故障录波器故障原因分析

电站故障录波器故障原因分析及建议
2007年01月15日电站运行人员发现：故障录波器正常运行指示灯不亮，录波信号指示灯常亮（按信号复归键不起作用）；同时工控机画面无正常数据显示（所有显示值均为0）。

经检查发现该装置的CPU插件与工控机的通信指示灯不亮，且该CPU 插件在插入装置框架时伴有放电现象（此时装置的直流电源已断），同时＃2发电机转子一点接地保护动作，DCS画面＃2发电机转子一点接地保护保护动作光字牌亮。

经厂家服务人员与检修人员现场检测发现：转子电流采集回路有约30V交流电压，对应2号发电机转子励磁电流的采集转/换模块对地绝缘损坏，导致发电机转子回路对地绝缘下降；同时发电机励磁电压的正极也经损坏的转换模块间接地叠加在录波装置的母板上，进而造成其它录波插件的损坏。

针对上述现象进行如下分析：
1 励磁回路谐波电压（交流）来源分析
我公司采用的是自并激励磁方式，该方式下调节器的励磁电流也就是发电机的转子电流。

调节器采用武汉武水电气技术有限公司生产的TDWL T-01型微机励磁调节器，功率元件采用6只可控硅组成桥式整流。

由励磁调节器控制可控硅的通/断，从而达到调节发电机的转子电流/电压。

由三相桥式可控硅整流原理可知，正常情况下整流器的输出并不是一单纯的直流电压（因为没
有设置滤波元件），而是在输出的直流电压中包含有一定比例的谐波电压（一般用波形系数表示）。

现场实测转子回路交流电压值如下表：
2 励磁回路直流电压来源分析
我公司发电机保护采用的是国电南自生产的NDG200数字式发电机保护装置。

该保护装置中的发电机转子接地保护采用的是叠加直流原理，在发电机转子负极与地之间叠加一直流电源，通过检测两者之间的漏电流来计算出发电机转子对地的绝缘电阻，进而判断出发电机转子是否发生接地故障。

3 故障录波器对发电机转子电流的采集原理
我公司的故障录波装置采用的是南自生产的WFBL-1微机发变组故障录波与分析装置。

该装置对于发电机转子电流量的采集原理，采用的是采集发电机转子回路分流器的75mV输出信号，通过装置内部的75mV－5V转换模块转换成录波装置所需要的电压信号。

4 本次录波装置故障原因分析
综上所述可知：故障录波器在实际运行过程中所采集的信号量中，不仅仅是75mV的电压量，而且包含有一定成分的交流量，此交流量长期叠加于转换模块，这样对故障录波装置的转换模块就要求必须有足够的耐压强度及抗干扰能力。

导致这次故障发生的原因有以下几点：
1）录波器转子电流采集回路因采用直流分流器采集75mV 信号，导致录波器转换模块无法与发电机转子回路隔离，不可避免的将转子回路的交流分量叠加于录波转换模块，此交流电压的存在时刻威胁着录波装置的安全运行；
2）这次事故发生的直接原因是故障录波装置内部＃2发电机转子电流采集回路的75mV－5V转换模块损坏，对地绝缘几乎为零，导致发电机转子一点接地保护动作；同时发电机转子电压通过损坏的模块间接加载在录波装置的母板上，进一步造成其它录波插件的损坏；另外发电机转子正极电压通过分流器的75mV 输出端、录波装置的采集模块的地、发电机保护装置的地、转子负极电压构成回路，因此插件在插拔过程中有放电打火现象；
3）故障录波器中的发电机转子电流采集转换模块绝缘强度及抗干扰能力较差，实践表明不能满足现场正常运行的要求，经查录波装置说明书，该录波器的转子直流电流信号要求为：4～20mA或0～5V（由直流变送器提供）；
4）我公司目前的转子电流采集回路不符合录波装置的技术要求，建议公司与设备厂家联系，考虑改进发电机转子电流采集的方式，将发电机转子电流经变送器输出4～20mA的电流信号，此变送器能够起到隔离作用，以避免发电机转子电压直接作用于录波装置，进而避免同类事故的再次发生。

另外变送器所输出的电流信号几乎不受干扰，能够保证录波装置的安全运行。

2007年03月16日经厂家更换部分录波插件后，故障录波
器虽然目前已恢复正常工作，但在没有解决转子电流采集回路问题之前，事故隐患依然存在。

2007.3.31。