一起瞬时失磁烧环发电机事故分析

一起瞬时失磁烧环发电机事故分析一起瞬时失磁烧环发电机事故分析 概况 我地区隆林县坝后电站二号发电机于去年 5 月 21 日发生失磁故障后 由于值班员处理不当 引起发电机定子线 圈端部绝缘严重烧毁 事故前该电站与冷水 梅达一级 梅达 二级等电站并列运行 构成一独立的小型电网如下图所示 当时系统出力分配详见附表一 事故发生过程 去年 5 月 21 日凌晨 l 时 50 分坝后电站机 组运行声音忽然发生异常 同时发电机监视盘上各仪表指示也 发生变化 即发电机定子电流从 46 安上升至 57 安 电压从 6 千伏下降到 5 千伏 无功出力从 240 千乏下降至零 该仪表刻 度无负值 有功出力未变 转速升高 转子电压电流表末注意 观察 与此同时系统上梅达一级站机组过流保护动作 开关自 动跳闸 梅达二级和冷水两电站 6 千伏母线电压比正常偏低 几秒钟后自动恢复正常 l 小时后 即于 2 时 50 分 再次出现上 述现象 坝后电站值班员发现电压降低后 便将磁场变阻器阻 值减至零值 但发电机端电压还是升不起来 随即切断发电机 出口开关 轻片刻后 发电机发出巨大的短路电流冲击声 发 电机过电压 过负荷 过电流等保护均动作 随着从发电机端 盖喷出火光来 事故后检查 发电机定子绕组端部绝缘全部烧 毁 并且 a 相引出线烧断 b c 两相均在线圈间连接弯头处烧 断 事故现状分析 机组运行发生异常响声后 无功出力从 240 千乏降至零 这说明发电机转子励磁电流已全部消失 即 发电机转子失磁 此时将会出现如下各种现象 1 机组失磁后还可继续向系统输出有功功率 在正常运 行时 由于从水轮机传送到发电机转子上的主力矩与电磁制动 力矩相平衡 转速稳定 发电机定子旋转磁场与转子磁场同步 运转 当发电转子失磁后 电磁力矩减少 主力矩过剩 转速 升高 即定子旋转磁场与转子转速两者间存在一个转差 定子 旋转磁场就以这个转差的速度扫过转子表面 在转子表面和线 圈中便感应出一个交流电流来 这个交流电流与定子旋转磁场 的作用产生一种制动力矩 发电机转子在克服这种制动力矩的 过程中做了功 把机械能转换成电能 所以发电机还可以继续 向系统输出有功功率 因为坝后电站机组为人工手动调速 发 生故障后机组转速未能及时减下来 所以有功出力仍保持原来 不变 2 发电机定子电流升高 当发电机转子失磁进入异步运 行后 要从系统吸取大量的无功以建立定子旋转磁场 加上机 组向外输送有功功率 所以电流升高 3 6 千伏母线电压降低 发电机转子失磁后 它就不能 建立起端电压来 因此当时坝后电站 6 千伏母线上的电压是从 系统中其他机组 冷水 梅达二级等电站组 供过来的电压 由于 坝后电站从系统中吸取大量的无功 这个无功沿线路中流动引 起了电压损耗 所以坝后电站 6 千伏母线电压降至 5 千伏 比 冷水 梅达等电站的电压低 4 无功表的指示为零 发电机失磁后 功率因数进相 照 理说无功指示应为负值 但由于该仪表刻度无负数 最低针档 是零值 负值反映不出来 5 系统中梅达一级站机组过电流保护动作 开关跳闸 坝 后电站机组失磁后 给系统造成了一定的无功缺额 为力争补 偿这一无功缺额 势必使冷水 梅达一级 梅达二级等电站无 功出力增加 定子电流增大 从附表一 系统出力分配表 中可以 看到 冷水和梅达二级两电站事故前实际无功出力较低 无功 容量余地较大将坝后电站的无功出力全部分别转给他们带也还 未达到满载 而梅达一级站无功出力已接近机组容量 无功余 量极少 容易造成机组过负荷 所以坝后电站机组失磁后 引 起梅达一级电站过电流保护动作跳闸 而冷水与梅达二级电站 还能照常供电 事故原因分析 发生这次发电机烧坏事故的原因主要是发 电机转子失磁后 由于值班员处理错误所造成的 可以认为这 次发电机转子失磁故障是间断的 即在励磁回路中有某一接头 处有时接触不良 有时又恢复接触良好 过去运行中曾出现过多 次 未引起重视 当励磁回路断路后 值班人员发现 6 千伏母 线电压降低 就将磁场变阻器之电阻减至零值 欲提高发电机 电压 但电压升不起来 随即切断发电机出口开关 磁场变阻器 调至最大电阻位置 开关切断后励磁回路自动恢复接通 因为 当时磁场变阻器已调至零值位置 使发电机转子获最大的励磁 电流 加上发电机开关切断时甩掉了 320 千瓦的负荷 转子转 速急剧上升 此时水轮机开度为 95 发电机端电压过高 引起 发电机定子线圈端部过电压击穿 造成多相接地短路 虽然过 电压 过负荷 过电流等保护均已动作 发电机出口开关事前 也已断开 但由于发电机无自动灭磁保护装置 同时值班人员 都是未经过严格训练的新工人 缺乏对事故现象的判断分析能 力和事故处理的基本方法 致使事故时间延长而造成机组定子 线圈端部绝缘全部烧毁 这就是此次事故的主要原因 事故教训及反事故措施 水电部颁发的 发电机运行规程 规定 水轮发电机是不允许无励磁运行的 当发电机失磁后 应立即转移负荷停机处理 此次坝后电站开始机组运行不正常 根据各仪表指示的变化情况判断是属于失磁故障 应立即停机 进行检查处理 但值班员对此事故性质判断不出来 使故障得 不到及时排除 同时值班员在处理操作过程中发生错误 致使 故障发展扩大为发电机烧毁的重大事故 我们认为 1 切实加强领导 提高思想认识 发生了事故必须按照 三不放过 的原则进行分析处理 吸取教训 采取措施 防止 事故发生 2 要牢固树立安全第一的思想 对运行设备要做好巡回 检查工作 严密注