京南电站1号机定子相间短路接地事故的原因分析及处理

黎勇飞
广西梧州桂江电力有限公司,广西梧州543000

文章摘要:京南电站1号机组出现甩负荷事故停机。分析其主要原因为：机组设计制造缺陷；定子铁芯背拉螺杆强度不够；因电网运行方式限制，机组经常在低水头和低效率区运行，导致开停机频繁；机组运行工况恶劣，电网电压、无功变动频繁，谐波影响严重，从而引起机组运行不稳定。为此，通过消除机组本身缺陷，加强与用电管理部门沟通，治理整顿用户规范用电，加强对机组的监控，减少外界冈素的影响，以实现标本兼冶。
文章主题:发电机定子 相间短路 原因分析 防范措施 京南电站

文章内容：水利水电工程造价?207年?第1期.-.-__-南电站1号机定子相间短路接地事故的原因分析及处理黎勇飞(广西梧州桂江电力有限公司,广西梧州543000)关键词:发电机定子;相间短路;原冈分析;防范措施;京南电站摘要:京南电站1号机组出现甩负荷事故停机.分析其主要原因为:机组设计制造缺陷;定子铁芯背拉螺杆强度不够;因电网运行方式限制,机组经常在低水头和低效率区运行,导致开停机频繁;机组运行工况恶劣,电网电压,无功变动频繁,谐波影响严重,从而引起机组运行不稳定.为此,通过消除机组本身缺陷,加强与用电管理部门沟通,治理整顿用户规范用电,加强对机组的监控,减少外界冈素的影响,以实现标本兼冶.1电站概况京南电站坐落在梧州苍梧县京南镇,是桂江上的第5座梯级电站,投产于1997年,现安装2台额定容量为34.5的灯泡贯流式发电机组,机端额定电压0.5.号发电机接于3卷变压器,额定容量40?,35侧接有京南镇地方负荷约2.110侧只有一条出线京里线,接至梧州电业局110里湖变.线路长度约40,里湖变110侧与梧州供电局220平浪变110母线相连,线路长度约2;2号机经容量为40?的双卷变压器2直接升至110后由京旺线送出,接至梧州电业局110旺步变.旺步变110侧与梧州供电局220苍梧变110侧相连,京南电站10侧两条出线间经140开关桥接,140开关经常运行方式为热备用.电站接线图如图1所示.21号机组8.23事故2.1事故经过2006年8月23日下午17:04.1号机组在带30.6负荷运行的情况下,出现"发电机差动保护""发变组差动保护"跳闸信号,机组甩负荷事故停机.经检查,1号发电机定子,相短路接地,289～290号槽上层绕组靠上游侧绝缘严重击穿,下层绕组的绝缘也受到不同程度的损坏,两槽间的两个压指被烧熔8左右,定子铁芯槽间端1:3的硅钢片严重烧损.另外,285,286,287,288,291,292号2211)南1南2机图1京南电站接线示意槽的上层绕组端部绝缘被短路电流弧光损伤.2.2原因分析经现场分析.由于289～290号槽的铁芯在运行过程中松动,损伤了289,290号上层线棒的绝缘,引起相间接地短路.击穿了线棒的绝缘.从而烧熔部分铁芯硅钢片.京南电站8.23事故中,1号发电机出现定子,相发生接地短路故障,造成线棒烧坏,两线棒之间的铁芯端部份受损.这样严重的故障是比较少见的.一般是定子接地保护先跳闸,不至于形成相间短路的大电流.事后通过对保存的故障电流,电压波形分析.最大短路电流超过18000(额定短路电流为2062),而在出现相间短路故障前,保护装置已测量到接地电压为24,超过了整定值5,表明已出现接地故障.但由于定子接地保护延时为0.5动作跳闸,而正好在延时的0.5时间里,相间也发生了接地短路,差动保护才立刻动作.而定子接地保护未动作,致使故障扩大,发电机受到严重损害.另外,自从儒岩变投产以来,供应的用户大多是钢厂负荷,按无功交换就近的原则,这些用户离京南电站只有42,而离其他电源点至少有200以上.所以.一直以来在钢厂开炉时,电站1号机无功及电压变化较大及有异常的响声,特别是8月21～23日平浪变有1台主变检修,另一台主变所带的负荷大容量不足钢厂无功负荷出现较大变化后引起京南电厂1号机组的无功波动更加异常.引起1号机组铁芯发热,振动加剧,致使去年曾处理过的289～290号铁芯再次松动.运行中受电磁力及振动的作用,定子绕组,相线棒绝缘被硅钢片刮伤接地引起相间短路,引发了定子相间间短路接地故障的发生.1号机组从2002年发现铁芯松动以来.已对十多处松动铁芯进行过处理,这次的289～290号铁芯在2005年12月就进行过处理.许多定子铁芯都存在松动现象,其根本原因是:①机组的设计制造原因,定子铁芯背拉螺杆强度不够,压指偏小力度不够而易外侥;②受电网运行方式限制,机组经常在低水头和低效率区运行,开停机频繁;③机组运行工况恶劣,电网的电压,无功变动频繁,谐波影响严重,同时由于电网的无功变幅大.引起机组运行不稳定,振动加剧.3故障处理及建议3.1故障处理检查修复工作从2006年9月12日开始,到10月2日结束,历时21天.对1号机定子故障的主要修复处理如下:(1)更换284～294号,205号槽的上层线棒共12根,289,290号槽的下层线棒2根.(2)处理289～290号槽烧熔的硅钢片.(3)处理289～290号槽的两个损坏压指,重新焊接上一个新的压指.(4)处理发电机定子铁芯松动共9处,在松动处打人环氧树脂楔形片.(5)处理线棒槽口电晕问题,共115点,清理电腐蚀,重新刷防晕漆.修复正常后,机组目前可满负荷运行.在10月3日1号机满负荷运行一段时间后,对发电机定子铁芯故障部位进行了温度测量,与其他部位温度基本相同,没有发现异常.3.2建议1)为确切掌握京南电站发电机运行状况及运行环境,2006年11月对电厂进行了电能质量测试,结果发现1】京里线电压总谐波畸变超标,主导波为5次,其含有率超出国标.在1号机停机,儒岩变钢厂正常生产情况下,测得1号主变10.5侧电压闪变超标,其中短时闪变达到国标限值的3.48倍,长时闪变达到国标限值的2.97倍.因此,应考虑与梧州用电管理部门商讨将里湖变110侧分段运行的可能性:或将110京里线与平浪变隔开:或与用电管理部门协商,使钢厂用户侧多投一些同步电动机.这样一方面可以进行无功补偿,减少电压波动及电压闪变;另一方面又能吸收一部分谐波电流,有利于谐波治理.因此,建议用电管理部门做好用户工作,做到变频器与配套的谐波装置二者同时设计,一起投运.(2)加强对机组的检查,分析,利用枯水期或洪水期等停机间隙,定期对定子铁芯进行检查,分析变化趋势.监测已出现的缺陷.发现问题及时处理.(3)做好线棒及其他材料的备品购买计划,联系国内厂家提供国产替代品.(4)加强与市电业局,供电局的沟通联系,尽量避免在低水头和低负荷区域运行,争取机组良好的运行工况:及时了解系统新设备的投运情况,系统运行方式改变等,加