牡丹江第二發(fā)電廠5號(hào)電機(jī)'>發(fā)電機(jī)組是從前蘇聯(lián)進(jìn)口的215MW機(jī)組，電機(jī)'>發(fā)電機(jī)出口電壓為15.75kV，采用單元制接線，經(jīng)升壓變與220kV系統(tǒng)相聯(lián)。1995年對(duì)該電機(jī)'>發(fā)電機(jī)保護(hù)和勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行了國(guó)產(chǎn)化改造，將原保護(hù)改為微機(jī)保護(hù)，將原勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)器更換為微機(jī)調(diào)節(jié)器，而勵(lì)磁方式仍沿用前蘇聯(lián)設(shè)計(jì)，為兩極同軸勵(lì)磁，勵(lì)磁機(jī)采用自勵(lì)恒壓方式作為電機(jī)'>發(fā)電機(jī)的他勵(lì)電源。

1事故經(jīng)過(guò)

T11：00，5號(hào)電機(jī)'>發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況為：有功190MW，無(wú)功30Mvar，電機(jī)'>發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓210V，電機(jī)'>發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流1620A，勵(lì)磁機(jī)定子電壓520V，勵(lì)磁機(jī)定子電流1600A。

11：13，控制室內(nèi)發(fā)出警報(bào)，電機(jī)'>發(fā)電機(jī)滅磁MK開(kāi)關(guān)跳閘，勵(lì)磁機(jī)滅磁LMK開(kāi)關(guān)、6kVA段分支6501開(kāi)關(guān)、B段分支6502開(kāi)關(guān)和發(fā)變組高壓側(cè)2205開(kāi)關(guān)未跳閘，機(jī)組沒(méi)有解列。電機(jī)'>發(fā)電機(jī)有功負(fù)荷在155MW至175MW之間擺動(dòng)，無(wú)功負(fù)荷降至-180Mvar，電機(jī)'>發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流為0，電機(jī)'>發(fā)電機(jī)定子電壓降至11kV左右，5號(hào)爐1，2號(hào)排粉機(jī)跳閘，鍋爐滅火。

值長(zhǎng)令減負(fù)荷至0后，拉開(kāi)6501開(kāi)關(guān)和6502開(kāi)關(guān)，6kVA段備用分支6051開(kāi)關(guān)和B段備用分支6052開(kāi)關(guān)聯(lián)投成功，倒備用勵(lì)磁機(jī)，合電機(jī)'>發(fā)電機(jī)MK開(kāi)關(guān)，電機(jī)'>發(fā)電機(jī)升壓至額定值。

運(yùn)行人員立即對(duì)電機(jī)'>發(fā)電機(jī)各個(gè)部分進(jìn)行檢查。電機(jī)'>發(fā)電機(jī)保護(hù)發(fā)“勵(lì)磁機(jī)差動(dòng)保護(hù)”、“電機(jī)'>發(fā)電機(jī)失磁”動(dòng)作信號(hào)，電機(jī)'>發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器發(fā)“電機(jī)'>發(fā)電機(jī)勵(lì)磁限制動(dòng)作”、“失磁異步運(yùn)行”、“電機(jī)'>發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器故障”信號(hào)，信號(hào)可復(fù)歸。電機(jī)'>發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的非線性電阻柜體有放電痕跡，其它無(wú)異常。

為查清事故原因，保證電機(jī)'>發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行，值長(zhǎng)請(qǐng)示省調(diào)機(jī)組解列。

2故障查找

根據(jù)5號(hào)發(fā)變組保護(hù)動(dòng)作信息和5號(hào)發(fā)變組故障錄波器的錄波圖判斷為勵(lì)磁機(jī)定子AB相接地短路，勵(lì)磁機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作正確，理論上故障點(diǎn)應(yīng)在勵(lì)磁機(jī)差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)。由于勵(lì)磁機(jī)CT二次線圈獨(dú)立，錄波器CT和勵(lì)磁機(jī)保護(hù)CT在不同線圈，彼此不存在磁電聯(lián)系，不可能同時(shí)發(fā)生CT二次故障，故障點(diǎn)應(yīng)為勵(lì)磁機(jī)調(diào)節(jié)PT、自勵(lì)恒壓整流變及連接電纜。為驗(yàn)證此推斷，在5號(hào)電機(jī)'>發(fā)電機(jī)停運(yùn)后，作如下檢查和試驗(yàn)。

(1)傳動(dòng)5號(hào)電機(jī)'>發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)差動(dòng)保護(hù)回路正確，定值無(wú)誤。檢驗(yàn)勵(lì)磁機(jī)CT變比及伏安特性均正常。

(2)拆開(kāi)勵(lì)磁機(jī)中性點(diǎn)母排，且將勵(lì)磁機(jī)調(diào)節(jié)PT、整流變與勵(lì)磁機(jī)出口母線解開(kāi)，測(cè)量勵(lì)磁機(jī)定子線圈絕緣和直流電阻均合格。

(3)測(cè)試勵(lì)磁機(jī)調(diào)節(jié)PT絕緣合格，外觀沒(méi)有燒痕。

(4)打開(kāi)整流變電源側(cè)及負(fù)荷側(cè)連接電纜，整流變絕緣良好。整流變電源側(cè)電纜絕緣A相對(duì)地2M劍籅相對(duì)地2M劍籆相對(duì)地1000M健W邢訃觳櫚繢攏誚艨刻辜艽Ψ⑾侄搪返恪£

(5)檢查發(fā)現(xiàn)非線性電阻柜放電痕跡處的電阻組件與柜體最近距離只有1cm，小于規(guī)定間隙。試驗(yàn)非線性電阻技術(shù)參數(shù)，部分非線性電阻已經(jīng)燒損。

3原因分析

(1)由于基建時(shí)將5號(hào)電機(jī)'>發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)出口的自勵(lì)恒壓整流變安置在電機(jī)'>發(fā)電機(jī)勵(lì)磁小間外4.5m平臺(tái)的鐵構(gòu)架上，電機(jī)'>發(fā)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，鐵構(gòu)架振動(dòng)很大，使整流變電源側(cè)電纜與構(gòu)架長(zhǎng)期振動(dòng)磨擦，電纜破損，造成接地短路，因此整流變安裝位置不合理為事故發(fā)生埋下了隱患。

(2)造成鍋爐滅火的原因是5號(hào)電機(jī)'>發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)配置不完善。由于電機(jī)'>發(fā)電機(jī)保護(hù)改造時(shí)沒(méi)有對(duì)原保護(hù)的配置做認(rèn)真研究，只知道該電機(jī)'>發(fā)電機(jī)在失磁時(shí)可以異步運(yùn)行，就機(jī)械地延續(xù)下來(lái)，且將滅磁開(kāi)關(guān)聯(lián)跳發(fā)變組高壓側(cè)開(kāi)關(guān)的回路取消，對(duì)失磁保護(hù)的其它出口，如減負(fù)荷、跳廠用分支也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。因此電機(jī)'>發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷失磁后，保護(hù)不能根據(jù)運(yùn)行方式自動(dòng)地減負(fù)荷和切換廠用電，致使電機(jī)'>發(fā)電機(jī)有功負(fù)荷擺動(dòng)，電機(jī)'>發(fā)電機(jī)深度進(jìn)相。從錄波圖上看出，廠用電壓下降至60額定值時(shí)，母線低電壓保護(hù)動(dòng)作，切除母線上唯一整定為低壓65額定值、0.5s動(dòng)作的排粉機(jī)，造成鍋爐滅火。由于其它電機(jī)不接入母線低電壓保護(hù)，或整定為低壓45額定值、9s動(dòng)作，因此沒(méi)有切除。

(3)停機(jī)后傳動(dòng)勵(lì)磁機(jī)滅磁LMK開(kāi)關(guān)，跳合閘正常，說(shuō)明回路良好。從錄波圖中看出，勵(lì)磁機(jī)A，B相短路電流只持續(xù)45ms，勵(lì)磁機(jī)電壓在短路時(shí)瞬間下降后立刻恢復(fù)。由于勵(lì)磁機(jī)LMK開(kāi)關(guān)未跳開(kāi)，可維持勵(lì)磁機(jī)的自勵(lì)恒壓，2205開(kāi)關(guān)未跳開(kāi)，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)微機(jī)調(diào)節(jié)器的逆變滅磁，因此可判斷相間接地故障為瞬間故障。試驗(yàn)測(cè)得勵(lì)磁機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為20ms，勵(lì)磁機(jī)LMK開(kāi)關(guān)跳閘時(shí)間為95ms，勵(lì)磁機(jī)相間接地故障消失后，保護(hù)已返回，未達(dá)到LMK開(kāi)關(guān)跳閘時(shí)間，因而LMK開(kāi)關(guān)未跳開(kāi)。由于電機(jī)'>發(fā)電機(jī)滅磁開(kāi)關(guān)MK跳閘時(shí)間為25ms，因此能可靠斷開(kāi)。

(4)非線性電阻放電燒損的原因主要是非線性電阻質(zhì)量不過(guò)關(guān)，反向擊穿電壓過(guò)高，能容不足。當(dāng)電機(jī)'>發(fā)電機(jī)接近滿負(fù)荷時(shí)，滅磁MK開(kāi)關(guān)跳閘，電機(jī)'>發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈將產(chǎn)生較高反向過(guò)電壓。但因非線性電阻擊穿電壓值過(guò)高，該反向電壓不足以達(dá)到擊穿值，致使非線性電阻承受相當(dāng)高的電壓，對(duì)柜體放電。當(dāng)電壓上升到一定程度時(shí)，非線性電阻導(dǎo)通，必將承受較大的續(xù)流，另外滅磁MK開(kāi)關(guān)沒(méi)能聯(lián)跳2205開(kāi)關(guān)，失磁電機(jī)'>發(fā)電機(jī)由于出現(xiàn)轉(zhuǎn)差，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)還對(duì)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組感應(yīng)交流電壓，非線性電阻又疊加差頻電流，導(dǎo)致其過(guò)載而燒損。

4防范措施

(1)將5號(hào)勵(lì)磁機(jī)整流變移至電機(jī)'>發(fā)電機(jī)勵(lì)磁小間，其鋼筋水泥地面與廠房一體，振動(dòng)較小。同時(shí)將電纜連接改為母排連接。

(2)將電機(jī)'>發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)由9s改為0s發(fā)信號(hào)，這樣若再發(fā)生上述故障，保護(hù)可隨時(shí)發(fā)出信號(hào)，使運(yùn)行人員提早做出判斷，及時(shí)進(jìn)行處理。

(3)完善5號(hào)電機(jī)'>發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)出口方式。根據(jù)《關(guān)于大型汽輪電機(jī)'>發(fā)電機(jī)組失磁問(wèn)題的若干規(guī)定》和《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》關(guān)于200~300MW機(jī)組失磁保護(hù)的設(shè)計(jì)要求，并結(jié)合牡二廠系統(tǒng)的運(yùn)行方式，重新整定失磁保護(hù)切廠用電和快速減負(fù)荷定值，保證電機(jī)'>發(fā)電機(jī)失磁時(shí)維持正常的廠用電壓，防止鍋爐滅火，并且加裝電機(jī)'>發(fā)電機(jī)有功快減裝置，實(shí)現(xiàn)快速減負(fù)荷功能。

(4)將勵(lì)磁機(jī)LMK開(kāi)關(guān)更換為快速跳閘開(kāi)關(guān)，保證勵(lì)磁機(jī)快速滅磁，防止因勵(lì)磁機(jī)永久性故障而擴(kuò)大事故范圍。

(5)恢復(fù)滅磁開(kāi)關(guān)聯(lián)跳發(fā)變組高壓側(cè)開(kāi)關(guān)的回路，實(shí)現(xiàn)逆變滅磁，使電機(jī)'>發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷時(shí)滅磁MK開(kāi)關(guān)跳閘非線性電阻不承受差頻電流;在非線性電阻組件和柜體間距較近的易放電端加裝絕緣;非線性電阻應(yīng)定期返回制造廠進(jìn)行試驗(yàn)，使其保持良好狀態(tài)。

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