600MW火电机组发电机PT断线故障分析与解决方案

陈涛

摘  要：目前600MW火力发电机组已经成为我国发电系统的主力发电机组，然而实际生产中发电机PT断线故障引起的异常时有发生，给机组正常运行带来安全隐患，其重要性不言而喻。结合某大型火力发电厂实际生产中遇到的异常情况，文章结合理论及现场数据分析了发电机PT断线故障的案例，并提出了切实可行的解决方案。

关键词：发电机;进线PT;TV断线

中图分类号：TM621.3 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）31-0124-02

Abstract： At present， 600MW thermal power unit has become the main generator set of power generation system in our country. However， the abnormal fault caused by generator PT disconnection occurs from time to time in actual production， which brings hidden dangers to the normal operation of the unit， and its importance is self-evident. Combined with the abnormal situation encountered in the actual production of a large thermal power plant， this paper analyzes the case of generator PT break fault in theory and field data， and puts forward a feasible solution.

Keywords： generator; PTincoming line; TV disconnection

引言

國华台山铜鼓发电厂是广东地区一大型主力火力发电厂，总装机容量为400万千瓦时，对广东省500千伏主网架及220千伏主网架起到有力的支撑作用。国华台电公司600MW机组安装上海汽轮发电机厂制造的600MW发电机。台山铜鼓电厂1号机组投产发电后，多次出现发电机电压互感器断线和劣化故障，给机组安全运行带来隐患。

1 发电机PT原理及应用

1.1 发电机PT结构原理

电压互感器是发电厂必不可少的一种电气设备，是用来提供测量仪表和继电保护，用来测量线路的实际电压、实际功率的。发电机PT在运行过程中，一次绕组并联接在高压线路上，二次绕组并联接二次测量回路中。所以测量高压线路上的电压时，即使一次电压很高，二次也是低压的，确保操作人员和仪表安全。发电机一次侧接高压绕组，二次侧接低压绕组。

1.2 发变组PT的配置和作用

（1）机端PT1：A611＼B611＼C611：供发电机励磁调节器AVR1、测量回路（电压、有功、无功、频率、ECS）;A611' ＼B611'＼C611'：发变组保护A屏（过激磁、过电压、逆功率、低频、程序逆功率、匝间、定子接地、失磁、失步、启停机、电压记忆过流）;开口三角L611、N6001：发变组保护A屏;（2）机端PT2：A621＼B621＼C621：供发电机励磁调节器AVR2、测量回路（NCS表计、电压、有功、无功、频率、功率因数）;A621'＼B621'＼C621'：发变组保护B屏（过激磁、过电压、逆功率、低频、程序逆功率、匝间、定子接地、失磁、失步、启停机、电压记忆过流）;开口三角L621、N6001：发变组保护B屏;（3）机端PT3：A631＼B631＼C631：发电机、高厂变、励磁变计量回路;发变组保护A、B屏（电压平衡和匝间保护）;（4）中性点PT：L701、N6001：发变组保护A屏（定子接地）;L702、N6001：发变组保护B屏（定子接地）。

1.3 PT断线与保护装置

（1）各PT二次空开跳闸接点任一相动作，DCS告警报“发电机TV断线”;（2）保护装置“TV断线”信号;（3）各相电压回路TV断线告警判据：正序电压<18V，且任意相电流大于0.04In;负序电压>8V;机端或主变高压侧TV满足以上条件之一，延时10s发TV断线告警，异常消失延时10s信号自动消失。

1.4 PT1一次断线现象（如：PT一次保险熔断、一次插头接触不良、及PT绕组一次断线等）

（1）发电机机端电压、有功、无功、频率表指示异常，三相电压不平衡，降低或到零;（2）发电机定子电流和励磁电流、电压正常;（3）励磁回路报“PT断线”，装置运行套可能切换至备用通道;（4）保护A屏报“TV1断线”;（5）发电机零序电压较高或伴随定子接地告警。

1.5 PT2断线时（如：PT二次空开跳闸、二次插头接触不良、二次接线松动脱落等）

（1）发电机端电压、有功、无功、频率表指示异常、三相电压不平衡、降低或到零;（2）发电机定子电流和励磁电流、电压正常;（3）励磁回路报“PT断线”，装置运行套可能切换至备用通道;（4）DCS可能发“TV2”二次断线。

1.6 发电机电压互感器运行过程一次电压分析

图1表明一次电压对称，其中线电压20kV、相对地电压为20/√3kV;二次电压对称：线电压 Uab=Ubc=Uca=100V;相对地电压Ua=Ub=Uc=57.74V。

1.7 一次熔断器劣化过程中二次电压向量分析

2 发电机TV断线故障分析

事件经过：2019年5月22日8点25分，1号机组值班人员监盘发现1号发电机三相定子电压分别为：发电机定子电压A-C：19.2kV，发电机定子电压A-B：18.8kV，发电机定子电压B-C：19.4kV，出现约600V偏差，联系二次检查确认A相电压偏低，联系电气一次、热工检查。

检查分析：在保护柜测量电压为UAB=98.8V，UBC=101.5V，UCA=96.7V，初步判断A相电压有问题。在发电机1A分支PT柜测量电压为 UAN=45V，UBN=59V，UCN=61.5V，空开上下口之间没有压差，说明PT二次回路没有断线或接触不良，从PT根部出来的电压就不正常。从故障录波器上查看波形，B、C相电压正常，A相电压偏低且波形畸变，再次说明PT输出二次电压UA不正常。在1A分支PT柜将A、B、C 三相电压回路空开断开后，测量电压仍为UAN=45V，UBN=59V，UCN=61.5V，与空开断开前测值一样，A相PT较另外两相PT发热较大，最终说明PT本体A相一次熔断器故障，可能为进线PT内部二次插头接触不好或者开关本体A相PT接触不良。基于该备用电源分支PT已经出现两次以上A相熔断器故障的事实，可大致判断为A相熔断器已出现劣化现象。

专业组确定1号发电机三相定子电压偏差措施，申请调度许可退出1号机AGC，2019年5月22日14点30分，退出1号发电机保护柜01柜A套保护，2019年5月22日14点50分，退出1号机协调控制及AVC及一次调频，将发电机励磁通道切至B通道，热工仿真有关数据;检修人员回告，电气检查1号机A相PT烧坏，2019年5月22日15点35分，电气专业更换A相PT，恢复A相PT及二次小空开，定子电压数据显示恢复正常，恢复相关措施。投入1号发电机保护柜01柜A套保护，解除之前仿真数值。

当发电机电压互感器二次回路断线故障，需要把由于发电机电压互感器二次回路断线引起故障的保护装置和自动控制装置退出运行，并进行相应处理，等到二次回路正常以后，投入相应的继电保护及自动仪器。值班员发现运行中的发电机保护装置和自动装置有误动作风险，必须尽快联系继电保护人员作出相应处置，并向上级领导汇报。若在紧急情况下，运行人员可以立即退出保护装置和自动装置，待事故处理稳定后，向值长汇报处理情况，最后统计损失电量汇报中调。

3 发电机PT故障的判断和处理

当600MW机组发电机电压互感器电压出现异常变化，继保人员必须准确判定故障所属电气系统。第一步，分别检查发电机故障录波器和发电机分支发电机电压互感器柜内的二次电压，并进行对比是否基本一致，若电压基本一致，则原因很可能在分支发电机电压互感器设备上。第二步，判别是一次设备故障引起还是二次回路故障引起的。可以使用万用表测量二次回路偏差的电压值。第三步，在发电机电压互感器开关柜二次小开关上、下端盒发变组保护屏柜端子排上测量电压。通过对比最后确认故障位置。如果是发电机电压互感器一次设备出现问题，就要仔细查看电压互感器的一次和二次插头是否完好。如果发电机电压互感器二次回路出现问题，就要仔细查看发电机电压互感器二次小空开是否完好。无论是发电机电压互感器一次设备还是二次回路出现问题，都需要把涉及到该回路的所有保护出口压板退出，然后进行相应处理。经处理完毕，测量电压合格后确认故障已处理消除，才能将保护压板重新投入。

4 结束语

通过检查分析最近几年电厂发电机电压互感器电压异常情况的处理发现：发电机电压互感器一次插头动静触头经常出现氧化层接触不好导致故障;同时设备长期振动也会导致发电机电压互感器一次觸头接触效果不佳;发电机电压互感器熔断器在运行过程中也会由于设备质量不过关，出现劣化故障。针对发电机电压互感器的不稳定性，电厂检修人员，必须针对发电机电压互感器一次插头动静触头因材质出现氧化层接触不好的情况，在设备大小修期间，对发电机电压互感器插头进行打磨检查;针对发电机电压互感器熔断器质量不过关问题，必须彻底更换高质量熔断器;针对设备发电机电压互感器运行振动的，必须紧固好发电机电压互感器定位螺栓。

参考文献：

[1]熊信银.发电厂电气部分（第三版）[M].中国电力出版社，2002.

[2]霍利民.电力系统继电保护[M].中国电力出版社，2008.

[3]叶涛.发电厂及变电站的二次回路（第二版）[M].中国电力出版社，2012.