11.1防止定子绕组端部松动引起相间短路

励磁系统应保证良好的工作环境,环境温度不得超过规定要求。励磁调节器与励磁变压器不应置于同一场地内,整流柜冷却通风入口应设置滤网,必要时应采取防尘降温措施。

励磁系统运行环境的优劣直接影响设备运行的安全寿命,在初设阶段就应引起充分重视,否则当设备故障或出现问题时,一方面可能会使故障范围进一步扩大,另一方面也不利于故障或损坏设备的检修。

----------案例----------

张家口某电厂励磁系统引入英国某公司设备,其整流拒安五在厂房零米位显,在性能侧试时发生可控整流器等部件损坏故障,继而造成火花放电,最终烧毁整流拒的事故。事后英方技术人员在分析现场燃烧物质成分时发现,除有燃烧后的母线铜屑等物质外,还有大童的煤粉成分,正是这些煤粉的存在导致了事故的扩大,在现场进一步调查后发现,发电机小间距离磨煤机不远,而小间上方的透气窗在设计时也未增加滤网,故综合作用使得设备烧毁。

在设计中就应使励磁系统有良好的工作环境是保障设备长期可靠运行的有效措施。

11. 2 励磁系统中两套励磁调节器的电压回路应相互独立,使用机端不同电压互感器的二次绕组,防止其中一个故障引起发电机误强励。

一般励磁系统运行时,要求自动电压调节器(AVR)运行在自动方式,所谓“自动方式”是指电压闭环运行方式,即AVR根据其参考电压与电压互感器(TV)的二次电压的比较差值进行调节。若TV二次短路,则差值为最大,对于单套AVR必然进行强励处理,所以此时要求AVR进行切换。但若另一套备用的AVR通道的TV回路没有与工作AVR隔离,就会造成整个系统的误强励。

----------案例----------

河北某电厂励磁系统引入日本某公司设备,该设备两套AVR中虽然TV二次回路相互独立,但设计的TV断线保护有缺陷,实际运行时等同于只有一套TV供电。当电网中出现短路故障时,由于AVR中软件判断是双TV断线,动作结果是没有强励而切换至手动运行,使电网失去了必要的电压支撑。

实际上反措不仅要求两套励磁调节器的电压回路应相互独立,关键点还在于不能引起发电机励磁系统的误强励,但在电网需要电压支撑时,也不能随意切换至手动系统运行。

11.1. 3 励磁系统的灭磁能力应达到国家标准要求,且灭磁装置应具备独立于调节器的灭磁能力。灭磁开关的弧压应满足误强励灭磁的要求。

励磁系统的灭磁能力是保证励磁设备和发电机组运行安全的重要性能,灭磁能力强的励磁设备,一方面可以保证发电机正常运行时的安全停机,还可使故障时发电机转子免受过电压和过电流的损害;另一方面可靠快速地灭磁,防止事故的扩大化。

----------案例----------

2006年内蒙古某电厂励磁系统引入瑞典某公司原装设备,在进行PSS试验时,因为操作不当等原因,实际造成励滋系统误强励。由于灭磁开关设计时选择的遮断容量不足,当保护动作于灭磁时,不但没能及时熄弧,还成为故障进一步扩大的主因,最终造成设备烧毁、人员受伤的事故。事后检查故障录波图发现,误强励时机端电压高于领定值1. 35倍以上,磁场电流是额定值的3倍,给发电机的安全寿命带来极不利的影响。

反事故措施要求的励磁系统的灭磁能力是现场多次事故的经验总结,也是血的教训换来的,应引起充分的重视。

11.1. 4 自并励系统中,励磁变压器不应采取高压熔断器作为保护措施。励磁变压器保护定值应与励磁系统强励能力相配合,防止机组强励时保护误动作。

在自并励系统设计中,励磁变压器应采用被实践证明比较可靠的保护设施,一方面要保证设备本体的安全,另一方面不能影响励磁系统的正常功能。

根据国内现状,多数情况下励磁变压器采用过流保护作为其主保护(也有少数采用差动保护作为主保护),在这种情况下,过流保护还有间接作为发电机转子过负荷保护的功能,因此一方面应确保励磁变压器本身的安全性,另一方面也不能影响励磁系统强励能力,所以过流持续时间的选择只要不超过发电机转子的承受能力就应认为是合理的。

11.1. 5 励磁变压器的绕组温度应具有有效的监视手段,并控制其温度在设备允许的范围之内。有条件的可装设铁芯温度在线监视装置。

励磁系统中励磁变压器是运行中最容易发热的设备之一,发热的原因是其带有能产生高次谐波的整流负荷,而设备运行寿命在一般情况下与运行温度密切相关,应在设计阶段保证对未来投运的励磁变压器能有必要的温度监视手段。

----------案例----------

江苏某电厂采用意大利某公司励磁设备,由于设计谈判中时现场运行温度估算有偏差,造成夏天运行时,励磁变压器温升过高经常跳闸的情况,在发电机试运行的72h中,临时采用三台轴流风机冷却才通过考核。

本措施中严格规定对于“励磁变压器的绕组温度应具有有效的监视手段”,一般情况下可设置两段温度监视,一段用于报警,高于报警值10~ 20℃可考虑设计为跳闸。措施中未对励磁变压器铁心温度监视作出硬性规定,只要求有条件时可以考虑。

11.1. 6 当励磁系统中过励限制、低励限制、定子过压或过流限制的控制失效后,相应的发电机保护应完成解列灭磁。

励磁系统的核心AVR中除有发电机正常运行的电压闭环控制外,还设计有其他的辅助限制环节:当发电机转子回路异常过电流时有过励限制,进相运行时有低励限制,当定子有异常的过无功电流时有过流限制,有些AVR中还含有过电压保护环节。这些环节功能的设计都是为保证发电机的安全及维持电网的稳定考虑的,但是发电机组的继电保护设备工作时有自身的独立性,不能因为励磁系统有相应的限制功能就忽略相关的监控职能,大型发电机组更应配置完善的保护设施。

11.1. 7 励磁系统电源模块应定期检查,且备有备件,发现异常时应及时予以更换。

励磁系统中AVR运行的安全与否,很大程度上取决于其中的电源模块。一般情况下除要求电源模块带负荷能力强、输出电压平稳外,还要求不发生异常。

----------案例----------

宁夏回族自治区某电厂引进国外某公司励磁设备,由于现场环境复杂、安装时又未按要求采用屏蔽电缆,结果运行中反复跳机。仔细检查后发现是AVR电源模块引入了异常干扰,最终在电厂和制造部门的共同努力下、采用将工作、信号和操作电源分开、各自屏蔽的方法才解决问题。

比较标准要求和故障及事故案例,措施中的“发生异常”有两方面含义,一方面可能来自电源模块的输人,另一方面可能来自电源模块本身。对于来自电源模块输人的异常,要求在设计和安装初期就应解决,而来自电源模块本身的异常可以依靠加强监视和更换部件来实现安全性管理。

发电机励磁欠励状态危害(反措学习)(1)

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