1　设备概况

图1　电气主接线图

某电厂2号机组额定容量600MW，采用发-变组单元接线，发电机出口电压20kV，中性点采用经单相变压器高阻接地方式，电气主接线如图1所示。发电机机端装设三组TV，分别为TV1、TV2、TV3，其中TV1为匝间保护专用TV。三组TV均为沈阳索普互感器有限责任公司生产的JDZX4-20，额定变比为(20/)/(0.1/)/(0.1/)/(0.1/3)kV，TV的一次熔断器额定直流电阻为120Ω，额定电流为0.5A，最小熔化电流为0.625A。励磁调节器为南京南瑞电控有限公司生产的SAVR2000微机型调节器。发变组保护为南京南瑞继保电气有限公司生产的RCS-985A型微机保护，采用双重化配置。

刚进入东风小学不到半个月，便有一位家长向校长投诉，要求更换我这个班主任。原来是小艺同学回家反映我批阅作业不够及时，评语书写潦草……看来城区学校的老师真的不好当呀！这该如何应对呢？接下来的几日里，我开始苦苦思索。

2　事情经过

2014年11月5日，DCS画面报“#2发变组保护TV断线”、“励磁调节器B套故障”、“#2机组故障录波器录波启动”，发电机机端电压从20.299kV降至18.994kV、发电机机端零序电压从0.221kV升至1.924kV。

检修人员就地检查发现发变组保护A柜报“TV断线”，发变组保护B柜无报警，机组故障录波器因“机端零序电压越限”启动，励磁调节器A套无报警，励磁调节器B套报“调节器告警”、“TV断线”。

拱顶沉降量测值是反映隧道安全和稳定的重要数据,是围岩和支护系统力学形态变化的最直接、最明显的反映，易于实现量测信息的反馈。水平收敛，隧道开挖后，周边点的位移是围岩和支护力学形态变化的最直接、最明显的反映，净空的变化（收缩和扩张）是围岩变形最明显的体现。因此，对洞内已埋设的点测设频率增加，原1次/d，现2次/d，数据反馈及时，现场口头交底进行确认，日报以电子版的形式传予第三方单位进行数据分析与处理[4]。

进一步检查：测量各柜电压值，发变组保护A柜机端电压分别是为58.72V、50.22V、58.68V，自产零序电压为9.62V，机端零序电压为5.56V，发电机中性点零序电压为0.02V，其中自产零序电压是机端三相电压矢量合成计算得到，机端零序电压取自机端TV开口三角零序电压，中性点零序电压是发电机中性点配电变压器二次侧抽头电压。发变组保护B柜发电机各项电压参数显示正常，可以排除发电机定子绕组存在接地故障的可能。励磁调节器A套电压显示正常，励磁调节器B套发电机三相电压分别是为58.67V、50.21V、58.72V。查看相关图纸，发电机机端TV二次侧负荷如表1所示。

表1　发电机机端TV二次侧负荷

机端TV二次侧小空开负荷TV1QF11发变组A柜QF12发变组B柜、发电机功率测量TV2QF21发变组B柜QF22励磁调节器A套QF23发电机功率测量、DCS测量QF24故障录波装置、励磁变计量QF25PMU柜TV3QF31发变组A柜QF32励磁调节器B套QF33发电机功率测量、发电机计量QF34高厂变计量QF35NCS测量

发变组保护A柜的发电机保护电压取至TV3二次侧空开QF31，机端零序电压取自TV3的开口三角，励磁调节器B套发电机电压取自TV3二次侧空开QF32，而出现异常的发电机电压均取至TV3，故判断故障点在TV3上。检查TV端子箱二次接线、空开均无异常。测量TV端子箱中TV3电压值如表2所示，由测量值可见，TV3 B相电压值都偏低，并且大致相等，判断故障点在TV3的一次回路，可能是TV3的本体或一次熔断器出现故障。用红外成像仪测量TV3 B相一次熔断器局部温度为43.6℃，TV1、TV2、TV3的其他相一次熔断器局部温度为35℃左右，判断为TV3 的B相一次熔断器故障。

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表2　TV端子箱测量TV3电压值

测量位置UA/VUB/VUC/VQF31上端口58.6250.3258.56QF31下端口58.6150.3058.58QF32上端口58.5650.4758.64QF32下端口58.5650.4558.65QF33上端口58.6050.5258.56QF33下端口58.5550.5058.57QF34上端口58.4650.3658.69QF34下端口58.4850.3458.65QF35上端口58.6050.3958.63QF35下端口58.6350.3958.63

3　分析及处理

4)汇报调度，暂时将有功功率、无功功率冻结，以免对电网造成不良影响。机组测控装置采集发电机的电压、电流，计算出发电机的有功功率、无功功率，通过通讯传至调度，供调度监视及潮流计算用。如发电机电压采样出现异常，传送给调度的发电机有功功率、无功功率也将出现异常。

图 8为发动机内流场压力分布随气体质量流率的变化关系. 可以发现随着气体质量流率的增大, 发动机内流场的压力逐渐增大. 说明气体质量流率越大, 注入单位质量流率气体消耗的能量越大, 需要的气体总压也就越高, 这也是发动机效率下降的原因之一. 此外, 发动机内流场压力的增大可以有效抑制气蚀现象, 所以在高速条件下通过增大气体质量流率是提高发动机推力的有效途径.

电压控制策略目的是即时调节区域电网中低压侧电压以及控制区域整体电压水平，使得电压稳定在一定的区间内[6]。低压侧电压低，高压侧电压高时，首先上调主变档位，其次投入电容器；低压侧电压低，高压侧电压正常，首先投入电容器，其次上调主变档位；低压侧电压高，高压侧电压高，首先切除电容器，其次下调主变档位；低压侧电压高，电网负荷下降时，首先切除电容器，其次下调主变档位；低压侧电压高，且高压侧电压正常、电网负荷稳定，首先下调主变档位，其次切除电容器[7]。

由熔断器的保护特性可知，造成TV熔断的直接条件有：TV回路发生短路；TV回路长时间有过电流流过，TV回路瞬时流过很大的冲击电流[2]。由TV熔断的直接条件分析，造成TV一次熔断器熔断的原因有以下几种可能：

(2)谐振过电压引起TV一次熔断器熔断。正常运行时，由于三相对称，TV的励磁绕组的阻抗很大，大于系统对地电容，即XL>XC。当系统出现断路器的突然合闸、发生故障和故障切除等扰动时，会引起发电机机端某一相或多相电压升高，使TV励磁绕组的工作点达到饱和区域，等值电感L随之减小，满足串联谐振的条件ωL=1/ωC，出现串联谐振现象，使TV一次绕组上产生较大的涌流，造成TV一次熔断器熔断。

2)对励磁调节器柜不需要采取任何措施。励磁调节器柜配置两套完全独立励磁调节器装置，分别为调节器A、调节器B。调节器B套TV断线时，B套由电压闭环切为电流闭环运行，不再以发电机机端电压为参考。现在调节器A套为工作通道，电压闭环方式运行。调节器B套为备用通道，电流闭环方式运行。对励磁调节器B套进行操作不影响励磁调节器A套正常运行，故不需采取措施。

3)解除机组协调控制，发电机有三个有功变送器分别至DEH、MCS系统，三个有功变送器的电压分别取自发电机机端的三个TV。DEH、MCS有功采用三取中逻辑，TV3电压出现异常，相应变送器传送的有功也会出现异常，但并不影响DEH、MCS系统功率采样，如再次出现一个功率测点异常时，DEH、MCS系统获得的有功信号将会不准确，保险起见，将异常功率测点强制为发电机实际功率。汇报调度允许后解除机组协调控制，即将DEH控制方式切手动。

(1)TV是一个内阻极小的电压源，正常运行时，负载阻抗很大，相当于开路状态，二次侧仅有很小的负载电流[1]，一次侧电流也很小，故带电拉开TV小车产生的电弧较小，可以自然熄灭。因此，带电拉出TV小车，理论上可行。

5)发电机电度表、高厂变电度表采集到的电量仅作为厂内经济指标分析用，且可以通过其他途径追回，故无需采取措施。

(3)检查并断开TV3二次侧五组空开QF31至QF35，防止TV3二次回路向一次侧倒送电。在操作区域铺设绝缘垫，戴上防护面罩、戴上绝缘手套、穿绝缘靴将TV3小车拉出，保证足够的安全距离，将熔断器取下，测量熔断器直阻约为127kΩ，证实是一次熔断器故障，更换合格熔断器，将TV3小车送至工作位。

(4)合上TV3二次侧空开，检查发变组保护A柜电压恢复正常，“TV断线”报警消失；检查励磁调节器B套“调节器告警”、“TV断线”报警消失；DEH、MCS各发电机功率测点显示正确；机组故障录波器采样也恢复正常。

(2)发电机机端TV3所接负荷众多，且多为保护、励磁等重要回路，制定合理的继热措施将是不停机更换TV一次熔断器的关键，具体措施如下：

4　TV一次熔断器发生故障原因分析

TV一次熔断器的作用是当电压互感器回路出现过电流或短路时，熔件熔断后自动切断电路，从而保护电压互感器不受损坏。TV一次熔断器发生的故障实质为熔断器内熔件熔断。熔断器的熔断特性通常用熔丝安秒特性来表示，其安秒特性为t=f(I)，曲线如图2所示。当流过熔断器的电流小于额定电流时，熔断器永远不会熔断。当流过熔断器的电流超过其额定电流时，流过的电流越大，熔断器熔断所需时间越短。

图2　熔断器的安秒特性曲线

待到礼毕，已子时过半，晞月先起身环视众人，道了声：“今日暂去歇息，明日行礼，请各位按时到来。”如此，众人依序退去，青樱扶着酸痛的双膝起身，扶了惢心的手，一言不发就往外走。

(1)熔断器质量差，实际额定电流低于熔断器的铭牌上的额定电流，TV回路的熔断器长时间处在过流的状态下，长时间积累，造成一次侧熔断器熔断。

河套灌区每年6亿m3的农田退水、约28.8万t化肥和其他营养盐流入乌梁素海，这是造成湖区水体污染的根本原因。因此，在河套灌区积极推广测土施肥、生物农药、节水灌溉等现代农业技术，推广规模化、绿色有机农业，可以有效降低农业面源污染。据有关部门测算，每年可减少氮肥用量 2.3万 t，磷肥用量 1.6万 t，有效降低流入乌梁素海的农田排水量。

1)退出发变组保护A柜与TV3电压有关保护的硬压板，包括发电机定子接地零序电压保护、定子接地三次谐波电压、发电机相间后备保护、发电机失磁保护、发电机失步保护、发电机过电压保护、过励磁保护、发电机逆功率保护、发电机频率保护。

(3)电气操作、外部故障等引起的非周期分量造成熔断器熔断。外部短路时，在短路初期，短路电流含有大量的非周期分量，如施加在熔断器非周期分量电压为4kV，TV的直阻为2kΩ，熔断器额直阻为0.12kΩ，流过熔断器的电流约为1.89A，远高于熔断器的最小熔断电流0.625A，熔断器熔化热能值为I2×t，虽非周期分量存在时间短，但多次积累将会造成熔断器熔断。

5　结语

(1)本文根据发电机机端电压出现异常，找出故障TV，再结合故障TV的熔断器温升确定故障点，通过采取合理的继热措施，解决如发电机TV一次熔断器不停机更换一类问题，使机组安全稳定运行，提高了经济效益。

(2)现在市场上生产熔断器的厂家较多，有劣质产品存在，选用正规厂家生产的熔断器。另外，按GB/T 15166.2-2008要求选择TV一次侧熔断器。利用机组检修的机会，对熔断器进行直阻测量及外观检查，及时更换直阻不合格的熔断器。

参考文献：

[1] 国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答(第二版)[M].北京:中国电力出版社，2000.

[2] 豆占良，邹晖,于蒙.发电厂电压互感器高压熔断器熔断原因分析[J].华电技术，2012，34(9):23-26.