1疑案之一：励磁调节方式被切换的原因有一次，点检人员在点检中发现2机组励磁调节器已经切换到了恒电流调节方式，但正常应采用恒电压调节方式。是谁、什么时候把它切换成了恒电流调节方式根据运行值班记录，应该不是人为切换的，而根据励磁调节器的原理，如果励磁PT断线则励磁调节器将自动切换到恒电流调节方式。于是我们就查监控事件记录，结果在2天前的事件记录中果然发现了2机组励磁PT断线的信号，从记录看，信号出来后马上就自动复归了。检查现在正在运行的励磁PT三相电压，正常得很。

　　我们的直接反应是：可能是励磁PT二次回路因为震动出现接触不良吧，于是通知维护人员查回路，但没查出任何问题。然后我们又怀疑是不是励磁调节器有毛病咨询厂家，厂家说：不可能。要是在以前，可能就不了了之，成为一件新的无头案了。后来有人想到可以根据监控记录的PT断线信号出现时间去查了一下机组录波，结果一查就查出来了。

　　（ 1）从录波图可以看到当时机端电压出现了突降，从故障前8. 94 kV降低至最低7. 23 kV，电压突降过程持续约120 ms （顺便说明一下，该录波图中显示的各模拟量曲线为有效值变化曲线，这也是该型录波装置的一个特点，可以选择显示模拟量瞬时值波形曲线或有效值变化曲线，因为有效值变化曲线更直观，所以本文所用各录波图都是有效值变化曲线）。

　　机端额定相电压9. 1 kV，根据励磁调节器说明书，如果电压降低到0. 85 U N（即7. 74 kV）时判为PT断线，显然当时电压下降幅度满足了PT断线判据。

　　（ 2）从录波图可以看到发电机定子电流出现了一个突然加大的过程（因为录波图显示当时的三相电压、电流值基本上平衡，所以图中只选择显示了发电机定子单相电压和电流）。我们查看了其他机组录波装置的录波图，结果发现所有机组都录到了当时定子电流突然加大。由于当天我们厂的保护没有动作，可以判断引起发电机电流突然加大的原因是220 kV线路发生了区外三相短路，事后向中调印证确实如此。因此，当时电机电压出现突然下降的原因是区外短路引起。

　　（ 3）对转子电压、电流变化曲线的分析：我们知道，转子是一个大电感线圈，正常调节时转子电流不会突变，通常是转子电压给出一个跃变，转子电流随后则缓慢地变化，并且变化趋势与电压跃变方向一致。录波图中转子电压、电流变化曲线比较奇特，转子电压、电流都出现突变，而且转子电流突变领先转子电压（约10 ms） ，并且转子电流是突增（由故障前780 A增大至最大910 A） ，而转子电压是突降（由故障前209. 6 V突降至最低24. 9 V）。这引起了我们的兴趣，我们再查看其他机组当时的录波图，发现波形基本一致，但波形上有一个非常明显的区别是：其他机组转子电流是突增，转子电压也是突增！经过争论和思考，我们取得了比较一致的意见，如下：a.转子电流突增不是因为转子电压变化引起的，而是短路时出现的一种暂态过程。根据电机学中发电机突然短路时暂态过程原理，短路时定子电流突然加大，则定子电枢磁势也发生突变。定子短路电流中的周期分量将在发电机中产生一个旋转的电枢磁势，此电枢磁势与转子相对静止，方向与转子磁势相反。根据磁链守恒原理，此时在转子中将产生一个与故障前的转子电流同方向的直流电流以抵消短路电流中的周期分量产生的电枢磁势，因此造成转子电流突增。定子短路电流中的非周期分量则要在发电机中产生静止的电枢磁势，转子按同步转速切割此电枢磁势，因此根据磁链守恒原理，在转子中应产生一个工频的交流电流，但从波形上很看不出来，可能是非周期分量衰减太快吧。

　　b.为什么2机组转子电压突降而其他机组转子电压是突增转子电压出现突变的原因是励磁调节器的调节反应，2机组的励磁调节器因为切换到了恒电流调节方式，它检测到转子电流突增，因此按转子电流进行反调节，将转子电压突降。其他机组的励磁调节器因为故障后保持为恒电压调节方式，它们检测到机端电压下降，因此按机端电压进行反调节，将转子电压突升。

　　前面的分析已经解释了2机组励磁调节方式被切换的原因，但其他机组当时也受到冲击，为什么励磁调节方式没有切换我们查看了其他机组当时的录波图，发现它们在故障后机端电压下降幅度均小于

　　绝缘也正常，事情显得有点奇怪。不过查一下机组录波，事情就清楚了。随着机组转速（频率）的下降，转子电流及励磁变高压侧电流在迅速地同步爬升，这是典型的低频过励磁现象。

　　事后查明励磁调节器的断路器分闸位置重动继电器线圈引线断线，这是造成事故的根本原因：发电机LCU自动解列停机流程在判断机组出口开关分闸后，同时给出了关机组导水叶和励磁逆变命令（这两个命令是由同一个开出继电器的两付不同的接点开出的） ，此时水轮机调速器动作，开始关导水叶，机组转速逐渐下降。与此同时，由于当时励磁调节器的断路器分闸位置重动继电器线圈引线断线，因此励磁调节器判断机组仍在并网状态，于是励磁调节器不仅没有启动逆变，而且还继续努力地按给定电压维持机端电压，随着转速下降导致机端电压的下降，励磁调节器也不断加大励磁，最终导致励磁并联变压器过流保护动作，灭磁开关跳闸。

　　机端空载电压与转速成正比，如果不考虑磁路饱和的影响，可以近似地假定机端空载电压与转子电流也成正比，当转速为26. 97 Hz（标么值0. 54）时，维持额定电压需要的转子电流标么值1/ 0. 54 1. 85，转子额定空载励磁电流704 A，因此从理论上估算当转速降到26. 97 Hz时，转子电流应升至1. 85 704 A 1304 A，而录波图中的转子电流实际上升至1957 A，实际转子电流高于理论估算值的原因是磁路饱和。

　　3疑案之三：主变调档后，机组并网时出现了抢无功现象有一次，我们根据中调的要求调整了

　　3主变的档位，但在调整主变档位后，值班人员反映主变3机组在并网时会出现抢无功现象机组一并上去就出现无功进相，进相深度还挺大：约- 30 M var.难道是调档引起的并网冲击粗略地分析一下好像还有道理呢。

　　这次主变调档是从4档调到5档， 4档对应变比为235. 95 kV/ 15. 75 kV， 5档对应变比为229.

　　9 kV/ 15. 75 kV.我厂发电机并列是在机端并列，同期电压中的系统电压取自主变低压侧的4 YH.4档调到5档后变比变小，意味着主变低压侧电压将抬高。于是，有人提出了这种解释：发电机启励后空载电压是设定好的，主变调档后，主变低压侧电压将抬高，因此并网时发电机与电网之间压差加大，并且是系统电压高于发电机电压，由此导致了并网冲击，出现无功进相。但仔细推敲一下，则有疑问了：正常情况下，自准同期装置在并网时应限制电压差不超过5%U N，难道发电机与电网之间5%U N的压差会导致- 30 M var的并网冲击好像太夸张了点，要知道我厂发电机额定容量才123. 5 M VA.难道是自准同期装置出了毛病要是没有发电机的录波图，这件疑案还真有点说不清楚了。

　　,我们厂的继电保护人员考虑到了发电机在解、并列中容易出问题，因此设定了机组出口开关解、并列启动录波，将并网时的录波图调出来看一下，事情就清楚了。

　　a.并网时发电机与电网之间的电压差有多大录波图显示，并网前系统电压（ 4 YH电压）约8. 98 kV，并网前发电机电压（ 1 YH电压）约8. 6 kV，因此并网时的电压差约0. 4 kV，仅为额定电压（ 9. 1 kV）的4%左右，还不到5%.

　　b.并网后无功的变化过程：录波图显示，并网后确实出现了- 31. 5 M var的无功进相，但- 31. 5 M var的无功进相并不是在并网瞬间出现的，而是在并网后约4s出现。而且录波图上很明显看出无功进相深度是逐渐加大的。

　　c.转子电压、电流曲线：录波图显示，在并网瞬间，转子电压给出一个向下的跃变，随后转子电流则缓慢地减小，这是典型的励磁调节器减励磁过程，可见，导致发电机并网后抢无功的真正原因是励磁调节器的调节反应，与同期装置没有关系。

　　通过上述对录波图的分析，我们对主变调档后机组并网时出现抢无功现象的解释如下：励磁调节器按给定的电压进行调整，调档前，由于主变低压侧电压低，更接近励磁调节器的给定电压，因此并网后不会出现明显的调整过程。而在主变调档后，由于主变低压侧电压被抬高，导致并网后机端电压高于励磁调节器的给定电压，因此并网后励磁调节器进行反调节，减小励磁电流，希望将电压拉下来，但系统电压不是一台发电机能够拉得动的，调整的结果就是无功深度地进相。整个过程只有3 4 s，显然，运行值班人员很难看出发电机无功进相并不是并网冲击而是励磁调节器的调整过程。

　　（ 1）俗话说，没有金刚钻，不揽瓷器活。在分析发电机电气事故或异常时，机组故障录波装置就是我们的金刚钻。本文列举的几个发电机运行中的电气异常事件，如果不借助录波图，许多问题要分析、解释清楚是很难的，而只有作出了透彻、准确的分析，才能找出真正有效的防范措施。

　　（ 2）发电机或发变组不同于架空输电线，发生短路故障的机会极少，继电保护难得动作一次。

　　我们厂曾经出于这种考虑而对增设机组故障录波装置产生过疑虑，认为作用不大，但反措规定了100 MW及以上机组必须安装故障录波装置，所以不得不装。在安装了机组故障录波装置后，我们才意识到，发电机或发变组出现短路故障的机会确实很少，但在运行中、特别是发电机解、并列过程中出现电气异常事件的机会却很多，尤其是与励磁系统有关的异常比较多，而且分析起来比单纯的短路事故更难。

　　（ 3）在这方面我们有几点体会：a.发电机的转子电压、转子电流要接入录波装置；b.灭磁开关两侧的转子电压应分别接入录波装置，这样在灭磁开关跳闸时才能监测到转子过压的情况；c.在设定启动录波的开关量时，除了电气事故信号接点要启动录波，还应设定发电机的出口断路器以及高厂变断路器变位启动录波，因为在发电机的出口断路器的解、并列操作以及厂用电倒闸操作中是最容易出问题的；d.我们在选型时还特别强调机组故障录波装置要具有发电机电气试验功能，能够进行短路试验、升压试验、励磁系统试验、同期试验，事实也证明试验功能在机组大小修中确实很方便、很实用。

　　4机组小修后的励磁调节器试验中，从故障录波器的波形上发现转子电压每隔几秒钟就会发生一次50 100 V的短暂的电压跳变，事后联系厂家技术人员，查明是励磁调节器的一个控制参数设置有问题。