張?zhí)?/p>

(四川廣安發(fā)電有限責任公司，四川 廣安 638000)

1 設備概況

某電廠2×600 MW燃煤汽輪發(fā)電機組為東方電機股份有限公司生產的QFSN-600-2-22C型由汽輪機直接拖動的隱極式、二極、三相同步發(fā)電機，采用水氫氫冷卻方式，即定子繞組采用水內冷方式，轉子繞組和定子鐵芯采用氫內冷方式。從汽輪機向發(fā)電機方向看，其旋轉方向為逆時針方向，采用靜止可控硅機端變自勵方式勵磁。

發(fā)電機變壓器組(以下簡稱發(fā)變組)采用單元接線，經三相單相式變壓器升壓接入500 kV系統(tǒng)。發(fā)電機經分相封閉母線與主變壓器(以下簡稱主變)、高壓廠用變壓器(以下簡稱高廠變)、脫硫變壓器(以下簡稱脫硫變)、勵磁變壓器(以下簡稱勵磁變)及機端電壓互感器(PT)/避雷器相連。分相封閉母線至主變、高廠變、脫硫變、勵磁變及機端PT/避雷器的連接段均設有可供拆除的軟連接，軟連接外用橡膠皮包裹，防止粉塵、雨水進入。

該600 MW發(fā)電機額定功率為600 MW，額定容量667 MV·A，機端額定電壓為22 kV，額定電流為17 495 A，額定勵磁電壓為400.1 V，額定勵磁電流為4 387.4 A，額定功率因數(shù)為0.9(滯后)，效率大于等于98.9%，額定轉速為3 000 r/min，定子繞組接線方式為YY，出線端子數(shù)目為6，定子繞組絕緣等級為F級，定子線圈工頻耐受電壓為47 kV，強勵頂值電壓倍數(shù)大于等于2，允許強勵時間為20 s，負序電流承載能力：I2/IN=10%，(I2/IN)2t=10 s(其中：I2為負序電流標幺值；IN為額定電流；t為故障時間)。

該機組發(fā)變組保護采用國電南京自動化股份有限公司生產的DGT801數(shù)字式發(fā)變組保護裝置。主要包括了600 MW發(fā)電機、主變、高廠變、勵磁變、脫硫變微機型繼電保護。發(fā)變組保護按雙套主保護雙套后備保護方案配置，為雙電源雙中央處理器(CPU)系統(tǒng)硬件結構；保護壓板和出口壓板獨立設置，保護壓板為弱電回路，出口壓板為強電回路，分開設置可保證發(fā)變組保護裝置的強弱電嚴格分開。發(fā)變組保護分為電氣量保護(雙套配置)和非電氣量保護(單套配置)，兩套電氣量保護正常時，“與”出口組合，當一套保護異常時，可退出其出口，另一套可正常運行。

發(fā)變組主保護有：發(fā)變組差動保護，主變差動保護，高廠變差動保護，勵磁變差動保護，脫硫變差動保護，發(fā)電機差動保護以及發(fā)電機定子匝間、轉子兩點接地保護。發(fā)電機后備和異常運行保護有：發(fā)電機定子接地保護、發(fā)電機失磁保護、發(fā)電機對稱過負荷(反時限)保護、發(fā)電機負序過負荷(反時限)保護、轉子一點接地保護、發(fā)電機逆功率保護、發(fā)電機程序跳閘逆功率保護、發(fā)電機頻率異常保護、發(fā)電機過激磁保護、發(fā)電機失步保護及發(fā)電機低阻抗保護。

2 事故經過

2013-06-06 T 01:16，該廠600 MW機組事故跳閘，機組跳閘首出原因為發(fā)變組A，B保護屏上的發(fā)電機3U0定子接地保護同時動作，機組大聯(lián)鎖動作，即鍋爐主燃料跳閘(MFT)后聯(lián)跳汽輪機。

機組跳閘后，電氣專業(yè)相關人員立即趕到現(xiàn)場，仔細檢查，逐一排查，分析原因。

(1)發(fā)變組保護A，B屏發(fā)電機機端零序電壓3U0t動作值為73.5 V(整定值為5.0 V)，中性點零序電壓3U0n動作值為49.0 V(整定值為3.2 V)，延時6 s跳發(fā)電機。由于發(fā)變組A，B保護屏定子接地保護取自不同的PT，2套保護同時動作，可以排除發(fā)變組A，B保護屏同時誤動的可能性。

(2)查閱發(fā)電機故障錄波器，發(fā)電機定子三相電流波形在事故前、后無明顯突變，但定子三相電壓波形在機組跳閘前6 s發(fā)生了突變，A，B相電壓上升，C相電壓下降，主變高壓側三相電壓也發(fā)生同步突變，參數(shù)見表1。

表1 主變高壓側參數(shù)

(3)汽機房6.9 m發(fā)電機機端3組PT和避雷器無放電痕跡和損傷現(xiàn)象。監(jiān)測發(fā)電機機端PT至發(fā)變組保護柜、勵磁調節(jié)柜電壓回路正常。

(4)故障前、后發(fā)電機勵磁電壓、勵磁電流及其波形正常。

(5)故障前、后發(fā)電機定子冷卻水電導率為0.56×102μS/cm，pH值為7.2，正常。

(6)500 kV升壓站線路故障錄波器，500 kV I組母線、Ⅱ組母線電壓和線路電流及其波形無明顯變化。

進入高中的學生，分數(shù)一定是達到了高中錄取分數(shù)線。嚴格意義上講，學生已經有了一定的知識儲備，已經掌握了一些基本的學習方法和學習技能，就數(shù)學學習而言，學生應當具備了學習高中數(shù)學基本知識的常識和能力。學生能學是教學的一個基本前提，相信學生能學，我們的教學就有了希望。

(7)汽機房6.9 m室內分相封閉母線無明顯進水現(xiàn)象(天下大雨，無法進行室外檢查)。

電氣專業(yè)人員檢查后，匯總分析認為，發(fā)電機三相電壓變化明顯，尤其是A，B相電壓明顯上升，C相電壓明顯突降，三相電壓波形變化符合C相定子接地故障現(xiàn)象，但發(fā)電機三相定子電流變化不明顯，說明發(fā)電機定子沒有明顯的接地故障，至少沒有金屬接地故障。該故障現(xiàn)象很蹊蹺，但電氣專業(yè)人員仍持謹慎的態(tài)度，認為發(fā)電機定子回路可能存在故障，需要繼續(xù)進行試驗檢查，機組暫不恢復運行。

3 檢查試驗處理情況

按照DL/T 596—2005《電力設備預防性試驗規(guī)程》，電氣專業(yè)制訂發(fā)電機定子接地檢查試驗方案，并逐一實施。

2013-06-06，檢修人員對發(fā)電機機端分相封閉母線、中性點以及PT二次回路等進行了相關檢查，未發(fā)現(xiàn)異常；對發(fā)變組保護裝置及裝置的電流、電壓采樣值進行了加量試驗，均正常。

同時，檢修人員對發(fā)電機本體進行了初步檢查，未發(fā)現(xiàn)發(fā)電機機殼外有積水、漏油等情況；對勵磁變、機端出線封閉母線、中性點接地變壓器及PT等電氣回路和設備進行了檢查，未發(fā)現(xiàn)故障跡象；對發(fā)電機出口1PT，2PT，3PT進行交流耐壓測試，測試合格。

2013-06-07，生產部安排拆除主變、高廠變、脫硫變、勵磁變、發(fā)電機定子出線與分相封閉母線的軟連接，準備對發(fā)電機分相封閉母線進行交流耐壓試驗。檢修人員在拆除主變低壓側升高座上方的軟連接處的橡膠伸縮套時，發(fā)現(xiàn)主變C相低壓側橡膠伸縮套管密封筒積滿了雨水，拆除密封筒底座排水管道手動門，排盡水后發(fā)現(xiàn)該密封筒內壁有輕微電弧放電痕跡，說明故障原因是主變C相低壓側升高座密封筒積水，使發(fā)變組C相經封閉母線外殼對地呈高電阻接地，致使發(fā)電機機端電壓和主變高壓側C相電壓突降，機端3U0定子接地保護動作跳機。

為了驗證以上的判斷，拆除主變、高廠變、脫硫變、勵磁變、發(fā)電機出線與分相封閉母線的軟連接后，對發(fā)電機分相封閉母線進行交流耐壓試驗(試驗電壓50 kV，持續(xù)時間1 min)，試驗合格。

2013-06-16，汽輪機缸溫降至120 ℃，停盤車，將發(fā)電機內部的氫氣置換成空氣，定子冷卻水投運正常，定子冷卻水電導率小于0.015 μS/cm，拆除發(fā)電機與分相封閉母線的軟連接，解開發(fā)電機中性點，布置好安全措施后，試驗人員對發(fā)電機定子做交流耐壓試驗，試驗電壓30 kV(發(fā)電機交流耐壓試驗是在不抽轉子、不對發(fā)電機機端及定子膛內做清潔的情況下進行試驗的，因而耐壓試驗值取30 kV)，試驗時間1 min。該交流耐壓試驗合格，說明發(fā)電機定子線圈不存在絕緣損傷，不需要對發(fā)電機抽轉子，也不需要做發(fā)電機空載試驗和短路試驗。

4 發(fā)電機定子接地保護跳機原因分析

(1)主變C相低壓側升高座上方的橡膠伸縮套破裂，有一道長約10 cm、寬約2 mm的裂縫，下大雨時雨水順著該裂縫進入套管密封筒。

(2)檢查套管密封筒底座排水管道，排水管道上有一銅質手動門，手動門門桿行程是“全開”的，但閥門沒有水滴痕跡，懷疑該手動門閥芯脫落堵塞排水管道，于是拆除該手動門，發(fā)現(xiàn)該手動門閥芯沒有脫落，但被鐵銹皮堵塞，掏出鐵銹后排水正常。

(3)套管密封筒排水后，檢查密封筒內壁有輕微電弧放電痕跡，說明該處就是定子接地故障點。由于主變C相低壓側升高座套管密封筒積水，沒有形成金屬性接地，使發(fā)變組C相經分相封閉母線外殼對地呈高電阻放電，形成非金屬接地，致使發(fā)電機機端電壓突降至9.2 kV(額定值12.7 kV)，A，B相電壓突升至13.0，14.7 kV，主變高壓側C相電壓突降至207 kV(額定值305 kV，A，B相電壓因500 kV系統(tǒng)為中性點直接接地系統(tǒng)，仍保持305 kV，沒有變化)，相電壓波形變化明顯，而發(fā)電機定子三相電流變化較小(A，B，C三相電流分別為12.60，12.88，13.11 kA)，使發(fā)電機機端三相電壓不平衡，A，B發(fā)變組保護屏3U0接地保護正確動作。

查閱相關資料，發(fā)現(xiàn)該機組自2006年投運以來，一直未更換主變低壓側升高座上方的橡膠伸縮套。橡膠伸縮套膠皮老化破損沒有及時發(fā)現(xiàn)，遇夏季大暴雨，雨水從裂縫進入伸縮套；同時，C相低壓側升高座下部排水管上的銅質閥門門芯被鐵銹堵塞，排水不暢而積水，引起C相對地放電，觸發(fā)發(fā)電機定子接地保護動作。

5 整改措施

(1)立即拆除該機組主變、高廠變、脫硫變與分相封閉母線的軟連接外橡膠伸縮套底座的排水管道手動門，改為直接敞排。

(2)立即檢查和更換破損的主變、高廠變、脫硫變與分相封閉母線相連的橡膠伸縮套。

(3)利用調停備用機會，將該廠其余機組的主變、高廠變、脫硫變排水管道上的手動門拆除，改為直接敞排。

6 預防措施

主變、高廠變、脫硫變與分相封閉母線軟連接處的橡膠伸縮套長期處于室外，日曬雨淋，易老化破損，應納入逢停必檢項目。

(1)取消主變、高廠變、脫硫變與分相封閉母線相連的排水管道上的手動門，直接敞排，以防排水不暢。

(2)將主變、高廠變、脫硫變與分相封閉母線相連的橡膠伸縮套列為標準檢修項目。大修時，更換主變、高廠變、脫硫變的橡膠伸縮套；小修時，檢查主變、高廠變、脫硫變橡膠伸縮套的密封性。

(3)發(fā)變組預防性試驗前，應檢查主變、高廠變、脫硫變橡膠伸縮套的密封性。

(4)將主變、高廠變、脫硫變橡膠伸縮套的密封性檢查列為防汛度夏檢查項目，每年對停備機組的橡膠伸縮套進行1次密封性檢查。

(5)高廠變和啟備變低壓側共相封閉母線的橡膠伸縮套也應納入標準檢修項目，并將其伸縮套下部的排水管道手動門取消，直接敞排。

(6)橡膠伸縮套有破損時應立即處理，并將破損情況、處理情況、供貨廠家等信息記錄歸檔，便于分析該橡膠伸縮套的材質并優(yōu)選物資供貨單位。

7 結束語

電廠必須從項目基建開始，加強設備安裝、檢修管理和技術監(jiān)督管理，杜絕檢修管理漏項，重視室外設備及其附件的定檢和維護，不斷完善規(guī)程和制度，并將《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》和《國家電網十八條》貫穿在電力生產全過程管理中，制訂詳細的檢查項目，并認真檢查現(xiàn)場設備，及時查出并消除隱患，才能控制和預防事故。

參考文獻：

[1]唐軍武.一起300 MW發(fā)電機定子接地保護動作及故障分析處理[J].電站系統(tǒng)工程，2010，26(1)：26-27.

[2]涂光瑜.汽輪發(fā)電機及電氣設備[M].北京：中國電力出版社，1998.

[3]陳化剛.電力設備異常運行及事故處理[M].北京：中國水利水電出版社，1999.

[4]施圍，張文元.高電壓工程[M].西安：西安交通大學出版社，1995.