（大唐宝鸡热电厂 陕西宝鸡 721300）
摘要：通过对我厂2014年7月6日，发电机励磁变低压侧共箱封闭母线放电原因进行的研究、分析、得出由于母线结露引起绝缘击穿的结论，并在随后的机组抢修工作中得到了有效的处理。对其它新建发电厂、变电站系统的共箱母线的安装、调试以及现场监督等共性问题有一定的借鉴作用。
关键词：“共箱母线”、“弧光放电”、“结露”、“DCS曲线”
Abstract：through to our factory on July 6，2014，the low voltage side of generator excitation variable box enclosed bus discharge causes of research，analysis，come to the conclusion that caused by condensation busbar insulation breakdown，and during the next set got effective treatment to repair work.For other power plant and substation system of box new bus bar installation，debugging and on-site supervision and so on has certain reference value to the common problems.
Key words："Total box bus"，"arc discharge"，"condensation"，"DCS curve"
1.事故简介：
2014年07月06日07：48时，一号机组运行，负荷258MW，一号机励磁变三相绕组温度分别为：50.8℃、48.8℃、46℃，高压侧电流64.5A，励磁电流1773A。7时50分，运行人员听到一号机组方向发出一声沉闷的响声后，一号发变组跳闸，现场检查发现一号机组励磁变处有黑烟冒出并有焦糊味，励磁变前后柜门封条完好，且柜门处在正常锁住状态，检查励磁变周围地面及顶部无漏水痕迹。
2.事故调查分析：
2.1.一号机组励磁变为干式风冷变压器。型号ZSCB9-4800/24；额定电压：24×（±2×2.5%）/1.080KV；额定电流：115.5/2566.0A；海南金盘电气有限公司制造。发电机为北京汽轮电机有限责任公司制造的T255-460型同步发电机。
2.2.经检查我厂一号励磁变低压侧母线全部为裸母线连接，在低压侧的接线端，各相之间的最小间距仅为30mm（螺栓之间的最小距离），一旦出现过电压或异物就可能发生相间短路。励磁变低压侧B相电流互感器下部母线有严重的烧伤痕大约2cm2，B相绕组头、尾部连接螺栓有明显放电痕迹，B相绕组头、尾部之间支撑绝缘子、B相电流互感器表面碳化，励磁变B相绕组表面上部有轻微灼伤。
2.3.检查励磁小室内共有7块配电盘，中间5块配电盘下部离地面15公分全部封堵，两端2块盘柜下部未封堵。电源进线配电盘封堵绝缘板下部与励磁变共箱封闭母线箱直接连接，母线箱分别在变压器上部和励磁小室下部有两个垂直段，中间为水平布置的两个直角弯。
2.4.现场检查一号励磁变低压侧共箱封闭母线内存在多处弧光放电痕迹，支撑母线的环氧树脂板处有严重的放电烧伤痕迹（见附图1）。
2.5.检查一号发电机励磁配电盘及灭磁开关、整流装置、出口电压互感器无异常，温度控制器和温度监测一次元件正常、试投一号励磁变冷却风机运转正常，对拆下一号励磁变低压侧三组电流互感器进行绝缘电阻测试均大于500MΩ（fluke1508型数字兆欧表1000伏档）、励磁变高、低压绕组绝缘电阻、交流耐压试验、直流电阻三相数值以及互差计算、伏安特性测试等全部合格，高、低压绕组直流电阻与历史数值相比较也在合格范围内。
2.6.7月06日，宝鸡天气预报最高气温32℃，最低气温23℃，多云、风向东风。11：30时检查，一号机励磁小室空调设置为21℃，室内温度为30℃。额定负荷下励磁变压器的工作温度在55℃至68℃之间。
2.7.根据我厂所处环境和机房内外温度变化曲线分析，机房温度在14：00时至15：00时为最高，早晨67：30时至8：30时为温度最低。由于湿空气的饱和水蒸汽含量与空气的温度成正比，当环境温度最低时也就是湿度最大时，即使湿空气本身没有达到过饱和，而与湿空气接触的物体、表面及内部冷却到低于湿空气的饱和温度时，在其界面附近空气中所含的水蒸汽也会凝结成水，也就是出现了结露现象。
3.故障原因分析：
3.1.如果根据励磁变低压侧共箱母线的放电情况、变压器、互感器的试验情况分析，故障点又应该在励磁变低压侧电流互感器至励磁小室进线电源的共箱封闭母线之间。假如故障点在电流互感器下部，励磁变压器就只有差动保护动作，不可能在励磁变低压侧电流趋势图中反映出弧光短路曲线。
3.2.由于1、2号机组励磁小室温度较高，今年年初将原来的两台五匹空调的其中一台更换为现在的十匹空调。运行人员一味的追求励磁小室低温，所以将空调的温度设定在15℃。在正常情况下一般不会出现问题，一旦环境温度降低或外界湿度增大，励磁小室温度就会随之降低，就会在冷热空气的交汇处形成结露现象，所以在空调使用规定中就明确提出，室内外温差不大于10℃。
3.3.根据DCS系统07月06日07：51时9秒至11秒曲线分析，从07：51时9.6秒开始电流有明显的三相弧光放电现象，大约持续了前375毫秒，灭磁开关跳闸后的瞬间电弧熄灭，但是，由于发电机在惯性的作用下依然在转动，所以在剩磁电压的作用下励磁变出口依然有电压存在，所以共箱母线内的电弧重新燃起，一直到电压下降至临界值，电弧大约维持了1.15秒。所以，根据一号发变组保护A、B柜保护动作报告、一号机励磁变电流趋势和励磁变差动保护动作报告进行分析，故障点应该在低压电流互感器上部至进线电流互感器之间，即变压器外部故障。
3.4.根据我厂所处环境和机房内外设备温度变化曲线分析，机房温度在14：00时至15：00时为最高，早晨7：30时至8：30时为温度最低，环境温度最低时也是温湿度最大时，而励磁变运行时，55℃的热空气通过共箱封闭母线箱，在烟筒效应的作用下向励磁小室输送（热空气密度较小，所以向上运动），励磁小室的20℃左右的饱和冷空气经过励磁小室两边的配电盘下部通道，向电源进线配电盘下部的孔洞向下输送（冷空气密度大，所以向下运动），由于热空气在上升过程中经过了四个直角弯和外部环境的冷却作用后已经基本失去了上升的动能，所以在12.6米下部共箱母线的最后一个垂直段处发生了冷热交换过程，并且在此处的环氧树脂绝缘板、母线表面及共箱母线外壳的内部结露，造成环氧树脂板绝缘降低击穿，三相母线对地放电，放电引起共箱母线内部三相弧光短路。
3.5.根据上述保护动作情况、现场试验结果和现场温湿度变化情况综合分析，完全可以排除了由于励磁变、电流互感器、温度一次元件或温度控制系统等因素造成的自身故障。
3.6.因此本次一号机组励磁变故障的原因是，由于励磁小室空调温度太低，早晨环境温度下降湿度上升（湿度每增加10%，起晕电压将会下降10%）。励磁变运行中热空气上升，在励磁变出口的共箱母线内形成结露现象，共箱母线内部的环氧树脂板上结露后，由于绝缘击穿造成励磁变低压侧母线对地放电，形成三相弧光短路，在励磁变低压侧出线的A、B相的螺栓处形成放电，造成励磁变差动保护动作跳闸、灭磁开关跳闸、发电机失磁保护动作跳闸。灭磁开关跳闸后发电机在惯性作用下仍然在转动，在剩磁电压的作用下励磁变出口依然有电压存在，所以共箱母线内依然有持续放电存在，直到电压低于起弧电压为止。
4.处理过程
4.1.首先检修人员对一号励磁变B相线圈、三相电流互感器、低压侧所有被灼伤的支撑绝缘子表面进行打磨、清理，然后刷涂环氧树脂并加热进行干燥处理，对励磁变低压侧有烧伤痕迹的母线使用锉刀锉平毛刺，使用00#砂布打磨光滑，对穿过电流互感器的母线使用热缩套热缩防护，在低压侧所有母线的接头处加装绝缘套进行保护，防止异物掉入或弧光放电造成的短路故障。
4.2.在一号机组励磁配电室电源进线柜下部绝缘防火板处加装绝缘热缩套，防止绝缘板下部结露引起的绝缘击穿。将励磁小室内，励磁机调节盘和灭磁电阻盘柜下部进行封堵，防止冷空气从配电盘下部流动。
4.3.将励磁小室空调温度设置在26℃以上，励磁小室温度的控制在30℃左右，从而保证励磁小室温度不会降的太低（最低温度不得低于25℃）
4.4.在一号机励磁变压器的接线端加装绝缘热缩套，在母线连接处加装绝缘防护套，以保证绝缘等级，防止弧光放电形成短路。
5.结论
本次我厂一号机组跳闸的主要原因是励磁变压器共箱母线内部结露，造成的绝缘击穿，引起励磁变压器共箱母线内部放电造成的励磁变压器跳闸。我们已经对励磁变压器低压侧母线连接处加装了绝缘护套，给低压母线全部加装了绝缘热缩套，并且在二号机组停机消缺时对二号机组励磁变压器低压侧进行改造。
参考文献：
［1］DL/T 596-1996 《电力设备预防性试验规程》，中华人民共和国电力工业部，1997.01.01
［2］DL/T 572-1995《电力变压器运行规程》，中华人民共和国行业标准
［3］SDJ7-1979 《电力设备过电压保护设计技术规程》
论文作者:高振平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/17
标签：母线论文; 励磁论文; 小室论文; 低压论文; 温度论文; 弧光论文; 配电盘论文; 《电力设备》2017年第8期论文;