半转速核能发电机转子接地保护误报警分析处理.pdf

来か承評論2028巻VOl28总第109期
DONGFANG ELECTRIC REVIEW
半転速蔵能茂旦蒯转子授地保抑误报分訢処理
宋清松陈涛
东方电气东方电机有限公司,四川德阳618000
摘要:介绍了大型核能发电机组转子接地保护装置类型,就某核电站转子接地保护装置频发误报警问题进行了分析,来
取对应措施处理后解决了误报警问题。
关键词:核能发电机;转子接地保护;误报警;电刷
中图分类号:TM623.3
文献标识码:B
文章编号:1001-9006(2014)01-0055-05
Analysis and Eliminating False Alarm of Rotor Grounding Fault
for Nuclear Turbogenerator with Half-synchronous Speed
SONG Qingsong, CHEN Tao
Dongfang Eleciric Machinery Co. Lld, 618000, Deyang, Sichuan, China)
Abstract: This article introduces the type of the grounding protection device. Analysis and eliminating false alarm of rotor groundi
fault in a nuclear power plant is briefly introduced
Key words: nuclear turbogenerator; rotor grounding protection: false alarm; brush
大型发电机组在长期运行过程中,发电机转转子绕组发生一点接地故障时,应能及时发出报
子绕组由于内部受潮、冷却介质泄漏、绝缘老化警信号,运行人员应立刻进行处理,避免故障继
以及机械振动等诸多方面的原因,容易造成转子续发展成转子两点接地故障而造成重大损失。
绕组对地绝缘水平的降低进而引发转子绕组接地
故障。当转子绕组发生一点接地故障时,虽然不
转子接地保护装置的分类
会对发电机本身造成直接的危害,但若再相继发
为保证设备的安全运行及电力系统的安全稳
生两点接地,则将严重威胁发电机的安全。一旦定,大型发电机组都装设转子一点接地保护装置,
转子绕组发生两点接地故障,将破坏发电机气隙及时反应转子绕组是否发生接地故障。转子一点
磁场的对称性,使气隙磁场发生畸变,气隙磁通接地保护根据原理不同可分为非注入式和注入式
失去平衡,引起发电机剧烈振动。转子两点接地两大类。
故障造成非短路的绕组电流增大,如果流过转子
非注入式比较典型的是利用电桥原理构成的
本体的短路电流大,热效应烧损转子绕组的同时转子一点接地保护,当励磁绕组上某一点发生接
还会使转轴发生缓慢变形,造成偏心,加剧振动。地时电桥会失去平衡,当流过继电器的电流大于
一点接地故障继续发展成两点接地故障就可能引动作电流时继电器动作。当在转子的正极或者负
起转轴磁化的严重后果,另外还可能损坏其他励极发生接地故障时,该装置的灵敏度很高,但是
磁装置,导致失磁故障,危及发电机和电力系统在转子绕组的中心点附近发生接地故障时,因为
的安全。为确保发电机组的安全运行,当发电机电桥仍然保持平衡,即使发生金属性接地故障继
收稿日期:2013-09-16
作者简介:宋清松(1980-),男,2003年毕业于沈阳工业大学,工程师。现在东方电机有限公司从事火电、燃机、核电发电机的安装、调
试技术服务工作。
陈涛(1980-),男,2002年毕业于华北水利水电大学,工程师。现在东方电机有限公司从事火电、燃机、核电发电机的安装
调试技术服务工作。
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康方专評論200算7VO28总09期
DONGFANG ELECTRIC REVIEW
电器也不会动作。
保护装置采用叠加交流电压式原理设计而成,装
注入式即叠加电压式,它最显著的优点是不置注入40V工频交流电压,并在测量回路中串接
论发电机在静止状态还是在运行状态,都能正常-3.3kΩ电阻,设计测量电阻低于4kΩ报警,低
发挥保护的作用,能最大限度地保护发电机的安于2kΩ跳机。由于该发电机型采用无刷励磁方式,
全。对于注入式保护的要求是所注入电压不能影转子没有集电环,为装设转子接地保护装置,于
响发电机励磁系统的正常工作。
转子尾端单独设计一个小的滑环轴引出转子电压,
注入式中应用得比较多的是叠加交流电压式,
装置结构原理示意图如图2所示。
其保护原理如图1所示。图中CE为励磁绕组对地
电容,R。为励磁绕组对地电阻。U为励磁绕组整
滑环轴
定交流分量。C1为隔直电容,其作用是使励磁电
电刷
压产生的直流电流不会流经交流电源回路。K为继
电器,其阻抗为Rk。U√为电压变换器,主要起到
举刷线圈
隔离作用,将交流电源和转子回路隔开,并将交
b
流电压降低到保护装置所需要的电压。
电刷
/
举刷线圈
C
电刷
k
R
图2装置原理示意图
多
图1叠加交流电压转子一点接地保护原理图
监测方式设计成周期性监测,采用独立举刷
装置(电磁铁)定期举起电刷与滑环轴接触叠加交
正常运行时,不考虑电刷与轴的接触电阻时,流电压,举刷装置采用直流125V电源供电,完成
流过继电器的电流为:
一次测量后即退出,下一个周期再次自动举刷投
Um+っ
入,一般测量周期设置为每24h测量监测一次。
这样设计的好处可以减小滑环和电刷长期高速旋
R、-AaR。-jXaE
转摩擦而造成的磨损,增长使用寿命。但间隔周
R。X
期不能设置太长,以免当机组发生接地故障时不
式中-j
为Cm的容抗和Fm并联后能及时监测。该保护装置也可以人工手动发出举
的阻抗。
刷测量信号,在机组运行时,若遇发电机组运行
当励磁绕组对地绝缘降低时,流过继电器的参数异常,应及时手动举刷监测转子是否发生接
电流将增大,达到保护整定值时保护动作。这种保地故障。
护的优点是消耗功率小、没有死区,缺点是流过2.2转子接地保护装置误报警的处理及原因分析
继电器的电流受励磁绕组对地电容、励磁电压中
此台机组在调试期间,发现转子接地保护频
交流分量等因素的影响。
繁报警,但实际测量转子绕组绝缘电阻值均高于
2半转速核能发电机转子接地保护装置误报警原转于接地保护装置测量值,说明转子接地保护装
因分析
置测量值不准,是误报警。下表1是连续9天采集
到的相关数据。
2.1转子接地保护装置原理和特点
从表1数据可以看出,连续9次测量的数据均
某核电站半转速核能发电机所采用的转子接地
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