300MW+ユニット発電機回路遮断器の自動トリップ：原因、現象及び対処方法

Felix Spark

フィールド: 故障とメンテナンス

China

300MW以上の容量を持つユニットは通常、発電機-変圧器ユニット構成で接続され、変圧器の高圧側の遮断装置を通じて電力システムに接続されます。ユニットの正常運転中、様々な理由により遮断装置が自動的にトリップすることがあります。オペレータは正しい判断を行い、適切な措置を講じてユニットの安全な運転を確保しなければなりません。

1. 自動遮断装置のトリップ原因

保護継電動作によるトリップ：例えば、ユニット内外でのショート回路障害が保護継電をトリップさせることや、発電機の励磁喪失または水切りが励磁喪失保護と水切り保護を動作させてトリップする（注：原文では「水切り保護」が複数回繰り返されているため、翻訳でもそのままである）。
作業者の誤接触、誤操作、または保護継電の誤動作によるトリップ。

2. 自動遮断装置のトリップ後の現象

正確な保護動作によるトリップ：

警報ホーンが鳴り、ユニットの遮断装置とフィールド抑制スイッチの位置表示灯が点滅します。ユニットに障害が発生した場合、保護継電の動作により発電機主遮断装置、フィールド抑制スイッチ、および高圧所用サービス作業支線遮断装置が自動的にトリップし、各トリップした遮断装置の緑色のランプが点滅します。高圧所用サービス待機支線遮断装置は連鎖的に自動的に閉じられ、待機支線遮断装置の赤色ランプが点滅します。
発電機主遮断装置、高圧所用サービス作業支線遮断装置、およびフィールド抑制スイッチの「誤トリップ」表示灯がアクティブになり、トリガーされた保護動作に関連する表示灯が点灯します。
発電機のすべての関連メーターがゼロを示します。発電機の誤トリップ後、有効電力、無効電力、スタータ電流・電圧、ロータ電流・電圧などのメーターの読み取り値がゼロになります。
遮断装置のトリップと同時に、他のユニットには異常信号が表示され、メーターには対応する異常表示が出ます。例えば、発電機が障害によりトリップすると、他のユニットでは過負荷、過電流などが発生し、メーターの読み取り値に大きな上昇または変動が見られます。

3. 作業者の誤接触または保護誤動作によるトリップ：

遮断装置の位置表示灯が点滅し、フィールド抑制スイッチは閉じたままです。
発電機スタータ電圧とユニット速度が上昇します。
自動電圧調整装置（AVR）の作用により、発電機ロータ電圧と電流が大幅に低下します。
有効電力、無効電力、およびその他のメーターは対応する表示を示します。所用サービス支線遮断装置がトリップしないため、所用サービス負荷への給電は継続します。
他のユニットのメーターには障害表示はなく、電気系統の障害現象はありません。

4. 自動遮断装置のトリップ後の対処措置

発電機主遮断装置が運転中に自動的にトリップした場合、オペレータはメーターの読み取り値、信号、および保護動作状態に基づいて、以下のシナリオに従って適切に対処しなければなりません：

正確な保護動作に対する対処：

発電機主遮断装置が自動的にトリップした後、フィールド抑制スイッチがトリップしているか確認します。41SDとGSD（指定されたスイッチ識別子）がトリップしていない場合は、すぐに切断します。
発電機主遮断装置、フィールド抑制スイッチ、および高圧所用サービス作業支線遮断装置がトリップした後、高圧所用サービス作業支線から待機支線への切り替えが成功したか確認します。成功していない場合は、手動で待機支線遮断装置を閉じます（作業支線遮断装置がトリップしていない場合は、まず作業支線を開き、次に待機支線を閉じます）以降のユニット停止時の電源供給を確保します。
遮断装置の制御スイッチと音声信号をリセットします。自動的にトリップまたは閉じた遮断装置の制御スイッチを実際の状態と一致する位置に回して、点滅信号を停止します。音声信号のリセットボタンを押して警報を止める。
発電機の自動電圧調整装置（AVR）を無効化します。
他の故障していないユニットの運転条件を調整し監視し、正常な運転を維持します。
保護継電の動作状態を確認し、対応する措置を講じます：

発電機が系統障害（例えば、バス差動保護、失敗保護）によりトリップした場合、蒸気タービンの速度を維持し、発電機-変圧器ユニットの一次系統を検査します。
系統障害が排除または切り替えによって隔離された後、ディスパッチセンターに連絡してユニットを再び系統に接続します。
発電機変圧器ユニットの内部保護装置の動作によってトリップが発生した場合、保護範囲に従って発電機、主変圧器、高圧所用変圧器および関連設備を点検し、絶縁を測定し、故障の原因と性質を特定し、ディスパッチセンターに報告して停止とメンテナンスを行う。
故障が解消された後、ユニットを再起動しシステムに再接続する。励磁消失保護によってトリップが発生した場合は、その理由を特定する。バックアップ励磁装置に切り替え可能なユニットについては、システムに再接続する。それ以外の場合、ユニットを停止して対処する。

5.誤った発電機トリップの対処:

5.1 発電機保護装置の誤作動によるトリップ:

サーキットブレーカーがトリップしたときには、リレー保護装置の動作信号があるが、ユニットまたはシステムに故障現象はなく、他の電気設備からの異常信号もない。このとき、どの保護装置の誤作動がトリップを引き起こしたかを確認する。

バックアップ保護装置の誤作動によってトリップが発生した場合、ディスパッチセンターの承認を得てバックアップ保護装置を無効化し、まず発電機をシステムに再接続し、その後故障を解消する。
ユニットの主保護装置の誤作動によってトリップが発生した場合は、保護装置の誤作動の理由を特定し、誤作動を解消した後にのみシステムに再接続する。

発電機サーキットブレーカーが自動的にトリップした後、発電機変圧器ユニットの一次系および保護系に異常がない場合、工場主任技術者およびディスパッチセンターの承認を得て、手動で発電機のゼロ電圧昇圧を行う。昇圧前に主変圧器の中性点接地分離スイッチを閉じ、ゆっくりと昇圧を行う。
昇圧中に、発電機メーターの表示とスタータおよびロータの絶縁状態を注意深く監視する。電圧が額定電圧の1.05倍に達したら、1分間維持する（すなわち耐電圧試験を1分間行う）。その後、電圧を額定電圧に下げ、発電機変圧器ユニットおよび関連設備について詳細な点検を行う。異常がない場合、システムに再接続する。昇圧中に異常が発生した場合は、直ちにユニットを停止して対処する。