2 號發電機中性點 CT 匝間短路案例分享
2 號發電機中性點 CT 匝間短路案例分享
設備簡介：
2 號發電機出線及中性點電流互感器是配套上海互感器廠生產的LM8-20 型套管式互感器。額定電壓：20KV；標準代號：GB1208-97；額定頻率：50Hz；額定電流比：25000／5A；準確級：0.2 0.2S 5P20；耐熱等級：F 級；額定輸出：100VA 100VA 200VA ；B 相第 3 組CT 的出廠序號 020048；出廠日期2002 年 8 月。每相中性點側和出線側各布置四隻電流互感器，共計 24 隻。該型號的電流互感器采用卷繞式矽鋼片上纏繞二次繞組結構，為降低相間磁場幹擾，在二次繞組外層設置了屏蔽繞組，屏蔽繞組設計分為 8 段，每段 120 匝,采用首-首、尾-尾連接方式。
事件經過：
3 月 21 日 06 時 17 分，2 號發電機 M-3425-1 保護屏報警，隨後自動複歸，運行人員檢查為 2 號發電機負序反時限過流 46 報警，立即通知電氣二次人員檢查。6 時 20 分，2 號發電機 M-3425-1 保護屏負序反時限過流 46 再次報警。7 時 30 分左右，電氣二次專業人員進入電子間接濾波器對保護裝置進行監視，在監視期間發電機負序過流信號保護並沒有發保護告警信號，電氣二次人員持續監視其電流走勢平穩，7時 45 分，2 號發電機 M-3425-1 保護屏負序反時限過流 46 第三次報警。在 7 時 52 分左右突然發現差動電流急劇上升，並在瞬間差動電流上升至動作值，差動電流保護 87 動作，機組跳閘。機組跳閘後，電氣二次人員對保護裝置和二次回路進行檢查，確認為發電機差動保護M3425-1 動作，其電流回路取自發電機中性點側 CT 431 回路和發電機出口側 CT 481 回路，故障時刻保護裝置測量發電機 B 相電流分別為機尾 4.45A，機端 3.67A，差流為0.78A，大於差動保護定值 0.77A，差動保護出口跳閘。保護裝置測量的負序電流超過 5%報警值，負序電流保護發報警信號。發電機另一組差動保護 M3425-2 未啟動，其電流回路取自發電機中性點側 CT 421回路和發電機出口側 CT 471 回路；發變組故障錄波器啟動錄波，但機端及機尾電流平衡無差流。電氣人員在發變組保護屏和發電機就地端子箱 431/481 回路模擬發電機正常負荷電流，並且任意改變電流的相位，檢查M3425-1 保護裝置采樣精確，保護定值正確，保護屏內及外部二次回路接線正確，測量 CT 二次回路絕緣合格。（對地絕緣均在 20MΩ以上），模擬發電機故障電流，檢查 M3425-2 保護裝置差動保護采樣精確，保護定值正確。打開 2 號發電機機端 CT 端子箱內431 和 481 回路聯片，測量 CT 二次繞組直流電阻，B 相第 3 組 CT 二次繞組直阻為 5.13Ω，比其餘的 CT 二次繞組直阻的平均值 5.6Ω小將近 10％；測量該組 CT的伏安特性，在二次電流為 1A 時對應電壓為 600V 左右，繼續調整電壓，電流迅速增大，電壓迅速下降，檢驗設備保護跳閘，判定該組 CT 內部匝間短路。3 月 21 日晚將 2 號發電機中性點側 B 相四個 CT拆下後檢查，發現四個 CT 靠 A、C 相方向的絕緣均出現了過熱老化、碳化現象，同時檢查發電機出線側第 6、7 組 CT 的 B 相靠 A、C 相處也存在過熱絕緣鬆散現象。22日對拆下的匝間短路 CT 解剖發現，CT 外層的屏蔽繞組和內部的二次線圈繞組靠 A、C 相方向絕緣已嚴重燒損，絕緣漆已脫落，經過核對故障 CT 屏蔽繞組共分8 段，每段 120匝。
針對 2 號發電機 CT 檢查發現的問題，立即於 22 日淩晨對正在運行的＃1 機組24 隻電流互感器表麵溫度進行測量，發現其中 B 相中性點第4 組電流互感器的表麵溫度高達 144.8℃
原因分析：
該型號的電流互感器采用卷繞式矽鋼片上纏繞二次繞組結構，為降低相間磁場幹擾，在二次繞組外層設置了屏蔽繞組，屏蔽繞組設計分為 8 段，每段 120 匝,采用首-首、尾-尾連接方式，台電 1、2 號機組安裝的 CT 是上海互感器廠第一次研究開發的唯一兩套 F 級采用屏蔽繞組的套裝式電流互感器，由於初次設計存在缺陷，屏蔽繞組匝數偏少，屏蔽裕度不足。發電機在運行中，B 相與 A、C 相最近處互感最嚴重，磁通密度最強，引起 B 相 CT 在 A、C 相最近處磁滯渦流損耗電流過大，致使該 CT 發熱嚴重，絕緣損壞,造成發電機 B 相中性點 CT 第 3 組匝間短路，差流增大造成差動保護動作，機組跳閘。上海互感器廠在 03 年發現了該型號 CT 存在設計缺陷，並對屏蔽繞組進行了改造，屏蔽線圈匝數由 120 匝增加到 360 匝，改型後的產品有兩套供貨到大唐盤電，其中一套已經於 04 年 5月份投入運行， 根據 3 月 23 日大唐盤電提供的改進後運行 CT 的最高溫度為 68℃，也進一步證實了屏蔽線圈匝數不夠是造成 CT 在運行中嚴重發熱的根本原因。
經驗教訓：
1. 要加強對發電機 CT 溫度的監測檢查
2. 加強對發電機 CT 日常維護
3. 在大小修期間要對發電機 CT 進行直阻等電氣試驗檢查