抽水蓄能机组定子接地故障分析

李哲 张龙歌 潘盈 杨敏之 李赟俐

摘要：定子接地保护是抽水蓄能机组必备的保护之一，本文通过对抽蓄机组定子接地保护动作的原因进行分析，讨论导致定子接地的原因及其分析思路，并提出预防办法。

关键字：抽水蓄能;定子接地保护;预防措施

1 引言

宜兴抽水蓄能电站位于华东电网的负荷中心，电站共装有4台250MW水轮发电机组，主要承担华东电网的调峰调频及事故备用等功能。其中定子接地保护的配置如下：

发电机95%接地保护（59NG-A）：整定值： Delay=2s;V-setting=0.05UN，其动作电压取自发电机机端侧开口三角形PT绕组;动作后果： #3机组电气跳机。

2 故障现象

2.1 跳闸前状态

跳闸前500KV开关状态：5051、5012、5054开关合闸;

跳闸前机组状态：#1机组检修，#3机组发电停机过程中，#2～#4机组停机备用。

2.2 跳闸前保护状态

#1机组保护A/B组保护改信号;

#1主变保护A/B组保护改信号;

#2～#4发电机保护A/B组保护全部投入跳闸;

#2～#4主变保护A/B组保护全部投入跳闸。

2.3跳闸时刻监控报警

21：12：39.501 U3 TRANS MAIN 64L_3U0_START ALARM AL

21：12：39.515 U3 TRANS SECOND 64L3U0_START ALARM AL

21：12：41.555 U3 GMPROT MN1：GENERAL TRIP AL

21：12：41.597 U3 GCB OPND

21：12：41.682 U3 TRANS SECOND 64L3U0_START NORMAL RN

21：12：41.688 U3 TRANS MAIN 64L_3U0_START NORMAL RN

21：12：41.818 U3 EXC OFF

從上述报警可以看到，#3主变A组/B组中的主变低压侧接地保护（64T-A/64T-B）启动，但是没有出口。

3 故障分析

3.1波形分析

#3机组晚峰发电停机过程中跳闸时录波器记录跳闸波形特点：

1） 机端PT与主变低压侧PT同时测量到#3发电机B相电压降低，A、C相电压升高;

2） 机端PT与主变低压侧PT同时测量到零序电压，而且零序电压都与发电机B向电压反相位;

3） 分析低速录波波形，在跳闸前曾经短时间出现过B相电压降低，A、C相电压升高的现象，且在短时间内复归，这与保护装置记录的事件记录一直;

4） 在#3机组定子95%接地保护（59NG-A）跳闸前，#3主变A/B组主变低压侧接地保护（64T-A/B）也检测到接地并且启动，在故障切除后复归。

5） #3机组跳机后主变低压侧PT测量的零序电压消失，故障点在GCB03至发电机中性点的主设备上;

6） 该波形为典型发电机定子一点接地故障波形

3.2分析及排查

3.2.1初步分析

#3机组晚峰发电停机过程中定子95%接地保护跳闸的故障范围在：GCB03至发电机中性点的主设备B相上。

3.2.2排查过程

第一步，对机端PT上部软连接至各PT间母线进行耐压试验，试验电压40KV，未发现异常。

第二步，对发电机B相绕着进行耐压试验，在进行绝缘测试时，发现当电压至1500V左右，发电机定子上部有明显放电声，通过查找确定放电点在B相绕组一上层线棒靠上齿压板处，然后对该线棒对应上挡风板进行拆除，以进一步确认故障情况，上挡风板拆除后发现线棒放电点处有一只金属垫片，放电处线棒表面绝缘严重磨损（见附件）。

4预防措施

在事故发生后，经技术人员紧急事故分析与排查，确认继电保护装置正确动作。B相线棒放电点处安装期间遗留的金属垫片是导致本次事故跳闸的主要原因，也是导致该线棒绝缘损伤的直接原因。在以后工作中采取以下预控措施：

1.机组检修时，拆开定子上下挡风板和挡风条，对定子端部进行全面检查，并作好记录。

2.机组运行时加强监视。

参考文献

[1] 冯顺田。水轮发电机组的振动分析与运行优化[J].水电自动化与大坝检测，2011，（10）。

[2] 王海。对水轮发电机组状态的检修[M].北京：中国电力出版社，2010.

[3] 刘云。对发电机故障的处理和检修[M].北京：中国水力水电出版社，2012.