发电机电气量波动原因探析

李显丰　孙明

2.吉林电力股份有限公司 吉林热电检修安装工程有限公司,长春 130000）

摘要：SP热电公司4号发电机4月24日14时40分，4号发电机DCS显示有功功率、无功功率、定子电流、主变高压侧电流异常波动，系统电压和机端电压维持恒定，220kV系统故障录波器、发变组故障录波器均未启动，励磁调节器没有动作记录。波动发生后，立即组织专业人员对此异常现象进行检查、分析，得出结论、制定整改措施并实施。

关键词：发电机；电气量波动；检查；分析

1设备简介：

SP热电公司4号发电机、TATV变比参数如表1，表2所示。

2事件经过

4月24日14时40分，发电机有功功率瞬间从167.3MW降到137.8MW，然后升到167MW；无功功率瞬间从26.5MVar降至-4.8MVar，然后升到42MVar，最后缓慢变到26MVar；发电机A相定子电流从4970A瞬间升到5335A，然后降到4970A；发电机B相定子电流从5116A瞬间升到5483A，然后降到5116A；发电机C相定子电流无变化。发电机机端三相电压和系统侧电压均未发生变化。

主变220kV侧A相电流无变化，B相电流从397A升到451A，再降到397A；C相电流从405A升到423A，再降到403A。

汽机、锅炉参数未见变化。DEH画面中三个发电机有功功率曲线未变化。

3回路检查

波动异常发生过,立即组织技术人员对相关的设备进行检查。

（1）检查4号发变组及220KV系统一次系统回路，未见异常。

（2）检查二次电流回路,包括端子箱,变送器屏,故障录波器屏,保护屏相关电流端子进行检查,端子接线牢固可靠，没有松动接触不良好现象。

（3）检查变送器元件（外观检查）未见异常。

（4）检查DCS采集卡件（外观检查）未见异常。

4原因分析

（1）故障录波器及保护装置未启作分析。负荷异常波动期间发变组故障录波器和220kV系统故障录波器均正常运行，两录波器均未启动。保护装置未启动。而障录波器和保护装置与变送器取自不同的电流互感器二次绕组，因此排除一次系统故障及电流互感器保护用二次绕组异常。

（2）电流与功率变化趋势分析。波动时DCS显示，发电机A、B两相定子电流增量为365、367A，定子电压未变化，因功率因素不确定，故推出发电机视在功率增量约为△S＝2/3 ×√3× 366 × 20/1000 =8.45MVA,即按电流推算有功功率及无功功率的增加应在0~8.45MVA的范围内。而DCS中有功功率减少29.5MW,无功功率减少31.3Mvar。即发电机电流变化趋势与功率变化趋势相反，相互之间没有一致性，如一次系统发生故障或二次电流回路故障，应同时增加或减少。即不是因电流变化而引起功率变化，二者之前关系不确定。

（3）DCS显示与DEH显示功率的分析。DCS一个有功功率信号对应的功率变送器和DEH三个有功功率信号对应的三个功率变送器中的电压电流a量来源于同一个电流互感器二次线圈和电压互感器二次线圈。在DCS中功率发生波动的过程中，DEH有功功率没有变化。说明功率波动不是由于二次电流波动引起的，DEH三块功率变送器未波动可以排除二次电流回路发生异常。

（4）电压未波动分析。在发电机电流与220KV电流及功率发生波动的过程中,发电机机端电压及220KV电压均未发生波动,可以分析为系统未发生波动,仅是二次测量回路异常。

（5）在发电机电流和功率发生波动的过程中，汽轮机、锅炉各项参数未变化，说明有功的波动为假相。

（6）因发电机电流为A、B相增加，而220KV侧电流为B、C相电流增加，因增加电流幅度较负荷电流相比过小，仅为负荷电流的7%左右，难以用相量图分析故障相别，此处不加推论。

5结论

通过以上分析，4号发电机电气量的波动不是发生在一次系统和二次系统，推论异常发生在变送器输出至DCS采集部分。而查电缆清册，变送器屏到DCS屏电缆为以下几条：

10MKA01－243A 包括发电机电流（三相）、主变220KV电流（三相）；

10MKA01－243C 包括发电机有功、无功，主变220KV侧有功、无功；

10MKA01－243B 包括发电机电压（三相），主变220KV侧电压。

通过对以上3条电缆传送量的分析，推论，243A、243C电缆中信号量受到干扰可致其不规率瞬间波动。

6措施及建议

（1）因故障现场难以重建，机组处于运行状态，建议在机组停机后对10MKA01－243A、10MKA01－243C电缆的屏蔽层及接地情况进行检查和处理，以提高其抵抗外部干扰的性能。

（2）对4号机电压、电流回路加装临时录波仪，以便于捕捉故障，进一步排除一、二次电流回路异常的可能。

参与文献：

[1]王保仓.电力二次系统接地及抗干扰方法研究[D].南京:东南大学,2006.

[2]电力工业部电力规划设计总院编.电力系统设计手册[S].中国电力出版社,1998.endprint