UNITROL 5000励磁系统转子过电压保护误动分析
2016-03-19 21:23阅读：
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1 故障案例一
1.1 故障过程
某电厂1
号机组有功功率210MW
，无功功率85.9MVar
，机组励磁电压205.3V
，励磁电流1816.8A
。突然2201
断路器跳闸，机组全停，6KV
快切动作电源切换至启备变。DCS
光子报“励磁系统故障”、“转子过电压”,
发变组保护A
、B
柜“励磁系统故障”、C
柜“主变联跳”动作。就地检查励磁调节器柜，面板“转子过电压”报警。
1.2 故障检查
继保人员检查励磁柜内元件未见异常，查看机组故障录波器，发电机B
相电流 突变启动，机端电压降低，B相电压最低到16.96KV,B相定子电流最大9225A。值长询问省调得知系统受到冲击（距离我厂15公里的某电厂2号高备变发生内部短路故障，造成其所在母线及出线全部跳闸）。测量灭磁电阻直流阻值正常，检查励磁装置进线柜内交流保险（F15）无问题。读取励磁装置故障录波图形，根据录波图形分析故障过程为：系统电压降低导致机端电压下降，励磁装置强励动作，在强励过程中转子过压保护动作造成停机。经与ABB厂家共同分析，判断为转子过电压保护误动。
1.3 故障分析
ABB励磁转子过电压保护原理如下：当调节器检测到跨接器导通电流值（P10929霍尔元件检测值）大于导通电流设定值（P925厂家整定为200A）持续20ms以上，则转子过电压保护动作。1号机组恢复正常后，ABB厂家人员实测负荷210MW时，霍尔元件输出值（P10929）为-124Ａ，2号机组负荷240MW时，P10929测量值为-114Ａ。厂家给出P10929的理论值为0A。由于该电流检测利用霍尔元件实现，输出电压为mV级，在受到一定电磁干扰时，元件输出会有较大波动，致使强励动作时，P10929输出值大于设定值，诱发转子过压保护动作。
2 故障案例二
2.1 故障过程
某#1机组在2009年5月发生跳闸事故，此时机组带300MW负荷，保护人员现场发现发变组保护A
、B屏（南瑞RCS985A）发外部重动4（励磁系统故障）信号，在励磁调节屏ECT终端发现调节通道1、2有F35（转子过电压）信号，调出发变组故障录波图分析后，确认事故为励磁系统故障引起。
2.2 故障检查
1）对灭磁柜内Crowbar回路的霍尔变送器外观、二次接线检查无发现明显的问题。
2）起机后对励磁参数10929（Crowbar回路电流）进行检查，发现机组负荷在250MW、励磁电流1800A时，Crowbar回路电流在-160左右波动，正常运行时Crowbar回路电流理想值应在0A左右，判断这种异常为霍尔变送器测量不准或受干扰造成，而一次设备本身并无问题。
3）因参数925（转子过电压定值）为200A，针对Crowbar回路电流运行中出现的异常现象，临时将参数925定值改为400A；后经过多次观察发现Crowbar回路电流随着励磁电流的增大而增大，在满负荷时Crowbar回路电流达到-196A，而转子过电压跳闸定值为00A，故在满负荷时，励磁电流稍有增大就会引起转子过电压保护跳闸，由此确认5月13日发生的转子过电压跳闸事故为霍尔变送器测量不准或受某种干扰引起。
2.3 故障分析
1）后停机更换霍尔变送器后，起机后检查Crowbar回路电流仍然随着励磁电流增大而增大，判断霍尔变送器本身无问题，Crowbar回路电流为干扰引起。
2）对灭磁开关柜内励磁母线的布置加以分析，认为干扰是由母线结构布置的不合理造成。因Crowbar回路附近的励磁直流输出铜排不对称，当励磁输出铜排通过大电流时，因为不对称产生的磁场会使霍尔元件受到感应，从而造成Crowbar回路电流不为零。
3）根据现场情况母线的布置已不可能变动，故只能调整参数925的定值。观察不同励磁电流下的Crowbar回路电流值，发现励磁电流与Crowbar回路电流值基本成线性正比关系，因此对参数925定值重新整定如下（需躲过强励即2倍额定电流下的干扰值）：发电机额定励磁电流为2642A，励磁电流在1800A时参数10929为160A，在强励即2倍额定励磁电流下，参数10929会达到2642/1800×
2×160=470A，考虑一定裕度，则参数925定值可整定为470×1.25=588A，取600A。
3 建议
1）采用霍尔传感器的UNITROL
5000励磁系统可将定值设置为躲过最大干扰电流。
2）采取措施减少对霍尔元件的干扰。
3）对其他采用霍尔元件的设备应用类似处理方法（如某电厂采用的利德华福变频器因功率模块中的霍尔元件采样不准而发生跳闸）。
上述案例一摘自《工控培训》微信号2015-05-07
案例而摘自《中国西部科技》2011年1月 ABB
UNITROL 5000励磁系统几例故障分析及处理
作者席国权刘波元，详细内容可查看原文。
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