电站电气设施故障问题

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1电抗器引发故障的处理

1.1中心线电流变化对于几台发电机并列运行，中心线电流随所带负荷不平衡而发生巨大变化。并列运行时，某台发电机所带负荷相对其它机组越大，则该机中心线的电流就越大。这是因为其他发电机三次谐波电流与该机形成环流，造成该机中心线电流大大增加。此种情况会导致中线过热，甚至熔化。因此，要求并列运行时尽量调整各台发电机所带负荷的平衡。

1.2造成准同期并网装置失灵由于发电机中心线直接接地而系统侧的“零点”（主变中心点）是经电抗器而接地，对交流电来说，经电抗器后电流就滞后电压90度。因此,对于直接取用机端电压（220伏）进行并网的同期装置，两个零点之间就存在着22v左右的电压差，造成同期装置失灵。在实际中，只要用一根1.5mm2导线将主变中心点接地，同时也引一根地线到同期装置并适当调大并网角度，即可解决此问题。

1.3造成线路主与变及电抗器间的谐振笔者曾在某电站遇到过该情况并进行了处理。该电站3台250kw机组，两台175kw机组，1号主变容量为1000kwA，2号主变容量为500kwA。开机并网时发现准同期装置失灵，同期转向灯不正常，白灯、红灯同时熄灭。测同期装置引入电源电压分别为210v、340v，测母线三相对地电压为170v、230v、340v，短路电抗器三相对地电压均在220v左右，同期装置及转向灯也恢复正常，以此现象判定为谐振。处理方法有三种：(1)先投入2号主变并上一台175kw机组，破坏谐振点，再并250kw机组；(2)采用1个转换开关，250kw机组并一台前先将电抗器短接，并上机组后再切除短接；(3)有条件地方采取补偿电容，一方面可以破坏谐振，另一方面又可以补偿机组无功，这是最恰当的。

2中性点不接地系统电压不平衡现象

2.1电压互感器熔断器熔断电压互感器熔断器熔断有高压熔断器熔断和低压熔断器熔断之分，出现的现象也是完全不一样的。

2.1.1高压熔断器熔断(1）单相高压熔断器熔断，由于PT有一定的感应电压，所以故障相电压降低，但不为零，非故障相电压正常，向量角为120°同时由于熔断器熔断使一次侧电压不平衡，造成开口三角形有电压，即有零序电压。例如，A相高压熔断器熔断，矢量合成结果（见图1），图1A相熔断电压向量图2A、B两相熔断电压向量零序电压3U0，数值等于相电压Ux（下同），电压表指示约为33v左右，故能起动接地装置，发出接地信号。若机组运行时出现这种情况，由于高压熔断器熔断等于保护退出，故要求电站值班人员向调度申请停机，通知检修更换高压熔断器。(2)两相高压熔断器熔断，同样由于PT感应效应，所以故障相电压降低，但不为零，非故障相电压正常，同时一次侧电压也不平衡，开口三角形也有电压，例如，A相、B相高压熔断器熔断，矢量合成结果（见图2），只有一相C相，零序电压3u0，数值也等于相电压uX，约为33v左右，故能起动接地装置，发出接地信号，处理方式同一相熔断器熔断一样。

2.1.2低压熔断器熔断单相低压熔断器熔断时，由于是一次侧熔断器熔断，一次侧电压正常，所以故障相电压为零，非故障相电压正常，其向量角为120°。开口三角形处没有零序电压，不能起动接地装置，不发出接地信号。出现这种情况，只要电站运行人员及时自行更换低压熔断器就可以了。两相低压熔断器熔断，也是故障相电压为零，非故障相电压正常，A处理方法和单相熔断一样。

2.2单相接地单相接地，可分金属性接地和非金属性接地。若A相接地，其电压向量图（见图3、图4）。若用K表示单相接地系数，则K=u0d/uX（0≤K≤1.0，K=0为不接地，K=1为金属性接地）图3A相接地中性点电压向量图4A相接地中性点位移轨迹由图3和图4可知各相对地电压的特点：

2.2.1相对地电压uAd。K=0时，uAd=uX；K=1时，uAd=0；当K在0～1.0之间变化时，uAd在uX～0之间变化，故接地相对电压uAd降低，但不为零。

2.2.2非接地相对地电压uBd。K=0时，uBd=uX；K=1时，uBd=3uX；即上升为线电压，K值在0～1.0之间变化时，uBd相量的始端沿着图的半圆OdA变动。可见，在一定范围内单相（A相）非金属性接地，非接地相（B相）对地电压是降低而不是升高的。在这个范围内接地相（A相）对地电压也不是最低的。故不能用对地电压最低作为判断接地相的依据。当不在这个范围内，B相对地电压会升高，且不超过线电压。

2.2.3非接地相对地电压uCd。K=0时，uCd=uX；K=1时，uCd=3uX；即上升为线电压；I当K在0～1.0之间变化时，uCd相量的始端沿着图的半圆OdA变动。可见，uCd总是升高的，在一定范围内单相（A相）非金属性接地，非接地相（C相）对地电压最高可超过线电压。

2.2.4点对地电压uOd。K=0时，uOd=0；K=1时，uOd=uX；K在0～1.0之间变化时，uOd在0～uX。当然对这个电压电压表是没有办法显示出来的，但对它有一定的了解，对我们分析电网的问题很有帮助的。总之，在0<K<1.0时，对任K值，C相对地电压总是大A相和B相的相对地电压，由此可以得出规律，单相非金属性接地时，以正相序（A→B→C→A）为准，对地电压最高的下一相为接地相。由于单相接地使一次电压产生不平衡，故开口三角形处有电压，电压值在0～100v之间，在金属性接地时，电压值为相电压的3倍，电压表指示为100v；非金属性接地时小于100v。小接地系统中，允许单相接地运行1～2h，但还是要及时解除故障的，否则会导致两相接地，而保护动作跳闸，影响送电。

3发电机电压达不到额定电压

拦河闸小型水电站发电运行时，一次发现发电机发点电压达不到额定值。在发电机刚检修完好的情况下，起动发电机到额定转速后，在升压时，减少励磁机磁电阻励磁电压和发电机定子电压都升不上来。这样维修人员必须查明故障原因。励磁机励磁电压的建立，起先是由剩磁所引起的，所以当励磁机失去剩磁时，励磁电压便建立不起来，检修过的发电机剩磁很容易消失。励磁回路的正确接线如图6。即励磁机电枢正极S1与励磁线圈乙乙Q的正极F1相连接，负极H2经过励磁变阻器Fz与乙乙Q的负极F2相连接。按正确接线运行停机后，共剩磁方向与励磁电流（从F1流向F2点）的方向相对应。如果在解体检修励磁机时，由于接线错误把励磁线圈正负极接反，如图7所示。这样再次起动运行，则励磁机、励磁线圈乙乙Q中流过的电流产生的磁通与铁芯原有剩磁方向相反，使剩磁削弱或者完全消失，所以电压建立不起来。在查明原因后，再对故障进行排除，处理方法是，这时应检查励磁回路（包括励磁机内部）有无断线，电刷位置是否正确，电刷接触是否良好，如果检查结果正常，而励磁电压表又有很小的指示值，表示励磁线圈接错方向，应把励磁线圈正负极性对换一下。如果励磁电压表没有指示，应在励磁机励磁线圈上加直流电源（一般用蓄电池）进行充磁。充磁时直流电源正负两极应和励磁线圈正负两端对应接触一下即可，如图8。在进行外加直流电源充磁时，最好把励磁开关切断、励磁电阻加到最大，防止发生高电压。

4结语

由上述几种情况分析看出，电站运行人员首先必须了解电气设备运动形式，对各种电气设备的型号、规格、铭牌、参数要熟练掌握。掌握设备的工作性能、工作原理及控制特点，是发现与排除故障的前提条件，熟悉各电器元件在设备的具体位置及线路的布局，充分掌握电气原理与实际配线的一一对应，是排除故障、提高设备性能的基础。这样在设备运行过程中，才能合理分析各种故障情况，做到分析判断准确，处理及时，才能保证设备的安全运行。