關于查找發電機轉子一點接地故障點的方法

摘 要：文章主要介紹發電機轉子一點接地故障的危害，并根據其現象并分析其原因并提出相應的處理方法

關鍵詞：發電機；轉子；一點接地；原因分析；故障點查找；處理方法

中圖分類號：TV734.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 20-0000-01

發電機是發電廠的主要設備，發電機的轉子接地有轉子一點接地和兩點接地兩種，另外還會出現轉子層間和匝間短路故障。和定子接地一樣，轉子接地有瞬時接地、斷續接地、永久接地之分，也有內部接地與外部接地，金屬性接地與電阻性接地之分。

發電機勵磁回路出現一點接地故障是常見的故障形式之一，勵磁回路一點接地故障，對發電機并沒有造成危害，但如果相繼發生第二點接地，即轉子兩點接地時，由于故障點流過了相當大的故障電流導致燒傷轉子本體，并使勵磁繞組電流增加可能因溫度過高而燒傷；由于部分勵磁繞組被短接，使氣隙磁通失去平衡從而引起振動甚至還有可能使軸系和汽機磁化，兩點接地故障的后果是非常嚴重的，所以必須裝設轉子接地保護。

當發電機出現轉子一點接地故障時，要及時排查處理，以免故障擴大發生轉子兩點接地故障，造成發電機損傷，給企業帶來經濟損失，同時也影響電網的穩定運行。

一、故障類型及原因分析

發電機在機組高溫大負荷下長期運行的時候，轉子的絕緣出現破損，從而導致發電機出現轉子一點接地的故障。發電機轉子一點接地的故障大致可分為金屬性接地和電阻性接地，也可分為內部接地和外部接地，還可分為瞬時接地、斷續接地和永久性接地。

導致發電機發生轉子一點接地的原因：

（1）工作人員在勵磁回路工作時，因不慎誤碰或者其他原因造成轉子一點接地故障。

（2）轉子滑環，槽及槽口、端部、引線等部位絕緣老化。

（3）長期運行導致絕緣老化，因其他不需要的雜物或振動使轉子部分匝間絕緣墊片位移，導致轉子通風孔局部堵塞，從而使轉子繞組絕緣局部過熱老化引起轉子接地。

（4）老鼠等小動物竄入勵磁回路，勵磁回路臟污引起轉子一點接地。

二、轉子一點接地的危害

發電機正常運行時，發電機轉子電壓（直流電壓）一般為幾百伏左右，勵磁回路對地電壓約為勵磁電壓的一半。因此，在轉子發生一點接地的時候，不會對發電機構成危害，但是在轉子發生一點接地后，如不及時處理就會更容易導致發電機轉子發生兩點接地故障。

因為發電機轉子一點接地以后勵磁回路對地電壓會有所升高，如當勵磁回路的一端發生金屬性接地故障時，另一端對地電壓將升至全部勵磁電壓值，比正常情況下高出一倍。在這種情況下運行，當切斷勵磁回路中的開關或一次回路中的主斷路器時，將在勵磁回路中產生暫態過電壓，在此電壓的作用下，可能將勵磁回路其他絕緣薄弱的部位擊穿，從而導致發電機轉子出現兩點接地故障。

當發電機轉子繞組出現不同位置的兩點接地或匝間短路時，會產生很大的短路電流，可能會燒壞轉子本體；另外，由于部分轉子短路，使氣隙磁場不均勻或發生畸變，從而使發電機轉動時所受的電磁轉矩不均勻并造成發電機振動，損壞發電機。發生發電機兩點接地故障會導致機組甩負荷停機，嚴重影響電網的穩定和電能的質量，造成經濟損失。

三、故障點的查找及處理方法

根據不同的故障情況，我總結了一些查找故障點的方法如下。

（1）保護裝置報轉子一點接地故障，首先檢查是裝置原因的誤報，或者是由于保護回路的原因導致的報警。如果是由于保護回路的原因，應對保護回路進行端子緊固、衛生清掃、元器件檢查更換等措施來消除故障。

（2）對于靜態金屬性接地的故障，就是機組在停機狀態下檢查轉子絕緣為零，我們可以采用絕緣測試對稱分割法來查找。首先我們將轉子內部繞組與外部勵磁回路斷開，接地點如果是在外部勵磁回路，就要對外部勵磁回路進行衛生清掃并干燥，直到絕緣檢查合格為止。如果接地位置在轉子繞組本體側，將轉子繞組中間位置的磁極引線斷開，把轉子繞組一分為二，然后分別檢查兩邊部分的絕緣情況，將絕緣為零的一側再次一分為二再檢查絕緣，以此方法一直檢查直到找到故障點位置。找到故障點后根據實際情況對接地點的絕緣進行處理，從而消除故障點。

（3）對于動態金屬性接地的故障，就是機組停機狀態下絕緣良好，只有在空轉的情況下絕緣才為零。這種情況下我們同樣利用絕緣測試分割法來查找，唯一的區別是將機組開到空轉態下再測量絕緣，一句話就是停機分割，開機測量查找。

（4）對于電阻性接地的故障，就是說機組在停機或空轉狀態時絕緣均正常，只有機組在帶上勵磁或負荷的情況下保護裝置才報發電機轉子一點接地故障。這種情況下，根據轉子絕緣存在薄弱點，但卻沒有完全接地，我們可以采用交流電流法來繼續破壞轉子絕緣薄弱點的絕緣，使轉子的電阻性接地轉變成金屬性接地，再用絕緣測試分割法來查找故障點。具體步驟是：首先，準備好試驗設備，包括調壓器、行燈變壓器（根據額定勵磁電流選擇容量）、交流電壓表、交流電流表、導線若干等；第二，根據額定勵磁電流的大小決定試驗電流的大小，一定要控制好電流的大小，防止破壞故障點以外轉子繞組的絕緣；第三，保持試驗電流值穩定，觀察電流表、電壓表的讀數，當試驗電流、電壓發生突變后立即停止試驗，檢查轉子繞組絕緣已變為0。此時發電機轉子已由電阻性接地變成金屬性接地，就可以按照第二條所述的方法查找到故障點并處理。

四、結束語

實際情況下引起發電機轉子一點接地故障的原因有很多，我們首先要做好預防工作，對勵磁系統進行定期清掃、檢查、排除隱患。其次，我們要熟練掌握各種查找故障點的方法，當故障發生時，要能夠及時地、有效地查找到故障點并將其排除。這樣就能很好地預防發電機轉子接地故障的發生，從而確保發電機安全、穩定的運行。

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[作者簡介]陳燃（1984-），女，湖南津市人，講師，研究方向：計算機軟件與理論。