厂用电6kV段母线电压波动异常分析及处理

摘要：某发电公司2×150MW汽轮发电机组厂用电6kV段母线电压波动，发现为真空断路器B相的真空泡绝缘降低所致，更换后母线电压恢复正常，从处理过程中提出了查找设备隐患的途径及方法，并经实践证明对安全隐患分析和治理是正确的，在生产运行中有一定的借鉴和推广价值

关键词：母线；电压波动；真空断路器；绝缘；继电保护；措施

【分类号】：TD353.5

1 发变组厂用电系统概述

某发电公司2×150MW汽轮发电机采用武汉汽轮发电机厂生产的QF-155-2型的空内冷机组，额定容量为182.353MW，额定功率155MW，定子额定电压13.8kV，定子额定电流7629A；发电机采用自并励静止励磁系统，励磁变压器高压侧电源取自发电机机端；发变组采用单元接线方式引接至110kV母线系统，高压厂用变压器的高压侧直接接至发电机机端。

高压厂用变压器采用三相油浸式变压器，接线组别为Dd0，额定电压为13.8±2×2.5%kV/6.3kV，低压侧出线至6kV母线段，再通过该母线T接至6kV I、II段，在低压侧母线段安装1台6kV的TV小车（618），TV二次侧电压信号分别上送至发变组保护A、B柜和快切装置。

启动备用变压器采用三相油浸式变压器，接线组别为YNd11，额定电压为115±8×1.25%kV/6.3kV，低压侧出线至6kV备用段，再通过6kV I、II段备用进线开关为厂用系统在启停机及事故情况下提供电源，在备用母线段安装1台6kV的TV小车（680），TV二次侧电压信号分别上送至故障录波器、启动备用变压器保护柜和快切装置柜。

6kV I、II段厂用母线分别通过I、II段的进线开关为厂用系统提供电源，厂用系统的高压辅机及干式变压器均由6kV I、II段厂用母线供电，在两厂用段分别安装1台6kV的TV小车（681、682），其TV二次侧电压信号分别上送至故障录波器和快切装置柜。

2 故障的发生

2014-02-16―03-01，继保人员在对设备巡检过程中发现1号机组发变组故障录波器“6kV I段L2相电压突变量和II段L2相电压突变量”频繁启动。3月1日19：00，6kV I、II段L2相电压下降至56.70V，L1相电压升高至62.23V（二次值）后不再发生变化。

3 故障原因分析

分析发变组故障录波器的图形，可以看出厂用系统6kV段母线电压出现了异常，继电保护专业人员分别对可能引起的原因进行了排查和分析。

首先6kV I、II段母线的电动机和变压器保护装置采用的是东大金智WDZ-5200系列的产品，查看运行中的变压器及重要辅机设备，未发现存在零序电流分量。但发现6kV I、II段母线B相电压波动与启停输煤系统的粗碎碎煤机和细碎碎煤机有一定的契合度，因输煤系统环境较差，因此很有可能是该电动机的原因所致。

其次怀疑6kV母线段B相绝缘降低所致，厂用6kV母线铜排常规情况下，均通过支撑绝缘子与盘柜外壳相邻，如若支撑绝缘子受潮或积灰，势必影响绝缘子的绝缘强度，可能会造成母线对盘柜外壳放电，导致运行中的母线电压波动，而这种闪络式的放电仅仅会造成电压波动或者绝缘直接击穿后电压突降至0V，不可能造成电压降低3V（二次侧）后不再变化，因此母线引起的可能性不大。

再者怀疑可能是由于PT小车所致，PT小车内部含有一组成套的避雷器，当避雷器B相绝缘下降后，会造成B相母线间歇性放电，引起母线B相电压波动，当启动6kV段上某一台辅机电动机时，由于电压拉低，B相母线电压可能瞬间恢复，但当启动完成后，母线电压还会继续波动，而不可能造成电压降低3V（二次值）后不再变化，因此PT避雷器引起的可能性不大。

最后怀疑6kV I、II段母线的某一台真空断路器B相存在缺陷，若真空断路器的真空泡绝缘降低，将造成母线的B相对负载放电，若负载为电动机Y接线方式时，势必会引起电压的波动，而且当真空泡绝缘击穿后，断路器分闸后也会引起电压波动或者直接降低。

4 处理措施

机组停机后进行了仔细的检查，2月24日22：37，1号机组解列，1号机组厂用电6kV I、II段母线负荷全部切换至启动备用变压器低压侧供电。继电保护专业人员查看1号发变组故障录波器的波形曲线，发现母线L2相电压依然存在无规律性的波动。

2月27日对6kV II段母线进行停电操作，在停运负载过程中，继电保护专业人员对母线电压进行监视，依然存在L2相电压无规律的波动，在断开6kV II段备用进线开关后，6kV II段母线停电，但测量母线TV二次侧L2相电压依然在波动，可以判断出此次6kV I、II段母线L2相电压波动，是由于6kV I段的一次设备故障引起，与II段的一次设备无关。

3月2日对6kV I段母线进行计划停电检修。首先对负载进行停电操作（1号低压厂用变压器、1号污水厂变压器、1号除灰空压机运行），逐个断开3台真空断路器，并测量母线L2相电压，未发现电压恢复，排除负载的原因。其次对I段母线的TV小车进行检查，为防止I段的负载出现低电压保护动作报警，与运行人员申请后，拉出TV小车，并继续测量母线L2相电压，发现电压依然未恢复，且TV小车处未发现爬电痕迹。最后计划逐个退出6kV I段所有的真空断路器后，对I段母线进行耐压试验，并且在退出断路器的过程中由继电保护专业人员对母线的L2相电压进行实时测量，在运行人员摇出“1号细碎碎煤机正转（6105）”断路器时，母线L2相电压恢复正常，且在摇出过程中伴随着明显的放电声音，由此可以断定此次6kV I、II段母线L2相电压异常是由于此真空断路器绝缘问题所引起的。

将此真空断路器拉出后，发现开关的L2相真空泡发热严重（72℃），L1、L3相为室温（10℃），对L2相断口进行绝缘测试为0.1MΩ，L1、L3相断口绝缘测试为无穷大，开关合跳多次后，再次对L2相断口进行绝缘测试为0.2MΩ，L1、L2、L3三相对地绝缘均为无穷大，开关L1、L2、L3三相的接触电阻分别为31.2μΩ、48.4μΩ、53.2μΩ，由此可以看出母线L2相电压下降是由真空断路器在分闸状态下断口绝缘下降至1.2MΩ引起的（L1、L3两相断口绝缘100GΩ）。

更换该台真空断路器真空泡后，开关各项试验合格，恢复系统运行 6kV I、II段母线电压正常。

5 结束语

本文通过对厂用电母线段电压波动的分析，从电气一次、二次专业方面入手查找设备异常，发现是由于厂用电6kV的电气设备绝缘下降所致。及时发现电气设备的劣化，离不开继电保护专业人员对故障录波器波形的监视和分析，这就要求专业人员不能放过任何异常现象，并认真分析研究，结合检修机会对异常隐患进行排查处理，及时有效的将电气缺陷消除在萌芽状态，避免问题扩大，发生重大事故。

作者简介：

徐向伟，男，汉族，1986年04月出生，助理工程师、主要从事火电厂继电保护检修工作.

陈珍顺，男，汉族，1973年04月出生，工程师、主要从事发电厂设备部的管理工作.

参考文献：

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