一起发电机差动保护动作现场故障排查

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摘 要 某一化工企业响应国家号召，用生产余热发电，以节约能源。在发电机装配完毕后，与供电部门10kV电网并网。在并网瞬间，发电机发差动保护动作信号，同时并网侧线路速断跳闸，并引起并网侧变电站断路器速断跳闸。该企业无法自行分析、判断、排除故障，遂向我电力部门求助，派出技术小组，进行现场技术分析，故障排查。

关键词 发电机；差动保护；同期

中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）104-0147-02

1故障概况

该化工厂发电机为一个老型号的发电机，化工厂自行安装调试，发电机无出厂报告及发电机铭牌及参数，现场与化工厂技术人员沟通，只知道发电机容量为3000千伏安，其它关于发电机的资料很少。

主要经过：当发电机安装到位后，化工厂将热力管道阀门打开进行暖管，管道暖好后，对发电机进行冲转、超速试验，试验完毕后，当发电机转速达到3000转时，打开励磁开关缓慢增加励磁，发电机电压缓慢提高，当发电机电压达到与主网同期并网条件时，启动并网开关，发电机差动保护动作，随即并网开关断开，气轮机放气阀门打开，励磁机自动降低励磁输出，同时系统变电站并网线路报速断信号，并网线路开关跳闸，现场工作人员发现发电机有放电现象。

2故障分析、排除

供电部门得到上级指令，抽派技术人员组成技术小组，到达现场，帮助该企业进行测试，查找原因，排除故障。

2.1检查、判断、排除发电机故障

技术小组首先对发电机进行了测试检查，测试数据如下表。

经过对发电机的初步测试，测试数据显示发电机内部没有故障。技术小组现场讨论，怀疑发电机出线相序不对，决定用直流感应法，对定子绕组进行极性检查。当发电机一相绕组通以脉冲电流时，另两相绕组由于互感作用产生相应感应电势，试验数据显示发电机相序正确。

2.2检查、判断、排除发电机差动回路故障

发电机纵差保护采用三相式接线，发电机两侧电流互感器同名端均位于发电机侧。

小组经过仔细核对接线发现，发电机出口端电流互感器同名端接反。而该种接线可引起二次回路中产生很大的差流，从而导致并网时纵差保护误动作，该处为一明显误接线错误。

经过技术小组现场确认，将该电流互感器接线恢复正确接线，该故障排除。

2.3检查、判断、排除发电机相序故障

排除过发电机出口端电流互感器同名端接反问题后，技术小组详细询问值班人员具体情况，以作进一步的判断。值班人员反映，发电机空载运行正常。

小组分析后认为，发电机空载时电流较小，所以差动保护回路不动作；而并网时瞬间电流增大，由于电流互感器极性接反导致不平衡差流增大，差动保护动作。在此，小组成员提出新问题——发电机差动保护动作后，只会跳开发电厂内并网开关，不会引起并网侧变电站线路速断保护跳闸。

由此，可以判断这一起事故不止发电机出口端电流互感器同名端接反这一个故障点。

发电机并网其相序必须与并网侧线路系统电源相序一致，经询问厂家没有与并网线路核对相序，只是用并网线路电源试了一个电机，观测电机是正转，就判定为相序正确。技术小组，随即用核相仪对并网侧线路系统电源核对相序。经测试，并网线路系统电源为正相序，对发电机出口电源核相也为正相序，并网没有问题。

2.4检查、判断、排除发电机并网回路故障

针对发电机并网时，会引起并网侧变电站断路器速断跳闸的原因，小组进行分析，认为在无线路故障等外因的情况下（并网线路很短），引起速断跳闸多是相与相之间的短路引起的，进一步分析得出，引起短路的原因只有非同期并网。

接下来，小组对发电机进行了同期试验，来验证发电机是否非同期并网，

小组用系统电源来做同期试验。进行同期试验时，将发电机出口母线隔离开关断开，人为将其辅助触点放在其合闸后的状态（辅助触点接通），同时断开厂用电分支开关，合上待并网母线侧电压互感器，合上系统并网母线侧电压互感器，退出励磁装置，合上并网开关上隔离开关，合上并网开关下隔离开关，这时用10kV电缆将系统电源接入待并网母线上，因待并网侧是系统电源，等于系统电源与系统电源并网，主要检验同期装置并列同期回路接线是否正确。

合上电源后，检查同步检测表，发现指针不能指示到零位，显然同期装置或同期回路存在严重的问题。同期装置回路原理如图2。

图2 同期装置回路接线原理图

对两侧电压互感器进行检查，发现带并网侧电压互感器接错线，A相与C相电压互感器二次侧接反，将A相与C相调整后，合上电源开关，同步检测表指针指到零位，故障排除。

故障排除后，发电机顺利并网成功。

3原因分析

此次发电机并网故障现象有二，一是发电机发差动信号，并网侧线路速断跳闸，二是并网侧变电站断路器速断跳闸。

分析其原因，一是并网侧电压互感器二次电压接线错误，因为二次A、C相接反，发电机并网过程中，同步检测装置在寻找并网点时误将A相认为C相，C相认为A相，直接导致并网点A、C相短路，引起并网线路速断跳闸。

二是发电机出口端电流互感器同名端接反，引起二次回路中产生很大的差流，从而导致并网时发电机纵差保护误动作。

4结论

本次故障排除，现场工作重点在于分析，经过现场勘查设备以及故障现象，询问值班人员，故障分析十分透彻，处理方法目标明确，故障寻找、排查快捷，给现场所有人留下深刻印象，给现场检修人员今后的工作提供了鲜活的案例。另外，通过这一事故，也应引起电力工作者极大的反思——第一，从设计到安装、改造，二次回路都应严格按照要求，仔细核对图纸，确认设计、接线无误；第二，发电机并网应严格按照要求进行交接试验，包括空载、短路、同期等试验，谨防因一些人为因素造成严重的后果，电网企业也要加强对技术力量薄弱、管理不够规范的小型发电企业入网的监管。

参考文献

[1]中国电力企业联合会.电气装置安装工程电气设备交接试验标准.中国计划出版社，2006.

[2]中国国家经贸委.火力发电厂、变电所二次接线设计技术规范.中国电力出版社，2002.

[3]李火元.电力系统继电保护与自动装置.中国电力出版社，2002.