2 号发电机中性点 CT 匝间短路案例分享
2 号发电机中性点 CT 匝间短路案例分享
设备简介：
2 号发电机出线及中性点电流互感器是配套上海互感器厂生产的LM8-20 型套管式互感器。额定电压：20KV；标准代号：GB1208-97；额定频率：50Hz；额定电流比：25000／5A；准确级：0.2 0.2S 5P20；耐热等级：F 级；额定输出：100VA 100VA 200VA ；B 相第 3 组CT 的出厂序号 020048；出厂日期2002 年 8 月。每相中性点侧和出线侧各布置四只电流互感器，共计 24 只。该型号的电流互感器采用卷绕式硅钢片上缠绕二次绕组结构，为降低相间磁场干扰，在二次绕组外层设置了屏蔽绕组，屏蔽绕组设计分为 8 段，每段 120 匝,采用首-首、尾-尾连接方式。
事件经过：
3 月 21 日 06 时 17 分，2 号发电机 M-3425-1 保护屏报警，随后自动复归，运行人员检查为 2 号发电机负序反时限过流 46 报警，立即通知电气二次人员检查。6 时 20 分，2 号发电机 M-3425-1 保护屏负序反时限过流 46 再次报警。7 时 30 分左右，电气二次专业人员进入电子间接滤波器对保护装置进行监视，在监视期间发电机负序过流信号保护并没有发保护告警信号，电气二次人员持续监视其电流走势平稳，7时 45 分，2 号发电机 M-3425-1 保护屏负序反时限过流 46 第三次报警。在 7 时 52 分左右突然发现差动电流急剧上升，并在瞬间差动电流上升至动作值，差动电流保护 87 动作，机组跳闸。机组跳闸后，电气二次人员对保护装置和二次回路进行检查，确认为发电机差动保护M3425-1 动作，其电流回路取自发电机中性点侧 CT 431 回路和发电机出口侧 CT 481 回路，故障时刻保护装置测量发电机 B 相电流分别为机尾 4.45A，机端 3.67A，差流为0.78A，大于差动保护定值 0.77A，差动保护出口跳闸。保护装置测量的负序电流超过 5%报警值，负序电流保护发报警信号。发电机另一组差动保护 M3425-2 未启动，其电流回路取自发电机中性点侧 CT 421回路和发电机出口侧 CT 471 回路；发变组故障录波器启动录波，但机端及机尾电流平衡无差流。电气人员在发变组保护屏和发电机就地端子箱 431/481 回路模拟发电机正常负荷电流，并且任意改变电流的相位，检查M3425-1 保护装置采样精确，保护定值正确，保护屏内及外部二次回路接线正确，测量 CT 二次回路绝缘合格。（对地绝缘均在 20MΩ以上），模拟发电机故障电流，检查 M3425-2 保护装置差动保护采样精确，保护定值正确。打开 2 号发电机机端 CT 端子箱内431 和 481 回路联片，测量 CT 二次绕组直流电阻，B 相第 3 组 CT 二次绕组直阻为 5.13Ω，比其余的 CT 二次绕组直阻的平均值 5.6Ω小将近 10％；测量该组 CT的伏安特性，在二次电流为 1A 时对应电压为 600V 左右，继续调整电压，电流迅速增大，电压迅速下降，检验设备保护跳闸，判定该组 CT 内部匝间短路。3 月 21 日晚将 2 号发电机中性点侧 B 相四个 CT拆下后检查，发现四个 CT 靠 A、C 相方向的绝缘均出现了过热老化、碳化现象，同时检查发电机出线侧第 6、7 组 CT 的 B 相靠 A、C 相处也存在过热绝缘松散现象。22日对拆下的匝间短路 CT 解剖发现，CT 外层的屏蔽绕组和内部的二次线圈绕组靠 A、C 相方向绝缘已严重烧损，绝缘漆已脱落，经过核对故障 CT 屏蔽绕组共分8 段，每段 120匝。
针对 2 号发电机 CT 检查发现的问题，立即于 22 日凌晨对正在运行的＃1 机组24 只电流互感器表面温度进行测量，发现其中 B 相中性点第4 组电流互感器的表面温度高达 144.8℃
原因分析：
该型号的电流互感器采用卷绕式硅钢片上缠绕二次绕组结构，为降低相间磁场干扰，在二次绕组外层设置了屏蔽绕组，屏蔽绕组设计分为 8 段，每段 120 匝,采用首-首、尾-尾连接方式，台电 1、2 号机组安装的 CT 是上海互感器厂第一次研究开发的唯一两套 F 级采用屏蔽绕组的套装式电流互感器，由于初次设计存在缺陷，屏蔽绕组匝数偏少，屏蔽裕度不足。发电机在运行中，B 相与 A、C 相最近处互感最严重，磁通密度最强，引起 B 相 CT 在 A、C 相最近处磁滞涡流损耗电流过大，致使该 CT 发热严重，绝缘损坏,造成发电机 B 相中性点 CT 第 3 组匝间短路，差流增大造成差动保护动作，机组跳闸。上海互感器厂在 03 年发现了该型号 CT 存在设计缺陷，并对屏蔽绕组进行了改造，屏蔽线圈匝数由 120 匝增加到 360 匝，改型后的产品有两套供货到大唐盘电，其中一套已经于 04 年 5月份投入运行， 根据 3 月 23 日大唐盘电提供的改进后运行 CT 的最高温度为 68℃，也进一步证实了屏蔽线圈匝数不够是造成 CT 在运行中严重发热的根本原因。
经验教训：
1. 要加强对发电机 CT 温度的监测检查
2. 加强对发电机 CT 日常维护
3. 在大小修期间要对发电机 CT 进行直阻等电气试验检查