摘要：励磁变压器通常用来给发电机励磁装置提供励磁电源，励磁变一般不进行冗余设计，因此，励磁变的运行安全直接影响发电机组的安全。近些年，由于短路而造成励磁变烧毁的事件时有发生。
关键词：发电机组；励磁变；烧毁；分析
引言
本文通过具体事例，分析了事故的发展过程和故障原因，提出了减少此类故障的建议。
1事件分析
2014年9月24日22时26分58秒，某电厂#1机组运转中突然跳闸，查看#1机ETS保护首出“发变组保护动作停机”，#1发变组保护A柜RCS985保护装置“励磁变过流”保护动作，、保护B柜DGT801B保护装置“励磁变速断”保护动作，两套发变组保护动作信号一样，就地查看发现#1机励磁变A、B相柜体冒烟。
2事件检查情况
2.1设备基本情况
#1机励磁变采用海南金盘电气有限公司生产的树脂浇筑干式变压器，三相间隔独立，每相由两个绕组组成，具体参数如表1，机组励磁采用ABBUNITROL5000型调节器。
表1：#1励磁变及参数：
#1励磁变2010年01月投入运转，投入运转后至本次事情发生前，该变压器均按照规范进行各项检查、实验，近来一次检查于2014年5月进行，各项参数均处于正常情况。
2.2事件发生前机组运行情况：
#1机组正常运转，发电机有功530MW，无功150MVAR，发电机额定电压22kV运转，发电机三相电流14.5kA正常运转。励磁电压346V，励磁电流为3652A，励磁变高压侧电流为121A，励磁变高压绕组运转温度分别为50℃左右、铁芯温度为82℃左右。#1机组运转电气参数平稳无反常，发变组保护无任何报警。现场无维修人员作业，无重要设备的启停操作。
2.3现场检查
电气人员赶到现场后，检查保护屏柜，确认#1机发变组保护A柜、B柜均报“励磁变速断”保护动作，出口跳闸停机。检查#1机励磁小间励磁柜无异常报警，柜内设备外观无明显异常，房间有较重焦臭味。检查#1机励磁变A、B相持续冒烟，发出焦臭味。#1励磁变A相间隔内表面和设备多处漆黑，#1励磁变内低压侧封闭母线、高压侧离相母线、#1励磁变C相间隔设备的外观无明显异常，从现场及故障录波图判断#1励磁变发生故障。
3事件分析
3.1保护动作情况分析
#1发变组保护A柜RCS985保护装置“励磁变过流”保护动作，保护B柜DGT801B保护装置“励磁变速断”保护动作，两套发变组保护动作信号一样，基本确定一次设备出现故障，保护定值17.5A/0.3s，故障电流均大于定值，保护准确动作。
985B保护动作报告：
DGT801B保护动作报告：
3.2故障录波分析
从发变组985B保护录波波形可知：全部故障时期励磁变低压侧CT未记录到故障电流，因为低压侧CT安装在励磁变B相间隔内，可判别故障点发生在#1励磁变内部。
图1：985B保护录波图
以故障录波器的录波图（图2）和保护动作报告为依据对保护动作及逻辑进行剖析，故障过程如下：
图2：#1发变组故障录波波形图
440ms此刻机端A相电压降至0.9kV，B、C相电压升至18.24kV、17.77kV，零序电压18kV，且B、C相电压夹角变为60度，契合机端单相接地的特征，且985B保护443ms发电机接地保护发动，依据现场状况，判别#1发电机机端A相接地。接地址在#1励磁变A相高压侧。此刻励磁变高压侧电流增大，分别为：4.84kA0°，3.07kA160°，2.17kA223°。
540ms~610ms励磁变A相高压侧短时弧光多点接地，形成故障电流通过两个接地址导通，未通过高压侧电流互感器，在此刻期录波器上励磁变高压侧电流挨近为0。
700ms励磁电流迅速减少。
1958ms#1发电机剩下能量大多数耗费，定子电流、励磁变高压侧电流衰减至挨近0值，励磁变高压侧A相接地弧光不见，机端三相电压康复为4kV，按灭磁时刻常数1.98秒开端降低。
4928ms#1发电机定子电压降至1kV。
3.3励磁变接线分析
根据厂家资料及现场接线，可绘制励磁变接线图如下：
根据现场检查发现的故障现象，可判断起始故障原因为#1励磁变B相低压绕组端部b1、a4陆续对变压器铁芯放电，造成低压侧A、B相间接地短路，低压侧短路电流达48kA，极大的电动力及发热在290ms时造成低压绕组C相端部a3对铁芯接地，故障发展为三相接地短路，440ms故障继续扩大，弧光造成A相高压绕组与互感器支架短路，机端A相接地，然后故障能量逐渐消耗。
图3：a4低压绕组与铁芯有明显短路痕迹 图4：a3低压绕组至C相间隔的铜排有灼伤
图5：b1低压绕组端部烧损严重且表面有金属熔物，出线柱烧断，铁芯对应位置有孔洞
4故障结论：
（1）排除#1励磁变低压侧CT以外的电气连接部分故障的可能，故障点锁定在励磁变本体。
（2）事故的主要原因是#1励磁变B相低压绕组端部b1、a4经过长期使用绝缘强度降低，出线部分对铁芯放电，导致A、B相间接地短路，引发电弧烧损设备。
5处理措施
①整体更换#1励磁变三相绕组及附件。
②检查#1励磁变高压侧离相母线、低压侧共箱母线、励磁调节系统，开展相关预防性试验。
③新励磁变投运前交接试验检查。
④与励磁变制造厂、省电科院加强沟通，做好防范措施。
⑤加强#2励磁变巡检及参数监控。
结语
为预防由于非金属性短路造成励磁变烧毁事故的发生，应充分重视励磁变的选型和验收，选用有丰富制造经验、良好运行业绩、通过严格试验的厂家产品。同时，应加强对励磁变的出厂检测和运行中的预防性试验，加强红外测温，特别是高温重负荷期间应缩短检测周期。
参考文献：
[1]赵小莹，廖虹炜.发电机励磁变压器几个关键问题的分析[J].变压器，2011，48（6）：49-51.
[2]尚雄英.一起600MW机组励磁变压器故障分析及处理[J].安徽电力，2014，31（2）：15-17.
[3]孙国彬.浅析励磁机故障原因与消除措施[J].电机技术，2005（2）：54-55.
论文作者:陈咨财
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：励磁论文; 故障论文; 绕组论文; 低压论文; 电流论文; 动作论文; 高压论文; 《电力设备》2017年第16期论文;