水轮发电机转子接地故障的快速查找

摘要：水轮发电机发出转子一点接地报警后，首先查看转子一点接地保护的故障信息，初略判断故障点所在位置，再通过绝缘测试判断接地的真实性，最后通过在发电机转子正、负极滑环处加交流电，计算出故障点所在磁极位置，并通过钳形电流表精确定位。

关键词：转子接地故障;快速查找

0前言

通读有关发电机转子接地故障处理的文章，故障查找的方法可大致分为以下几种：

直流压降法。通过在发电机转子正、负极滑环处加直流电，记录正、负极对地电压，计算出故障点所在磁极位置。此法所用的直流设备不易获得，只能初略判断故障点所在位置。

听声辩位法。通过施加较高的交流试验电压，故障点击穿时发出放电声和弧光，从而发现故障点。此法适用于高阻接地。

分段法。将磁极整组逐步分开1/2，缩小故障范围，用绝缘摇表分段摇绝缘判断故障点。

肉眼观察法。进入发电机转子磁极上，肉眼检查有无明显故障放电点。此法适用于故障点已发生较严重放电痕迹的案例。

单双臂电桥法。用单双臂电桥分别测得正负极之间电阻，正对地电阻、负对地电阻，计算接地点电阻，从而计算出接地点所在位置。此法只能初略判断故障点所在位置。

检流计法。在转子轴上两端用抱箍压紧通入500-1000A直流电流，用检流计检测发现故障点。此法适用于火电机组。

本文通过身边的故障处理案例介绍一种所谓的交流压降法，可简单有效的快速查找水轮发电机转子金属性接地故障。如为非金属性接地故障，如有必要亦可通过高电压将其击穿，并通过该方法进行故障查找。

注：本文介绍的方法不适用于转子受潮引起的接地，如判断为转子受潮引起的接地，应通过干燥的方法消除接地。

1故障简介

西津电厂1号发电机生产厂家为哈尔滨电机厂，额定功率65MW，额定电压13.8kV，转子磁极数84个，2021年5月12日大修后投运。

2021年7月2日，该发电机组在正常运行时，发电机保护转子一点接地报警。

现场检查乒乓式转子接地保护显示如表1，且数据稳定。

通过对乒乓式转子接地保护信息分析初步判断，1号机转子发生金属性接地，经计算（84×20.17%=16.94），故障点磁极大概在17号磁极（从负极开始）。

2故障查找：

2.1将机组转检修状态，拔出发电机转子碳刷，分别测量转子回路转动部分、固定部分励磁电缆的绝缘，测得转子转动部分绝缘为零，转子固定部分励磁电缆绝缘为5兆欧，确定接地点位于转子转动部分上，乒乓式转子接地保护动作信息是较真实的。同时进入发电机内部检查，转子磁极不存在油污、受潮现象。

2.2使用220V交流电源，调压变（10kVA），隔离变（JMB-100，380V行灯变），电压表、电流表，分别在滑环处正、负极对转子注入2A的电流，接线如图1：

2.3利用所测量出的数据进行计算接地点磁极号数，精确定位接地点。其计算过程如下：

正滑环至接地点磁极数计算：

负滑环至接地点磁极数计算：

U+——正滑环对地电压

U-——负滑环对地电压

Z——转子磁极个数

由于现场磁极的编号顺序是从负极到正极排列，根据计算结果判断，接地点大概位于21至22号磁极之间。

2.5进入发电机转子磁极上确认故障点：

（1）拆除20、21、22号磁极的上挡风板。

（2）在转子负极施加2A电流，用钳形电流表在20至21号磁极连片处测量，测得有2A电流。（使用FLUKE381钳形电流表，带柔性电流探头，可钳较大的导体）

（3）将钳形电流表移至21至22号磁极连片处测量，测得有0A电流。

（4）再重复试验一次：

（5）在转子正极施加2A电流，用钳形电流表在21至22号磁极连片处测量，测得有2A电流。

（6）将钳形电流表移至20至21号磁极连片处测量，测得有0A电流。

（7）通过以上试验，确定故障接地点位于21号磁极上。

（8）仔细检查发现21号磁极连片与磁极极靴间有一根2mm粗的铁屑粘连，导致金属性接地。

（9）将该铁屑摘除。

（10）测量转子绝缘为150MΩ，转子绝缘恢复正常。

3结论

3.1水轮发电机转子接地故障若为金属性接地，使用“交流压降法”进行查找接地点，所用仪器设备简单方便，方法实用，可快速查出故障大概位置。减少拆除上档风板的工作量。

3.2因计算方法都存在一定误差。故使用钳形电流表加以配合，可精确定位转子接地故障所在的磁极号。

3.3机组运行时发生转子动态接地、或静态接地故障，要善于利用转子乒乓式接地保护都可大致判断接地故障点位置，虽然不精确，但是可判断一些特别的故障点。

3.4为了保护转子绕组免遭不必要的烧损，转子接地故障查找时，注入电流应小于5A。

参考文献

[1]李建明，朱康，高压电气设备试验方法。中國电力出版社，2001.8

[2]夏保国，水轮发电机转子接地处理方法。防爆电机，2015年第四期

[3]李平，郭丽颖，龙滩水轮发电机转子动态接地故障分析及处理。广西电力，2009年第一期

作者简介

黄朝捍（1976），男，工程师，大学本科，在横县江南发电有限公司从事发电厂电气一次设备管理工作。电话：13788371706