李海存
【摘 要】分析了一期800 kt/a硫酸装置发电机传统电桥式转子接地保护存在的不足.鉴于目前微机转子接地保护技术的普及,从技术、投资和保护完善等层面论述了微机转子接地保护中乒乓式转子接地保护的技术应用.微机乒乓式转子接地保护用于该800 kt/a硫酸装置后,提高了发电机转子接地保护的可靠性和灵敏性,保证了发电机的安全运行. 【期刊名称】《硫酸工业》
【年(卷),期】2018(000)012
【总页数】race实验7页(P36-42)
【关键词】发电机;转子;接地保护;乒乓式
【作 者】李海存
【作者单位】云南天安化工有限公司,云南安宁650309
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ111.16
云南天安化工有限公司一期800 kt/a硫酸装置的6 MW中压蒸汽发电机建设和投运已有10年以上。随着运行年限的增加，发电机转子接地保护技术在可靠性和灵敏性等方面受到了严峻考验。通过对现使用的电桥式保护原理分析后出了其本身存在的缺陷；同时结合实际应用中电桥式保护存在的问题，进一步证明了其保护技术的落后性。技术人员提出乒乓式转子接地保护和注入式转子接地保护两种技术改造方案，从技术特点、性价比和技术改造实施等方面又进行了全面分析比较。一期800 kt/a硫酸装置的6 MW中压蒸汽发电机转子接地保护改造方案选择了乒乓式接地保护技术。结合哈尔滨光宇电气自动化有限公司的WFH-31A/05系列微机转子接地保护装置技术特点，实施了技术改造工作。后期运行中保护动作的可靠性和灵敏性证明了技术升级改造是正确的。
1 工作原理及问题分析
一期800 kt/a硫酸装置的汽轮发电机转子接地保护装置在改造前使用传统的电桥式保护原理[1]，见图1，其一点接地保护和两点接地保护的原理见图2和图3。绝缘监测原理见图4。
图1 改造前发电机转子接地保护原理
图2 一点接地保护原理
图3 两点接地保护原理
自动加油泵
图4 发电机转子接地监测原理
1.1 工作原理简述
装置电压取自607#和603#线，并联在转子绕组的励磁系统输出端，600#线接大轴。当发电机开车后投入压板7LP，如图2所示。当没有发生转子接地时电桥处于平衡状态，即在图1中励磁保护电压继电器FV中没有电流流过——继电器不动作。
当运行过程中发生转子一点接地时，电桥平衡被打破。当接地电流达到FV继电器动作值时，FV继电器吸合其常开触点起动时间继电器KT。继电器KT延时超过整定值时起动中间继电器KA，KA通过其自身的常开触点自锁。KA的常开触点也短接滑变电阻与大轴的所有检测元件，此时通过图4的检测原理可以判断接地点的距离。调整滑变电阻器Rf的电阻分配，
只到按下SBn按钮后要使得3PV电压表指示为0 V。再按下SBf按钮解除KA的自锁，即投入转子两点接地[2]。
当发电机转子发生转子一点接地对发电机并不会造成危害，允许继续运行。为避免两点接地故障必须在调平滑变电阻器后投入保护出口压板8LP。当转子再次发生第二点接地后，保护出口跳开发电机并网柜，迫使发电机停车。
1.2 电桥保护的缺陷
1)故障一点接地后，如图2所示，假设发生第二点接地距离第一故障点较远，则保护的灵敏度较好。反之，若第二故障点距离第一故障点很近，保护将拒动，因此保护存在死区(死区范围在10%左右)；
2)如果第一接地点发生在转子绕组的正极或负极端，此时电桥失去调节作用，不论第二点接地发生在何处，保护装置将拒动，死区达到最大100%。对于容易发生接地几率而言，碳刷部分是最容易发生接地故障的，即死区最大的可能性很大；箱包手把
3)从原理图上可以分析得知，两点接地保护只能在转子一点接地后投入。对于同时发生两
点接地，或第一点接地后紧接着发生第二点接地，保护均不能动作于跳闸；
4)在停车状态下，不具备检测功能[2]。
1.3 在应用和维护过程中则出现的实际问题
1)滑变电阻器长期并联于转子绕组两端，只要发电机运行滑变电阻器就带电运行，使用后期曾一度严重发热。
2)励磁保护电压继电器KV、时间继电器KT、塞流线圈L和滑变电阻器Rf等元器件，原厂家已经停产，对备件提出严峻考验。
3)保护动作过后，很难通过现有装置判断其接地时的电阻值，对接地点的判断带来一定的困难，查范围大，效率低下。
2 解决方案
方案一：使用乒乓式转子接地微机保护装置；方案二：使用注入式转子接地微机保护装置[1]。两种方案比较如表1。
表1 使用乒乓式转子接地微机保护和注入式转子接地微机保护装置的比较项 目微机保护实时计算故障记录自动投二点接地保护停机状态检测价格施工难度 备注乒乓式转子接地微机保护装置×便宜容易 辅材零投入、对电压要求质量一般注入式转子接地微机保护装置昂贵较大 敷设电缆、电压质量要求高切极易影响发电励磁系统正常工作。
电子狗数据注：√表示具备此项功能；×表示不具备此项功能。
通过以上两种方案的比较，对于6 MW的小容量机组而言，采用乒乓式转子接地微机保护装置的性价比较高，实施技术升级容易操作。至于在停车状态下不具备检测转子接地保护功能，可通过开车前的绝缘检测措施消除隐患。鉴于二期800 kt/a硫酸装置6 MW中压蒸汽发电机组在用的转子接地保护装置是乒乓式转子接地微机保护装置，在备品备件上可降低库存资金积压。
3 理论验证与实施
3.1 原理分析与要求提出
模切机刀模微机乒乓式变桥原理的分析，其原理图如图5所示。
图5 乒乓式变桥原理
E为励磁回路直流电动势，S1、S2为微机控制的静态联动切换开关。切换开关S1、S2轮流导通，分别测量E和R1两端电压U得到E，E′和U，U′。当转子(励磁绕组)一点接地时，根据实测的两组数据可以计算出接地电阻Rg和故障点位置α[2]。
氯仿沸点当S1闭合、S2打开时为状态1，此时直流电动势为E，R1两端压降为U；当S1打开、S2闭合时为状态2，此时直流电动势为E，R1两端压降为U′。
在状态1(S1闭合、S2打开)下，根据基尔霍夫第一定理，可以列出方程式：
(R+R1+Rg)I1-(R1+Rg)I2=αE
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议