击穿事故。保护的整定值设为二级（1.2Un/2s，1.3Un/0.1s），装置测量电压取自于发电机机端电压互感器二次侧，当测量电压大于整定值且达到整定时间，过电压保护动作跳闸停机，以保证发电机定子绕组绝缘的安全。 1.2励磁系统手自动调节概述 该厂励磁系统由励磁电源、整流器及励磁辅助回路、励磁给定、励磁反馈、综合调节器、控制和保护等部分组成。励磁调节器有两套触发装置，一套用于自动电压调节器（AVR），另一套用于手动励磁电流调节单元(FCR)。系统基本参数如下：额定励磁电流1475A，额定励磁电压275 V，空载励磁电流805A，最大空载励磁电流886A。励磁系统原理框图如图 1： 图1中左边部分为AVR控制，右边为FCR控制，励磁系统正常运行采用自动励磁调节方式。自动控制方式下，除基本调节装置外，还有五个限制器（发电机电流限制器、最大励磁电流限制、低励磁限制器、过励磁限制器、电压/频率限制器）及电力系统稳定器(PSS)等辅助装置作用于自动电压调节器，多种综合控制信号保证了自动调节运行时发电机运行在极限工况内，此时，手动控制输出跟随自动调节通道，以保证手自动无扰动切换。 当自动调节故障时，自动切换至手动励磁电流调节，手动励磁电流调节原理如图 2： 手动调节系统主要由手动励磁电流给定模件-Y02、最大最小励磁电流限制模件-U04、检流电阻-R102、转子电流变送器-U1.01、手动控制模件-N03、手动触发模件-N06、同步模件、可控硅等组成，手动励磁电流调节控制过程如下：开机至转速大于90%额定转速，在励磁系统无闭锁信号、无故障报警时，手动合励磁开关，开关合上后联动一起励继电器，接通起励回路，将220V直流起励电源加到发电机转子上起励，当发电机电压大于25%UN或起励1秒后，切除起励电源，发电机自励升压。励磁电流实际值（由-U1.01测定）和手动给定基准值（由-Y02设定，设定范围有上下限，触上限时不能再增，触下限时不能再减）在手动控制模件-N03中比较，其偏差经运算放大器Y97放大处理产生控制电压UC，UC经移相触发模件处理获得可控硅（SCR）触发角a，当实际值与基准值相差较大时，控制电压上升，触发角减小而使励磁电流、励磁电压加大，发电机机端电压将上升。反之，控制电压上升，机端电压将下降。 2故障分析 针对试验中发生的投入励磁遂引起发电机定子过电压保护动作停机问题，对系统做如下检查分析： 2.1保护装置回路检查及功能试验 过电压保护测量电压取自机端电压互感器二次侧，检查发电机机端电压互感器一次、二次回路均正常，发电机过电压保护功能检验数据如表1： 表 1 定子过电压保护功能检验数据 试验 项目 保护 定值 动作值 返回值 115.26V 124.52V / / 返回 系数 0.960 0.958 / / 120.02V Ugt; 120V 130.05V Ugt;gt; 130V T Ugt; 2.0s 2.03s T Ugt;gt; 0.1s 0.12s 结论：发电机保护装置定子