来稿编号：20111376
转子动态一点接地软故障的查找及处理
谢 乐
（中广核亚王盐源县长柏电力有限责任公司，四川 西昌615000）
[摘要] 本文叙述了长柏水电站发生在转子磁极上转子动态一点接地故障的排查过程。其分析方法，查找及处理方法对此类故障的检查、处理具有一定的借鉴意义。
[关键词] 转子；动态一点接地； 查找；处理
1 简介
长柏水电站地处四川省凉山州盐源县境内长柏乡，位于永宁河上，采用引水式开发。距盐源县城约90KM 。电站总装机容量50MW ，装设2台东风厂生产的容量为25MW 的立轴混流式水轮发电机组，其发电机的型号为SF25-18/24250，发电机保护采用了南自厂生产的 DGT-801C系列数字式发电机变压器组保护装置。其中转子一点接地保护采用注入直流并切换采样式原理，实时计算出转子绕组对地绝缘电阻并能显示。这种原理的保护在转子整个大轴上的灵敏度均等。当转子未加励磁电压时也能监视转子绝缘。
2 故障的发生
2011年9月7日，电站在正常开2#机过程中，开机至空转状态时，监控及继电保护装置报“转子一点接地”，运行人员检查继电保护显示接地电阻为2K ，立刻通知安生部设备室进行停机检查。停机后，设备室按规程进行转子及励磁回路绝缘的检查，发现绝缘正常（约400M Ω），重新开机，机组转速达到约90%后，发电机又报转子一点接地。用500V 绝缘摇表检测绝缘基本为0。再度停机检查，各个方面仍然正常。
3 故障的查找及处理
根据两次开机机组均在转速达到约90%后才报转子一点接地的现象，技术人员认为该转子一点接地故障为动态接地故障，即在停机状态时正常，只有机组运行到一定转速后，因离心力或机组转动惯量的作用下，才发生转子一点接地。此种情况最大的难点是在机组停机时用仪器测量无效，而在运行状态下又无法对其进行分段检测。经过讨论后决定首先确定是励磁电缆、滑环段还是转子磁极段发生接地的方法进行。
于是电站技术人员在做好安全措施后，解开了励磁电缆与转子磁极间的联接母排，再用绝缘白纱带包好，连接点两端可靠隔离并绑扎牢固（注意要确保机组旋转后，两端的母排不会被甩开）。在确认无误后，恢复安全措施，重新开机检查，发现情况与前两次开机运行一样，从而确认此转子
一点接地故障发生在转子磁极段。
转子一点接地后励磁系统仍可建压，但如此时再发生转子另一点接地，即两点接地，将带来严重的后果，有可能造成机组的剧烈振动，转子大轴的烧损及轴系的磁化，转子线圈及励磁设备的损坏。电厂经研究后，决定采用直流焊机作为电源的他励法，由专人严密监视励磁电流的变化并控制直流焊机上的电源开关，如励磁电流发生异常时，立即断开直流焊机输出及其电源。
断开两面励磁功率柜的直流输出刀闸后，再按如下图所示进行他励法接线，检查无误后开机，合灭磁开关，用直流焊机所产直流缓慢升高励磁电压，并用机械万用表（数字表因其显示数字波动太大而不便于读数）进行励磁电压正对地与负对地的测量，测得结果为正对地：4V ，负对地：6V 。按接地电压分布比例法进行计算得：
（其中18为此发电机的磁
极数）。根据此试验得出以下结论：
⑴ 接地点位于磁极的正极方向；
⑵ 理论接地点为正极方向第7.2
极上。
根据试验结果，电厂组织人员首先对出励磁电缆与磁极相联的正极引线，然后对正极方向第6-9磁极进行重点检查（以下所述磁极编号均为正极方向），发现第8-9极间连线根部与此极间接线螺栓底部的固定铁块紧靠。机组仍报转子一点接地。
停机后，相关技术人员继续进行此故障的查找，其中重点仍为发电机第6-9极磁极，检查中发现第7-8极磁极间撑块有微小的裂纹，挑开此绝缘板上端后仔细查看，发现此撑块的铁块已将紧靠7极的绝缘板一角压穿，并紧靠在第7极的磁极上。由于此撑块在转子上下的中间位置，非常难于处理，经过安生部人员的讨论，决定临时在此撑块与第7极磁极线圈之间加装绝缘板。利用自制的加长叉子拧松此磁极撑块螺栓，塞进绝缘板，并用502胶水粘牢，拧紧磁极撑块螺栓。经处理后重新开机检查，空转， 保护未动作。用绝缘摇表进行确认，绝缘正常。之后起励、开机、并网带负荷均正常。2#机转子动态一点接地故障处理完成。但由于在不吊转子的情况下只能是临时处理，故此缺陷的彻底处理还得等到水轮发电机大修时进行。
4 结语
转子动态一点接地故障因不是永久性故障，查找较为麻烦，首先应确认是励磁电缆、滑环端的问题，还是转子磁极上的问题。如是转子磁极上的问题，利用他励法测出接地分布电压，计算出大致的位置后详细查找，往往能都能发现问题。为减少开机查找次数，在发现一个缺陷后不一定急于
开机测试，而应再仔细查找，确认无其它缺陷后再行开机检查较好。当然，如采用其它原理的保护，如乒乓式转子接地保护装置，可以准确测出转子接地电阻值及其接地位置，则故障的查找要方便得多了。
作者简介：谢乐（1971-） ，男，中广核亚王盐源县长柏电力有限责任公司副总经理，电气高级工程师，
(TEL：[1**********]) ；（E-mail ：[email protected]）
来稿编号：20111376
转子动态一点接地软故障的查找及处理
谢 乐
（中广核亚王盐源县长柏电力有限责任公司，四川 西昌615000）
[摘要] 本文叙述了长柏水电站发生在转子磁极上转子动态一点接地故障的排查过程。其分析方法，查找及处理方法对此类故障的检查、处理具有一定的借鉴意义。
[关键词] 转子；动态一点接地； 查找；处理
1 简介
长柏水电站地处四川省凉山州盐源县境内长柏乡，位于永宁河上，采用引水式开发。距盐源县城约90KM 。电站总装机容量50MW ，装设2台东风厂生产的容量为25MW 的立轴混流式水轮发电机组，其发电机的型号为SF25-18/24250，发电机保护采用了南自厂生产的 DGT-801C系列数字式发电机变压器组保护装置。其中转子一点接地保护采用注入直流并切换采样式原理，实时计算出转子绕组对地绝缘电阻并能显示。这种原理的保护在转子整个大轴上的灵敏度均等。当转子未加励磁电压时也能监视转子绝缘。
2 故障的发生
2011年9月7日，电站在正常开2#机过程中，开机至空转状态时，监控及继电保护装置报“转子一点接地”，运行人员检查继电保护显示接地电阻为2K ，立刻通知安生部设备室进行停机检查。停机后，设备室按规程进行转子及励磁回路绝缘的检查，发现绝缘正常（约400M Ω），重新开机，机组转速达到约90%后，发电机又报转子一点接地。用500V 绝缘摇表检测绝缘基本为0。再度停机检查，各个方面仍然正常。
3 故障的查找及处理
根据两次开机机组均在转速达到约90%后才报转子一点接地的现象，技术人员认为该转子一点接地故障为动态接地故障，即在停机状态时正常，只有机组运行到一定转速后，因离心力或机组转动惯量的作用下，才发生转子一点接地。此种情况最大的难点是在机组停机时用仪器测量无效，而在运行状态下又无法对其进行分段检测。经过讨论后决定首先确定是励磁电缆、滑环段还是转子磁极段发生接地的方法进行。
于是电站技术人员在做好安全措施后，解开了励磁电缆与转子磁极间的联接母排，再用绝缘白纱带包好，连接点两端可靠隔离并绑扎牢固（注意要确保机组旋转后，两端的母排不会被甩开）。在确认无误后，恢复安全措施，重新开机检查，发现情况与前两次开机运行一样，从而确认此转子
一点接地故障发生在转子磁极段。
转子一点接地后励磁系统仍可建压，但如此时再发生转子另一点接地，即两点接地，将带来严重的后果，有可能造成机组的剧烈振动，转子大轴的烧损及轴系的磁化，转子线圈及励磁设备的损坏。电厂经研究后，决定采用直流焊机作为电源的他励法，由专人严密监视励磁电流的变化并控制直流焊机上的电源开关，如励磁电流发生异常时，立即断开直流焊机输出及其电源。
断开两面励磁功率柜的直流输出刀闸后，再按如下图所示进行他励法接线，检查无误后开机，合灭磁开关，用直流焊机所产直流缓慢升高励磁电压，并用机械万用表（数字表因其显示数字波动太大而不便于读数）进行励磁电压正对地与负对地的测量，测得结果为正对地：4V ，负对地：6V 。按接地电压分布比例法进行计算得：
（其中18为此发电机的磁
极数）。根据此试验得出以下结论：
⑴ 接地点位于磁极的正极方向；
⑵ 理论接地点为正极方向第7.2
极上。
根据试验结果，电厂组织人员首先对出励磁电缆与磁极相联的正极引线，然后对正极方向第6-9磁极进行重点检查（以下所述磁极编号均为正极方向），发现第8-9极间连线根部与此极间接线螺栓底部的固定铁块紧靠。机组仍报转子一点接地。
停机后，相关技术人员继续进行此故障的查找，其中重点仍为发电机第6-9极磁极，检查中发现第7-8极磁极间撑块有微小的裂纹，挑开此绝缘板上端后仔细查看，发现此撑块的铁块已将紧靠7极的绝缘板一角压穿，并紧靠在第7极的磁极上。由于此撑块在转子上下的中间位置，非常难于处理，经过安生部人员的讨论，决定临时在此撑块与第7极磁极线圈之间加装绝缘板。利用自制的加长叉子拧松此磁极撑块螺栓，塞进绝缘板，并用502胶水粘牢，拧紧磁极撑块螺栓。经处理后重新开机检查，空转， 保护未动作。用绝缘摇表进行确认，绝缘正常。之后起励、开机、并网带负荷均正常。2#机转子动态一点接地故障处理完成。但由于在不吊转子的情况下只能是临时处理，故此缺陷的彻底处理还得等到水轮发电机大修时进行。
4 结语
转子动态一点接地故障因不是永久性故障，查找较为麻烦，首先应确认是励磁电缆、滑环端的问题，还是转子磁极上的问题。如是转子磁极上的问题，利用他励法测出接地分布电压，计算出大致的位置后详细查找，往往能都能发现问题。为减少开机查找次数，在发现一个缺陷后不一定急于
开机测试，而应再仔细查找，确认无其它缺陷后再行开机检查较好。当然，如采用其它原理的保护，如乒乓式转子接地保护装置，可以准确测出转子接地电阻值及其接地位置，则故障的查找要方便得多了。
作者简介：谢乐（1971-） ，男，中广核亚王盐源县长柏电力有限责任公司副总经理，电气高级工程师，
(TEL：[1**********]) ；（E-mail ：[email protected]）