摘要：针对300MW发电机组电压互感器一次侧熔断器熔断引起二次侧电压失准，导致电压不平衡、TV断线、励磁误强励等故障的发生。通过对一次侧设备、二次侧设备配置及关联分析，研究机组运行状态下，出现此故障时的在线更换方案。
关键词：一次侧熔断器；TV断线；误强励
一、故障概况
2016年11月29日，运行人员发现#2机组DCS画面发电机机端电压显示数值Uab变为15.5KV，Ubc变为18.6KV，Uca基近不变，励磁电流、励磁电压产生出现大幅波动（如图示）。机组被迫降负荷，安排检修人员排查二次侧电压回路未发现异常，在其余两组互感器上测量显示电压值无变化。所以初步判断为机端电压互感器一次侧保险可能熔断，造成的测量电压输出失准。随即申请调度将机组解列，停机对机端PT一次侧保险进行更换。5小时候处理完毕，机组重新启动并网。
发电机机端PT熔断器熔断是电厂常见高压系统故障之一，加之熔断器自身物理特性决定其也属于易损件之一。若因为机端PT熔断器熔断造成机组非停，造成电量损失，往往得不偿失。本文旨在，对300MW机组机端PT一次侧保险熔断后的在线更换可行性进行研究。研究主要内容为PT在线更换可行性、更换安全措施和每组互感器更换时针对二次侧不同配置需采取的技术措施，并对运维经验进行简单总结，避免此类事故再次发生。
二、高压熔断器在线更换的安全、技术措施
因为发电机的机端电压数据参与机组协调（负荷计算、传输）测量与保护等多系统的运转。所以在更换前必须有措施齐全可靠的安全措施、技术措施。并针对每组电压互感器的不同，采取不同技术措施，确保机组在更换过程中的安全平稳运行，减少机组停运经济损失。
（一）励磁系统通道切换
我厂两台机组分别配置国电南瑞NES5100励磁系统，按照配置要求，励磁调节器机端电压采集A/B套调节器分别从两组互感器采集电压数据。从PT负载配置图（图1）可查询到，A套采集的机端电压为TV2的第二组电压量，B套采集机端电压为TV3第一组电压量。正常运行时无论A套或B套运行，均可以实现在线不停电切换。当运行主套机端互感器异常时，在电压跟随（AVR）模式下，会导致励磁系统的失稳，转子电流、电压大幅度波动，易发生误强励，影响机组安全运行。而此时从套系统因与主套系统触发角偏差过大无法切换。此时可将主套先改到磁场电流调节（FCR）模式（从套控制方式一同修改）短时运行，此方式下励磁系统自身欠励、过励保护解除，需运行人员严格监视励磁系统各运行参数，必要时进行人工干预，待励磁调节器从套跟踪主套满足切换条件时（主从套同为FCR模式、触发角等因素），进行主从套切换。切换完成后，将励磁调节器运行方式及时从FCR模式切回AVR模式，恢复系统正常运行模式。
（二）在线更换安全措施
在线进行机端电压互感器熔断器更换，在拉出时相当于切除空载变压器，需防范在切除设备上出现过电压现象。除应做好带上高压绝缘手套、穿好绝缘靴、带上防护面具、铺绝缘垫等安全措施外，操作人员操作一定要果断、迅速，小车拉出的速度越快越好。
（三）在线更换技术措施
1、在未到“TV断线”定值时，密切关注电压下降趋势，防止保护装置误动现象的发生。
2、当达到“TV断线”定值时，将与电压有关保护退出；同时应注意采用该组电压量的保护装置出口闭锁，部分保护失效。在此情况下为防止保护误动应将相关保护退出。
3、依据发电机机端互感器负载配置及功能，在相应组别进行检修时对应的技术措施。
图1 发电机机端PT负载侧（二次侧）配置图
依据互感器配置图及发电机变压器组电流电压回路图，对TV1、TV2、TV3各组互感器每组的负荷进行列表排查。
4、若为TV1电压互感器A/B/C相熔断
（1）第一组接发变组保护A柜，第二组接发变组保护B柜。若发生发电机机端电压异常，经排查机端电压参与失磁保护、失步保护、逆功率保护、过电压、过励磁、相间阻抗保护、频率保护（投信号）等保护的计算或判定，应将以上保护退出，防止TV断线闭锁失效，造成的保护误动。
（2）第三组为匝间短路专用互感器，测量机组纵向零序电压，所以为防止在PT一次侧保险更换时发电机匝间短路保护因闭锁失效误动，更换时应将该保护退出。
5、若为TV2电压互感器A/B/C相熔断
（1）TV2第一组接发变组保护A柜，除需退出与TV1一样保护防止引起保护误动。
（2）第二组接入负荷较多，变送器柜内多个参数参与DEH系统调节，同时还是DCS画面重要监视参数，对机组安全平稳运行有重要影响。可将TV1第一组电压并接到TV2第二组中机端电压端子上。（并接前注意核相，确保相序完全正确。并接完后应将原二次侧电压线拆除）针对参与DEH负荷计算的三有功功率变送器，可申请将AGC、AVC退出，由热工人员将负荷强制到某一点，保持系统稳定。励磁调节系统，确保此时在从套运行，主套只跟踪运行。并接后PMU、NCS、远动系统运行均不受影响。
（3）第三组开口三角电压为基波零序电压，为发电机定子接地保护闭锁判据，为防止该保护误动应在检修过程中应将此保护退出运行。电压变送器为零序电压在DCS显示用途，可不做考虑。
6、若为TV3电压互感器A/B/C相熔断
（1）第一组为发变组保护B柜、故障录波、励磁调节（从套）使用。首先，确保励磁调节器主套运行，从套跟踪；其次，发变组保护B柜，与之前相同，退出相应保护，防止误动的发生；最后故障录波，未涉及保护可不采取措施。
（2）第二组为发电机计量专用回路，不涉及保护，但失准后会对计量准确性产生影响。因此表为厂内单机组计量所用，可不考虑隔离措施。
（3）第三组开口三角电压为基波零序电压，为发电机定子接地保护判据值，为防止该保护误动应在检修过程中应将此保护退出运行。故障录波，未涉及保护可不采取措施。
三、结论
通过基础资料查询对照，结合其他同类型事故处理，判断本机组在线更换机端PT一次侧熔断器是可行的。但需要完整的安全措施和技术措施，保证工作过程中的人身及设备安全。
1、规范电压互感器熔断器阻值记录，在机组停运后对每组、每相熔断器直阻进行测量，若发现与上次阻值偏差较大的熔断器及时进行更换。在更换时建议整组进行更换，以保证三相电压平衡度。同时对互感器小车上熔断器夹的张紧度进行检查。确保底座与熔断器的接触良好，避免因接触问题引起的发热和压降。
2、因熔断器每一批次设备本身的差异，建议在采购数量上可以一次多买。同时采购时一定要注重产品质量，尽量选购有资质的大品牌厂家。
3、机组运行时加强电气参数的监视，做到问题早发现、早处理。将事故的波及范围缩到最小。
参考文献：
[1]周泽存，高压电技术，南京：水利电力出版社，1998
[2]国电南瑞，NES5100励磁调节器用户手册
[3]王勇，火电机组竞赛37届年会论文集
论文作者:贠小龙,王鹏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/17
标签：电压论文; 机组论文; 熔断器论文; 在线论文; 端电压论文; 互感器论文; 励磁论文; 《电力设备》2017年第16期论文;