淺析我廠發電機定子接地故障檢查及處理方法

【摘要】本文通過我廠2號水輪發電機定子接地案例，介紹了判斷故障、分析查找故障以及消除故障的方法。

【關鍵詞】定子接地;查找故障;現場處理;原因分析;經驗總結

1.概述

我廠2號水輪發電機是東方電機股份有限公司生產的立軸半傘式三相凸極同步發電機，發電機型號為700-56/16090。定子有624個槽，8并連支路，“Y”形連接，槽節距1-14-23。定子繞組采用雙層條形波繞組，F級絕緣，繞組在整個定子鐵芯長度上采用333°換位。定子嵌線時，定子線棒包半導體無紡帶，電氣自粘帶和半導體硅橡膠，使線棒與槽配合緊密，消除電暈對繞組絕緣的腐蝕。定子線棒上端有一道端箍，下端有兩道端箍，端箍無支架支撐，用φ50玻璃絲繩注復合樹脂。發電機保護采用南自DGT-801A和南瑞RCS-985G裝置，定子接地保護采用基于穩態基波零序電壓和三次諧波原理構成100%保護。

2.故障現象

2012年2月16日9點23分，我廠2號發電機報定子一點接地故障，定子接地保護動作，跳發電機出口斷路器，跳滅磁開關，機組解列停機。

3.故障分析及查找

（1）事件發生后，我廠立即組織電氣一次班檢修維護、電氣二次班繼電保護等相關專業人員進行了全面檢查。保護專業人員用繼保儀重新校驗了保護裝置，裝置動作正常，沒有發現異常情況，基本排除保護誤動的可能。檢查故障錄波裝置發現錄波器動作，從錄波圖上看到故障時有高次諧波，錄波圖證實定子接地保護動作正確，保護裝置確實沒有發生誤動作。

（2）我廠立即組織技術人員將發電機出口三相軟連接解開，將發電機中性點連接解開，將勵磁變連接解開。使用絕緣電阻測試儀進行分段絕緣測試，首先檢查發現封閉母線段絕緣良好，絕緣電阻值大于1000MΩ，排除封母段接地的可能。組織技術人員進入風洞內，對定子進行外觀檢查亦未發現明顯的故障點。使用絕緣電阻測試儀對定子進行絕緣測試（共進行三次），測試結果是A相繞組對地絕緣試驗值接近于零，B相繞組對地絕緣試驗值大于1000MΩ、C相繞組對地絕緣試驗值大于1000MΩ。根據以上檢查過程和測量數據分析，判斷2#發電機運行中發生定子繞組A相接地故障，故障點位于發電機定子內部。

（3）采用在A相繞組施加1.5A交流電源，組織人員觀測短路點有沒有產生電弧放電的方法查找故障點，并使用內窺鏡進行多次查找，均未能查找到故障點。

（4）通過在A相各分支分別安裝電流互感器，在出口處施加1.5A交流電源，檢測各分支有無電流的方法，進一步確定了故障點位于第3支路。

（5）在A相出口處加0.3安培交流電源，按照8421的原則測量第3分支各個線棒的電流。當測到第348槽線棒時，發現一端有電流，另一端沒有電流，而且在第348槽氣隙附近有膠木燒焦的味道。據此判斷出接地故障點位于A相第3分支第348槽。

（6）為了徹底解決第348槽出現的故障，我們組織技術人員拆除轉子磁極的連接部位，使用橋式起重機拔出348槽附近44、45號轉子磁極。技術人員對348槽進行詳細檢查，發現故障點在348槽上層線棒。

4.現場處理及修復過程

（1）敲開347、348及349槽上下絕緣盒，用扁鏟將絕緣盒灌注膠清除干凈，使用中頻焊機焊開線棒接電頭，使用橋式起重機吊出故障線棒，經檢查，發現故障點在距離線棒上端部155cm、槽口2.5cm處，有明顯的放電燒損痕跡。對線槽進行清洗，全面檢查348槽鐵心，發現鐵心完好，沒有燒傷痕跡。

（2）對#2發電機進行拆除故障線棒后絕緣電阻、吸收比、極化指數等試驗，試驗數據合格;對#2發電機進行拆除故障線棒后進行整體交流耐壓試驗，試驗合格。進一步排除了存在其他故障的可能，為下一步新線棒更換工作做好準備。

（3）對備用線棒進行絕緣電阻測試和交流耐壓試驗，試驗合格。

（4）組織技術人員使用專用的定子清洗液對348槽進行清理;使用半導體膩子、半導體無紡布、793膠、滌綸毛氈、J0701等材料對對新線棒進行處理。

（5）使用中頻焊機焊接新線棒電接頭，并使用銀焊條進行補料，要求焊縫填充飽滿，無氣孔、裂紋、末焊透、毛刺及尖銳棱角，并且將接頭表面清理干凈，表面保持光亮。

（6）對新線棒端頭綁扎兩根1×23×1000F級高強度玻璃布層壓板D327在線棒上端頭處，在堵漏板上放置開口絕緣盒，用801膩子將堵漏板與絕緣盒之間的縫隙全部填滿，待801膩子固化后開始往絕緣盒灌注絕緣膠;配置J0701，對絕緣盒及線棒端頭處涂刷J0701。

（7）使用銀焊片制作焊環，使用焊機對銅環進行焊接，焊接完畢后，使用直流電阻測試儀測量各相直流電阻，校正由于引線長度不同而引起的誤差，測得相互間差別不大于最小值的2%，直阻測試合格。

（8）技術人員對#2發電機進行定子線棒回裝后的絕緣測試及耐壓試驗工作，試驗結果符合要求。

（9）使用橋機把44、45號轉子磁極吊裝到位，緊固螺栓，在螺栓、螺母把合部位涂抹樂泰螺紋鎖固劑;測量空氣間隙與拆卸前對比保持一致，空氣間隙內無異物;使用內窺鏡檢查極間支撐與磁極間無間隙，螺栓已緊固。

5.修復后的試驗檢查

（1）技術人員使用儀器#2發電機進行定子直流電阻的測試工作，試驗數據合格;對定子進行絕緣電阻、吸收比、極化指數測試和整體直流耐壓試驗工作，試驗數據合格。

（2）對#2發電機進行定子整體交流耐壓試驗，對轉子進行直流電阻、絕緣電阻測試，試驗結果合格。

（3）以上工作完成后，2號機組開機，進行零起升壓試驗，試驗合格，開機并入電網。通過試運行，機組工作正常，未再報定子接地。

6.原因分析及經驗總結

（1）保護動作后應該對一次系統進行全面而仔細的檢查，在確認保護裝置不是誤動的前提下，一定要通過高壓試驗方法來確定故障點。在本次事故的處理過程中，采用內窺鏡觀察，未發現槽內存在明顯異物。抽出線棒后，全面檢查再次確認槽內無異物，鐵心無損傷。因此判斷本次事件是由于線棒絕緣質量所致。

（2）繼電保護調試工作者要加強故障時的理論分析，即要通過分析故障錄波裝置采集的波形信號結合現場實際的各種因素進行綜合判斷，為查找故障點提供理論支持。

（3）由于運行單位對發電機制造過程中的監督一直是電力建設中的薄弱環節，以至在設備制造過程中產生的缺陷和隱患不能及時發現和排除。本次定子接地事故就是線棒絕緣質量引起，在安裝制造過程中未能監督到位。因此作為電廠運行維護人員，在新裝機組定子下線時應加強現場跟蹤，聯合監理單位對下線質量進行撐控。

（4）機組大修時應加強對機組檢修質量跟蹤和機組預防性試驗的跟蹤。特別是對線棒的檢查和定子的試驗，要通過交流耐壓和直流泄漏測量以便發現定子潛在的絕緣隱患。

參考文獻

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作者簡介：戴明建，現供職于大唐云南分公司觀音巖水電開發有限公司，主要從事電氣一次設備維護工作。