摘要：通过一起发电机出口PT故障跳机案例，分析PT故障原因及日常技术监督工作中存在的问题，并提出提高发电机出口PT可靠性的措施。
关键词：发电机；出口；PT故障；预防对策；分析
1导言
发电机出口PT用以反映发电机出口母线电压，其二次输出常用于发电机的测量、保护、励磁控制等回路，是保证发电机正常运行的重要设备。发电机出口PT故障经常会导致机组停运，造成不必要的损失。结合一起发电机出口PT故障跳机案例，分析PT故障原因及技术监督工作中存在的问题，并提出提高发电机出口PT可靠性的措施。
2电厂发电机组维护的状况
由于在设备维修中将现代预防性设备维护理论更加广泛的使用，在很大程度上将其发生故障现象大大减少，在实际工作中通过该理论的应用，可以提前将到寿命期限容易损坏的零件进行更换，这样机组的相关工作人员在规划设备的运行工作时，可以按照发电机组的实际运行状况进行科学的分析，将养护和更换时间合理制定，从而大大减少发生故障的现象。但是由于不断增加的发电负荷量，对于一些突发性的故障问题总是无法避免，针对这种状况需要相关的维护人及时的查找和确定故障部位，通过相应的措施及时解决故障问题。
3故障经过
2018年4月，某电厂4号机组负荷227 MW，发变组保护A，B柜分别报“定子零序电压高段保护动作”，机组跳闸。保护动作时，发电机中性点3U0达到16 V，超过15 V的保护定值。发变组保护A柜机端零序电压取自1PT，发变组保护B柜机端零序电压取自2PT，两柜中性点零序电压均取自发电机中性点接地变压器二次侧绕组中间抽头。测量发电机定子绝缘、中性点变压器、电流互感器、电阻箱绝缘均合格，测试中性点联络电缆绝缘及交流耐压试验合格。现场检查发电机出口2PT B相有焦糊味，测温检查该相PT本体温度达到35℃，其他相PT为23℃，存在明显的过热现象。
4 PT故障原因及分析
4.1 2PT试验数据及结果分析
4号发电机出口安装有3组PT，2组采用分级绝缘电压互感器，1组采用全绝缘电压互感器。分级绝缘电压互感器运行中，其一次线圈末端必须接地；全绝缘电压互感器一次侧中性点与发电机中性点通过高压电缆相连而不接地，构成纵向零序保护，用于发电机定子匝间保护。发电机出口PT全部采用固体绝缘电磁式电压互感器，型号为JDZX3-20、JDZX4-20。对发电机出口2PT进行了直流电阻、绝缘电阻、空载电流、励磁特性及变比测试试验，试验数据详见表1.发电机出口2PT B相一次侧直流电阻相间与历史值偏差达18.4%，超出10%的合格标准；相同电压下的空载电流仅有正常PT空载电流的35.6%，超出不大于30%的合格标准；励磁特性曲线三相对比差异明显。
4.2电压互感器故障原因分析
通过分析，得出电压互感器故障原因如下：一是产品生产制作工艺不良。固体绝缘电磁式电压互感器外绝缘采用浇注式，由于生产厂家工艺水平参差不齐，外绝缘中浇注过程中易混入气泡、金属颗粒等杂质，导致局部放电超标。在运行电压下，外绝缘的局部放电情况会一直存在，在累积效应下逐渐恶化，最终电压互感器匝间绝缘破坏，出现短路现象。二是电磁式电压互感器工作在不接地系统中时，当一相接地时，系统允许再运行几个小时，非故障相电压会升高至倍相电压，这对于互感器尤其是分级绝缘互感器的绝缘状况来说是个考验，分级绝缘电压互感器的接地端绝缘水平只有3kV或5kV。同时，电磁式电压互感器铁芯会出现饱和现象，导致励磁电流增大，甚至会超过最大允许电流，超出互感器热稳承受范围，导致电压互感器烧损。三是电磁式电压互感器应用在不接地系统中时，由于系统对地分布式电容的存在，在外部某种激励条件下，电磁式电压互感器存在铁磁谐振的风险，铁磁谐振产生的高电压和过电流可能造成互感器损坏，因此应采取消谐措施消除谐振风险。
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5 PT预防性试验现状及存在的问题
5.1固体绝缘电磁式电压感器定期试验及现状
为检验电压互感器的绝缘状况，根据《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596—1996）要求，干式电磁式电压互感器定期例行试验项目有：绝缘电阻（1-3年）、交流耐压（3年，分级绝缘的采用倍频感应耐压试验）、局部放电测试（1-3年，20-35kV电压互感器）。电厂干式电压互感器日常开展的预防性试验项目主要有：绝缘电阻测试、直流电阻测试和交流耐压试验（分级绝缘的采用倍频感应耐压试验）。
5.2存在的问题
PT预防性试验存在的问题如下：一是局部放电试验可以发现电力设备绝缘在电场作用下局部范围内发生的放电，这种放电以绝缘局部短接（路桥）而不形成导电通道，每一次局部放电对绝缘介质都会有一些影响，轻微的局部放电对电力设备绝缘的影响较小，绝缘强度的下降较慢；而强烈的局部放电则会使绝缘强度很快下降。干式PT内部如果存在持续性局部放电会使环氧树脂绝缘碳化，造成贯穿性放电，产生严重后果。二是倍频感应耐压试验是破坏性试验，对固体绝缘电压互感器的主绝缘和纵向绝缘有一定的危害，而且有累积效应，因此耐压试验前后应对电压互感器进行绝缘测试、空载电流测试。电压互感器空载电流或励磁特性曲线不应与出厂、历史试验数据产生较大偏差，如果偏差较大，应考虑匝间绝缘、铁芯片间绝缘可能存在故障。
6提高发电机出口PT可靠性的措施
现将提高发电机出口PT可靠性的措施作如下总结：一是新采购的电压互感器应选用有优良业绩和口碑的厂家产品，在安装尺寸许可条件下推荐采用全绝缘互感器，绝缘选用F级耐热等级，有条件的可提高对互感器铁芯励磁特性的要求。到货后的电压互感器严格按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB 50150—2016）进行交接试验。二是加强发电机出口电压互感器定期预防性试验工作，除原已进行的绝缘测试、直流电阻测试、倍频感应耐压试验外，重点加强局部放电试验、励磁特性试验、空载电流测量等试验项目，并进行纵向、横向对比，及时发现电压互感器异常并及时更换。三是采取有效措施避免电磁谐振过电压风险。在中性点不接地系统中使用电压互感器，可在电压互感器中性点与地之间接专用的一次消谐装置或在电压互感器二次侧开口三角形处接入二次消谐装置，并选用三相防谐振电压互感器，增加对地电容破坏谐振条件等。
7结论
总而言之，电厂是提供我国电力能源的主要部分，在电力系统中依然占据主导性地位，为其稳定运行提供重要保障的就是发电机组的电气设备，要想正常运行，需将维护发电机组电气设备的工作中做好，及时的处理常见的故障问题。
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论文作者:邝振华,刘洪玮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：电压互感器论文; 发电机论文; 故障论文; 耐压论文; 局部论文; 定子论文; 电流论文; 《电力设备》2018年第27期论文;