一起发电机机端CT故障引发机组跳闸原因及动作情况分析

一起发电机机端CT故障引发机组跳闸原因及动作情况分析

吴芳蓉

福建华电可门发电有限公司福建福州350512

摘要：对一起发电机机端CT故障引发机组跳闸事故的原因进行分析和判断，提出相应措施。当机组跳闸后，应根据保护动作及现场设备情况及时分析原因，准确判断是一次设备还是二次设备造成，并快速消除设备缺陷，保证机组安全稳定运行。

关键词：CT断线；发电机差动保护

发电机是电力系统重要组成部分，其安全运行对保证电力系统正常工作和电能质量起着决定性的作用。发电机差动保护是作为发电机最主要的保护，是防止发电机内部发生相间及匝间短路故障的一种主保护，其动作正确与否显得非常重要[1，2]；电厂发电机差动保护动作时，现场运行及检修人员应及时掌握发电机一、二次设备及保护动作信息，并立即进行分析、判断和处理，确保机组安全稳定运行。

1事故经过

某电厂1号机组容量600MW，其发电机组保护采用双重化配置（RCS985G和DGT801B），比率差动保护定值启动电流0.2Ie。2015年4月13日，该机组带有功功率420MW，无功功率183Mvar运行。10：29：52，发电机TA断线报警，同时RCS985G保护差动保护动作，机组跳闸，主变220kV断路器201跳闸，灭磁断路器Q01跳闸，厂用电切换成功；而双重化配置另外一套保护装置未动作。

2事故后检查情况

事故发生后，立即组织运维各专业人员到现场，对发电机及其差动保护范围内的电气设备及一、二次回路进行全面检查。检修专业人员对故障录波、保护定值进行检查，保护定值正确，设备动作正确；对另外一套保护进行检查是否保护拒动，发现保护装置没有动作出口。运维人员做好安全措施后，对发电机出口开关、出口母线、励磁变压器、中性点接地电阻柜等设备进行外部检查，看是否有短路引起的电弧灼烧痕迹；对出口共箱母线连发电机进行绝缘测试，均未发现异常。

在发电机出线仓处发现，机端C相CT安装处进一步检查，发现C相CT电缆包塑金属软管被搭架用的钢管压扁（当时现场有搭架工搭架子）。

3事故动作情况分析

为尽快找出设备故障原因，确认发电机是否能及时恢复运行，检修人员在没有找出具体故障原因的情况下，通过调取1号发电机保护柜RCS985G装置的动作报告及1号发变组录波记录（如图1所示），对此次机组跳闸情况进行了分析，查找故障原因。查1号机发变组保护屏故障记录，报文均显示“CT断线”、“差动保护动作”。

图11号发变组故障录波记录

从故障录波图上，可以得出如下结论：

1）发电机跳闸前后，均无电气量波动，无故障电流，无短路、接地等现象。

2）发电机跳闸前A、B、C三相相电流均为0.671Ie，故障时，C相机端电流从0.671Ie变为0.33Ie（达到比率差动启动电流值0.2Ie），C相中性点电流正常为0.671Ie，且A相、B相均无差流，其他电气量及保护装置均正常。可以推断因C相差流导致RCS985G发电机比率差动保护动作。

3）双重化配置的另外一套保护装置未动作，可以进一步推断发电机一次设备应无故障，故障点应在二次回路。

4原因排查分析及处理步骤

结合现场设备检查情况及保护动作过程情况分析，排除了一次设备故障造成事故的因素，确定造成本次RCS985G发电机比率差动保护动作因C相差流引起，为了进一步证实因机端CT安装处C相被钢管所压迫引起事故跳闸，在发电机端子箱处，将机端、中性点各4组CT端子连接片全部解除，分两个阶段进行以下测试及处理：

阶段一：钢管移走前

1）1000V摇表测试对地及相间绝缘：每组CT二次绕组（含电缆）对地绝缘均大于200MΩ，相间绝缘电阻均大于300MΩ，对地及相间绝缘良好；

2）万用表测试CT二次绕组直流电阻（含CT本体与端子箱之间电缆）：测得发电机端第8组CT的C相直流电阻为0.8Ω，而A相为10Ω，B相为12Ω；其余组别CT二次绕组三相直流电阻基本平衡；

3）CT二次负载阻值：在CT端子箱处测三相均平衡。

阶段二：钢管移走后

1）万用表测试CT二次绕组直流电阻：重新测得发电机端第8组CT的C相直流电阻为10Ω，三相阻值已基本平衡；

2）剪开包塑金属软管，检查该电缆芯线发现其中一芯由明显绝缘皮破损，包塑金属软管内的钢带突出。用绝缘胶带将电缆芯线重新包扎并包好软管，将其整理固定好，同时检查其他两相CT及其电缆均正常，并清擦CT及周围的油污；

3）双臂电桥测试CT二次绕组直流电阻：测得发电机端第8组CT的二次绕组电阻A相5.57Ω、B相5.66Ω、C相5.62Ω；

4）1000V摇表测试对地及相间绝缘：A相600Ω、B相600Ω、C相620Ω；

5）将另外7组CT直流电阻及二次负载测试，三相均平衡且数值符合要求；

6）将CT端子箱所拆除的连接片等恢复原态，将所有端子紧固；

7）机组开机重新并网运行。

阶段三：

另一套发变组保护DGT801B保护为动作原因为：钢管所压迫的CT只为C相至985B保护装置的电流回路，未压迫到至DGT801B保护的电流回路。所以未影响，保护不动作。

5防范措施

本次机组跳闸原因为：发电机出线仓处C相CT电缆（2芯）的包塑金属软管被塔架用的钢管压扁，包塑金属软管内的钢带扎穿电缆将C相CT二次绕组短接分流，产生差流导致RCS985G发电机比率差动保护动作。为防范类似事故不再发生：

1）对发电机出线仓内的CT电缆加装绝缘护套，对CT端子箱处存在的危险因素，进行逐一排查；

2）加强对现场操作人员的操作规范及安全教育培训，提高现场防范风险意识，确保设备安全稳定运行。

6结语

通过此次事故可知，一旦发电机发生故障，伴随设备保护故障报警和跳闸时，应及时打印保护动作、机组录波器报告并进行分析，迅速判断设备故障是一次设备还是二次设备造成。然后逐一对发电机相关设备进行检查，找到设备故障原因。同时结合此次事故，发现发电机出线仓处存在影响机组安全稳定运行的缺陷和隐患，制定了相应的防范措施并掌握同类型机组故障的处理方法，对存在隐患的设备进行综合治理和消除，全面提高发电机安全运行水平。

参考文献

[1]谌争鸣，暂态不平衡电流引起发电机差动保护误动分析[J].继电器，2008，，3610），86—87.

[2]王维俭，张学深，田开华，等．电气主设备纵差保护的进展[J].继电器，2005，28（5）：6-8．