一起水轮发电机励磁事故的分析与对策.pdf

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第19卷第10期
广东电力
Vol 19 No 10
2(6年10月
GUANGDONG ELECTRIC POWER
Oct.2X￥
文章编号:1007-290X(20060)1-0070-()3
起水轮发电机励磁事故的分析与对策
陈
(广东粤电枫树坝发电有限责任公司,广东龙川5173
摘要:某水电厂4号水轮发电机组发生了一起励磁事故,事故造成了4号杋组灭磁桓起火,柜内部分设备娆
毁,发电机盖板大量岷栓松脱等现象。针对这次事故进行了分析,指出励磁调节器工作电源完全靠外部交直流
乜源捉供,没有后备电源支持,以及事故机组没有配置失步和非全相氧化锌转子过电压保护是造成事故扩大的
重要原因。为此,提出了防范此类事故的对策、建议引入励磁变压器电源作为调节器的工作电源,并对该机组
的转子过电压保护进行改造。
关键词;水轮发电机;励磁;事故;分析
中图分类号:TM761.1
文献标识码:B
Analysis of a hydrogenerator excitation failure and corresponding countermeasures
CHEN Wang
Guangdong Yudean Fengshuba Power Generation Co, Ltd, Longchuan, Guangdong 517300),China)
Abstract: An excitation failure occurred on a certain hydrogenerator unil, which led to fire of the field discharge cabinet
damagc of some equipment therein, loosening and coming off of many bolts on the genrator cover plate, etc. Upon anal
of the failure, the problem is deemed to be caused by the fact that the excitation regulator works only with external AC/DC
power and has no backup power, and thal (hc unit is not equipped with out-of-step and open-phase Zno rotor overvoltage
protection, Precautions against such failures are set forth. It is suggested that the excitation transformer power be introduced
as thc operational powcr supply for the regulator, and the rotor overvoltage protection of the unit be modified.
Key words: hydrogenerator, excitation; accident; analysis
某水电厂安装有4台75MW的立式水轮发电
变
机组(悬式),发电机一变压器组接线方式如图1所
电
220kVIL段
220kVI段
站
示。机组励磁系统为机端白并勋,双微机型励磁调
节器,交苴流双供电。灭磁柜采用DMX-1500-1/2
双断口灭磁开关,配有氧化锌转子过电压保护和氧
化锌灭磁电阻器。机组週速器均为双微机电液调速
器,交直流双供电。
事故过程
厂用电
用电
号变压器
1号变压器
事故发生前、4号机组有功功率75MW、无
功功率25Mvar,3号机组有功功率5MW,无功
图1发电机一変压器组接线方式示意图
功率25Mvar。由于工作失误,造成厂用电交流中的同时,线路对侧开关后备过流保护动作跳阐,3
断。5min后,直流系统蓄电池故障停止供电,交
号、4号机组烈振动后自动停机。事故造成4号
直流供电同时中断约1min。几乎在交流电源恢复
机组灭磁桓起火,柜内部分设备烧毁,3号、4号
收稿日期:2((6-07-27
机组发电机盖板大量螺栓松脱,4号机组上导冷油
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第10期
陈旺:一起水轮发电机励磁事故的分析与对策
器水管接头震裂,推力油欂部分螺栓松动,发电机运行时源源不断地来自系统的能量,很快损坏并?
碁础螺栓部分松动
短路状,令到电流急喇增大。熔断器FU2和
U3在比其额定容量大得多的巨大短路电流作用
事枚原因分析
ド发生爆裂熔断.同时产生高温电弧将连接铝排也
在交直流电源全部中断的1min时间内,自动熔融了一部分,产生的电弧和高温气体还进一步引
励磁调节器失去工作电源。造成3号、4号机组失燃郴内控制阿路导线,引发柜内起火
磁,进而失步;同样原因致使电气失磁等保护均无
QFQF
法动作。调速器维持原有开度,机组原动力不变
失涉使机组进人异步发电运行状态,机组转速升音
FU2
FU3
R1
并从系统吸收大量的无功功率,导致过电流。但因
两台机纠的原始有功出力不同,故产生的滑差大小
VG1
不同,因而吸收的无功功率和产生的异步转矩也不
相同。3号机组山于输州功率接近零,故只需荽很
蝕发器KA
发器
小的滑差、产牛很小的异步转矩就可以进人稳态异
步运行,其平均转速接近同步转速。?败收无功功
图2转子回路接线
率很大,电流远远超过额定负裁电流,达到线路过
根据线路刈侧事故录波图分析,对侧线路保护
电流后各保护启动值,保护动作切除对側线路开在动作时,线路的电流波形畸变。电流值约为事故
关。3号、4号机组变成了一个只有两组发电机一前止常电流值的2.6倍、输送容量约240MVA
变床器单元组成的局部小电网。小电网内两台机组比两台机组总额定容量还大、说明当时机组已经
异步运行的初始转速足不同的?这时被迫同步,因重失步,吸收了大量的系统无功功率,并因此产4
此出现机组之间的振荡,振荡中心在这两纰发电机过电流,使得线路对侧开关片备过电流保护动作跳
变压器单元之间。因交流电源恢复,3号机组励阐,3号、4号机组与系统主网解列
磁很快帙复钊T作状态,4号机组励磁调节器则没
由于发电机失步振荡电流数值比较大,持续吋
有恢复,为维持机端电压,3号机组提供了强励电间比较长、加上该机为凸极机,转子交、直轴方向
流、持续约12s。之后,4号机失步,转子回路不对称,故在失磁失步过程中,在电磁力的作用
出现严重过电压
,会有周期性的作用力施加在旋转轴上.产牛振
根据4号灭磁柜内设备损坏情况来看,主要是荡扭矩,对机组造成冲击。从发电机上风涧盖板螺
传子过电压保护氧化锌电阻器RV2和RV3坏,栓松脱后受损的螺纹来看,螺纹全部都是垂直纵向
熔断器FU2和FU3爆裂,过压保护引线铝排熔反复拉扯造成螺牙黁平的,4号机组有95支,3号
断,断口有数埋米长?灭磁柜后门栓变形,所门被机组有33支,沿着发电机周边均匀分布。同时4
气液冲井。火磁开关木跳开,灭磁用氧化锌电阻器