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發(fā)電機(jī)定子接地故障分析的論文

時(shí)間:2021-06-12 12:59:12 論文 我要投稿

關(guān)于發(fā)電機(jī)定子接地故障分析的論文

  摘要:青海鹽湖化工分公司二期供熱中心采用的是5、6、7號(hào)機(jī)組,額定功率為36MW,額定容量為45MVA,但機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了定子接地故障。文章通過(guò)對(duì)定子接地故障進(jìn)行分析,通過(guò)一定實(shí)驗(yàn)確定故障的本質(zhì)所在,并在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的解決辦法。

關(guān)于發(fā)電機(jī)定子接地故障分析的論文

  關(guān)鍵詞:發(fā)電機(jī);定子接地;接地故障;供熱中心;繼電保護(hù)裝置

  我公司機(jī)組的參數(shù)如下:機(jī)組型號(hào)為QFW-36-2,容量為36MW,功率因素為0.8,勵(lì)磁方式為交流無(wú)刷勵(lì)磁,額定電壓10.5kV,電流是2474.2A,頻率為50Hz,接法為Y,并網(wǎng)同期點(diǎn)在發(fā)電機(jī)出口斷路器上。公司的發(fā)電機(jī)在使用階段出現(xiàn)定子接地故障,使得出現(xiàn)電路跳閘、勵(lì)磁停滯等現(xiàn)象,我們通過(guò)分析定子接地故障的原因,根據(jù)實(shí)際情況判斷原因所在,并采取相應(yīng)的措施。

  1 緊急處理

  在故障發(fā)生后,要對(duì)保護(hù)的繼電器進(jìn)行檢測(cè),判斷繼電保護(hù)裝置參數(shù)(基波諧波的狀況)是否符合標(biāo)準(zhǔn),對(duì)保護(hù)動(dòng)作進(jìn)行進(jìn)一步的確定,并對(duì)機(jī)組的各個(gè)組件進(jìn)行了檢測(cè)。

  1.1 繼電保護(hù)裝置的確認(rèn)

  繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行是通過(guò)一些參數(shù)來(lái)確認(rèn)的,比如根據(jù)波形以及電壓值、發(fā)電機(jī)定子電流等,將故障中的波形、電壓值、電流值與正常情況相比,當(dāng)實(shí)際值與正常情況的值相比誤差不大時(shí),可判斷保護(hù)動(dòng)作是合理的。如果要進(jìn)行下一步的確認(rèn),需要通過(guò)檢測(cè)發(fā)變組二次回路,這樣可以確保繼電保護(hù)裝置是否滿足要求。然而這樣的檢測(cè)存在它的弊端,就是不能判斷故障的位置,從而不能得到好的解決辦法,加大了故障修復(fù)的難度。

  1.2 對(duì)一次系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)

  首先,搖測(cè)絕緣:應(yīng)使用2500V的兆歐表,阻值要求50MΩ,吸收比1.3。如果小于10MΩ以下,吸收比小于1.3;其次,檢查有無(wú)積水、漏油現(xiàn)象。

  對(duì)一些非電氣系統(tǒng)施行檢測(cè),若系統(tǒng)中沒(méi)有出現(xiàn)積水漏油等情況,則說(shuō)明系統(tǒng)運(yùn)行正確,同時(shí)不可忽略冷卻水,因此若絕緣搖上去了,積水、漏油清理了要對(duì)其進(jìn)行檢測(cè),看其是否能正常通電。同時(shí),對(duì)系統(tǒng)的電路進(jìn)行檢查,看是否滿足要求,也要考慮絕緣電阻的電阻值,看值的大小能否達(dá)到絕緣的效果。

  2 確定故障

  通過(guò)上述的緊急處理,如果沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題,則我們可以初步判定為發(fā)電機(jī)定子接地出現(xiàn)了問(wèn)題,這可以通過(guò)分析電壓的變化來(lái)確定。

  發(fā)電機(jī)定子接地故障圖如上所示:電路圖(圖1所示)、相位圖(圖2所示),可以通過(guò)觀測(cè)三相對(duì)地電位的大小,來(lái)判定接地故障是否存在。同時(shí)對(duì)中性點(diǎn)電壓進(jìn)行檢測(cè),當(dāng)中性點(diǎn)電壓升高到一定程度時(shí),判斷為接地,可以通過(guò)記錄的信息與標(biāo)準(zhǔn)情況下電壓的變化來(lái)判定,當(dāng)發(fā)生異常時(shí),則說(shuō)明是定子接地故障,故障可能在三相的不同位置,這個(gè)檢查的過(guò)程也可以確定是哪個(gè)相發(fā)生了故障。

  3 打開(kāi)星點(diǎn)

  故障確認(rèn)后,要對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn),這需要對(duì)整個(gè)回路進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)的內(nèi)容為三相絕緣電阻的阻值大小。在正常情況下,阻值保持不變,當(dāng)發(fā)生故障時(shí),電阻會(huì)有明顯的減小,可以通過(guò)三相電阻的變化確定故障點(diǎn)的位置。

  4 故障分析

  通過(guò)檢測(cè),我們確定了故障點(diǎn),通過(guò)故障點(diǎn),我們分析故障的原因所在,在一般情況下都會(huì)發(fā)生定子接地故障,應(yīng)當(dāng)注意以下三點(diǎn):

  4.1 空氣冷卻器

  當(dāng)空氣冷卻器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),會(huì)發(fā)生定子接地故障,這是因?yàn)榻^緣體破裂而導(dǎo)致的,這很可能是在前期的準(zhǔn)備工作中,由于操作不當(dāng)而導(dǎo)致空氣冷卻器出現(xiàn)裂紋而未及時(shí)發(fā)現(xiàn)。當(dāng)裂紋出現(xiàn)后,管中的水會(huì)向下流出,從而致使電場(chǎng)改變,電流流出致使電壓異常,當(dāng)空氣冷卻器溫度升高致使空氣冷卻器燒壞時(shí),則會(huì)產(chǎn)生短路的'情況,這種問(wèn)題可以通過(guò)觀察空氣冷卻器來(lái)確定,也可以通過(guò)測(cè)量它的過(guò)渡電阻來(lái)確定。

  4.2 三相電壓值的變化

  三相電壓值的變化也可能導(dǎo)致定子接地故障,在正常情況下,中性點(diǎn)電壓為零,而偏差的產(chǎn)生可能是由于電容的耦合度不夠,中性點(diǎn)電壓會(huì)升高,但一般不會(huì)超過(guò)500V,否則就可能出現(xiàn)單相接地。

  4.3 投入運(yùn)行前的設(shè)備準(zhǔn)備

  當(dāng)設(shè)備檢測(cè)不當(dāng),例如變壓器以及發(fā)電機(jī)這些主要設(shè)備檢測(cè)不完善時(shí),會(huì)出現(xiàn)接地故障。

  5 檢查變壓器

  5.1 投入運(yùn)行前進(jìn)行檢測(cè)(設(shè)備以及接線)

  第一,要檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)備的安裝是否滿足規(guī)定和要求,檢查溫度計(jì),檢測(cè)電容式套管是否正常接地,并保證吸附劑滿足標(biāo)準(zhǔn)以及吸濕器無(wú)堵塞;第二,確定冷卻系統(tǒng)、導(dǎo)氣管路處于開(kāi)閥狀態(tài);第三,確定開(kāi)關(guān)是否滿足要求:轉(zhuǎn)動(dòng)和油量,同時(shí)還要檢查三相,并保證三相相同;第四,檢測(cè)套管型電流互感器的端子,看接觸是否良好;第五,其他設(shè)備,如儲(chǔ)油柜、電源、線路、操作規(guī)范、管路的配置等,檢查接線是否正確、配置是否符合要求、控制系統(tǒng)是否出錯(cuò)等。

  5.2 工作前的檢測(cè)(數(shù)據(jù))

  在變壓器投入運(yùn)行之前,要進(jìn)行儀器測(cè)試。第一,分接位置,根據(jù)說(shuō)明書(shū)檢測(cè)各個(gè)位置,保證各個(gè)位置的準(zhǔn)確性,第二,檢測(cè)變壓器中電流互感器;第三,檢測(cè)絕緣電阻,并把檢測(cè)值和理論值相比較,確定誤差值不大;第四,檢測(cè)油箱里油的質(zhì)量,對(duì)其中的含水量、耐壓值等進(jìn)行測(cè)量,保證誤差不超過(guò)規(guī)定的范圍。

  5.3 工作前的試驗(yàn)(設(shè)備)

  ? 在設(shè)備投入運(yùn)行前,需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行一定測(cè)試,如繼電器和保護(hù)電路器等,保證電路的安全,例如,當(dāng)連續(xù)進(jìn)行空載運(yùn)行,在規(guī)定的電壓下,如果持續(xù)時(shí)間超過(guò)六小時(shí),溫升不超過(guò)一定值時(shí),不用啟動(dòng)冷卻器來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行冷卻。當(dāng)測(cè)試完成后,必須將各個(gè)元件設(shè)備還原到原來(lái)的狀態(tài),設(shè)置過(guò)流保護(hù)的數(shù)值,拔掉接地線。

  6 檢查發(fā)電機(jī)

  6.1 參數(shù)的檢測(cè)

  發(fā)電機(jī)主要參數(shù)有容量、電壓、電流、效率、絕緣等級(jí)、頻率、轉(zhuǎn)速、接法、相數(shù)等,要使這些參數(shù)滿足要求,需要按照所給的規(guī)范測(cè)量這些參數(shù)的值,看它們是否滿足標(biāo)準(zhǔn)。在一般情況下,定子繞組直流電阻為0.00371Ω,勵(lì)磁繞組直流電阻為0.13238Ω,定子漏抗為0.1231Ω等,這些值都較小,因此靈敏度高,必須小心測(cè)試,避免操作不當(dāng)造成的損傷從而導(dǎo)致誤差的出現(xiàn)。

  6.2 結(jié)構(gòu)的檢測(cè)

  發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)內(nèi)容包括機(jī)座、定子鐵芯、定子線圈、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子線圈等多種結(jié)構(gòu),因此,檢測(cè)過(guò)程較為復(fù)雜,但不能忽視。其中,機(jī)座的焊接要保證它的安全以及實(shí)用性,安全體現(xiàn)在它的結(jié)構(gòu)設(shè)置可以防止雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)座內(nèi)部,對(duì)機(jī)座造成損傷;定子鐵芯需要固定,轉(zhuǎn)子的材料選擇應(yīng)當(dāng)是34CrMo1A,要注意的是,轉(zhuǎn)子的線圈是F等級(jí)。

  7 定子接地故障經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

  第一,在系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題之后,應(yīng)當(dāng)對(duì)一次二次系統(tǒng)進(jìn)行排查,排查的方法是利用高壓,這樣可以找到接地點(diǎn),系統(tǒng)的檢測(cè)需要觀察實(shí)際壓變與理論電壓的情況。

  第二,在系統(tǒng)運(yùn)行之前應(yīng)該做好各種準(zhǔn)備工作,保證系統(tǒng)能夠正確運(yùn)行,系統(tǒng)的實(shí)際數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)與設(shè)備的出廠數(shù)據(jù)誤差較小,這些數(shù)據(jù)的精確度一定要大,不然引起的誤差將變大。

  第三,自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置出現(xiàn)問(wèn)題容易造成非同期合閘對(duì)發(fā)電機(jī)造成沖擊,從而損壞定子絕緣,造成接地,接地點(diǎn)一般在定子鐵芯槽口處。

  第四,從目前的情況來(lái)看,我國(guó)多地發(fā)生的定子接地故障大多是由于空氣冷卻器出現(xiàn)了問(wèn)題,這就要求對(duì)空氣冷卻器進(jìn)行嚴(yán)密的檢測(cè),更要注意操作規(guī)范,以免損壞空氣冷卻器。除此之外,在調(diào)試過(guò)程中應(yīng)該注意對(duì)定子冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè),避免意外情況發(fā)生而導(dǎo)致故障。

  8 結(jié)語(yǔ)

  導(dǎo)致定子接地故障的原因很多,在出現(xiàn)這樣的問(wèn)題之后,我們應(yīng)當(dāng)從簡(jiǎn)單而且必要的地方入手,例如首先對(duì)空氣冷卻器進(jìn)行排查,而后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行排查,系統(tǒng)分為一二次系統(tǒng),都要進(jìn)行排查。在系統(tǒng)運(yùn)行前一定要進(jìn)行儀器的測(cè)試,保證各個(gè)設(shè)備能夠正常投入使用,發(fā)電機(jī)的重要測(cè)試是零起升壓測(cè)試,不能忽視。更重要的是空冷式(油污等堵塞)自動(dòng)同期裝置角度增大接地,因此投入前清潔油污,定期校驗(yàn)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置。

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