2.2试验时各点电压及补偿功率计算按图1接线,高压侧分接开关置电压{zg}挡,低压侧分接开关置电压{zd1}挡,高压侧与低压侧绕组电压比为3.885。测量局部放电量时,高压侧电压U高压侧=218kV,加压侧Uac=56.12kV;在预施电压时,高压侧电压U高压侧=252kV,加压侧为Uac=64.86kV。根据各侧对地电容,在测量电压时,试验需补偿400kvar无功功率,补偿电抗器容量应大于480kvar。故现场使用四只80kvar电抗器串联和四只40kvar电抗器串联,两组电抗器串联后再并联,各电抗器均用35kV支持瓷瓶支撑,与地绝缘良好,电抗器组中点(即第二只和第三只电抗器的连线)接地。
2.3试验加压试验前,试验人员根据调试方案要求进行电压校正,高压电压测量仪连接在220kV侧A相,当试验人员按下回路接通按钮时,在高压侧电压测试仪位置突然发生对地放电,随即发电车因过流保护跳闸。试验人员分析,在高压电压测量仪处产生放电,测量仪高压线和地电位距离约为15cm,其电压值应在250kV左右。试验人员立即检查试验回路,发现接线正确可靠,检查电抗器补偿容量后,证明也满足试验要求。在排除其他原因之后,试验人员认为该次高电压的产生应和发电机自励磁有关。
3同步发电机产生自励磁现象的原因同步发电机定子回路中接电容负载时,例如与空载线路相连或经串联电容与无限大容量母线相连,因电枢反应的助磁作用而产生电流、电压幅值自发增大的现象称为“自发励磁”简称自励磁。自励磁时,电机保持同步转速,其电感的周期性变化引起电流和电压的自发振荡,因此自励磁可视作是一种参数谐振现象。其物理过程是电机的剩磁在以两倍频率的电感中产生微小电流,由于电机的原动机不断供应能量,线路的频率与定子回路中电感和电容的谐振频率匹配时,若发电机送出电功率足以平衡输电系统电阻的损耗,即能建立起一个运行方式或者说产生同步自励磁。
4.1.2合闸瞬间电压为零值时的磁通变化当合闸瞬间电压为零值时,它在铁心中所建立的磁通为{zd0}值(-Φm)。可是,由于铁心中的磁通不能突变,既然合闸前铁心中没有磁通,这一瞬间仍要保持磁通为零,因此,在铁心中就出现了非周期分量的磁通Φfz,其幅值为Φm。这时,铁心里的总磁通Φ应看成两个磁通相加而成。铁心中磁通开始为零,到1"2T时,两个磁通相加达{zd0}值,Φ波形的{zd0}值是Φl波形幅值的两倍。因此,在电压瞬时值为零时合闸,励磁涌流幅值为{zd0}。虽然很难预先知道在哪一瞬间合闸,但是励磁涌流幅值总会介于上面论述的两种极限情况之间。
5试验现象分析试验开始时,由于励磁涌流的影响,同步发电机瞬间容性负载大于感性负载,产生自励磁,导致发电机输出幅值较高的电压,通过局放试验,升压变及变压器本身变比换算,最终在变压器高压侧产生高电压,引起电压测量设备(测量范围为0kV～200kV)的对地放电,导致发电机过流保护动作,跳闸。此时,电压测量设备充当了放电间隙的作用。如当时未连接电压测量设备,将在变压器高压侧产生不可估量的过电压,极有可能损坏变压器自身绝缘。当然,未必每次试验均会出现励磁涌流(容性电流)大于感性电流的情况。如本次试验再次加压后,就再无放电现象发生。再次加压无异常现象后,试验人员根据原有试验方案进行试验,变压器局放量小于国家标准规定值,试验通过,可见本次高压侧对地放电现象未对主变本体绝缘造成危害。
(3)在发电机本体保护中,在原有过流保护基础上,增加过压保护,万一发电机产生自励磁,则过压保护动作,合闸接触器动作,切断输出主回路。调试公司在2005年对局放发电车进行了改造,增加了过压保护,输出整定值为800V,即发电机输出端口电压超过800V时,保护动作。不过,笔者发现在现场如输出电源线过长时,会导致电源线自身压降较大,在局放试验预试电压下,可能导致输出电压超过800V,使保护动作。此时解决的方法是应适当增加电压继电器的整定值。
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