QFSN-600-2YHG型發電機接地故障的處理

石校樸

[中圖分類號] TM621.3

[文獻標志碼]A

[文章編號]2095-6487 （2021） 02-0077-02

Treatment of Grounding Fault of QfSN-600-2YHG Eenerator

Slu Xiao-pu

[ Abstract] Once the generator realizes the grounding fault， it will directly affect the operation performance of the whole unit， and even causedifferent degrees of damage to the intemal parts of the generator. Taking "qfsn-600-2yhg generator" as an example， aiming at the grounding fault of thegenerator， this paper finds out the causes of the fault from three aspects of analysis， inspection and test verification， and takes corresponding measuresto deal with and solve it， so as to ensure the stability， reliability and safery of the generator operation. Hope that through this study， to provide effectivereference for maintenance personnel.

[ Keywords] QFSN-600-2YHG;generator; grounding fault; treatment

發電機經過長時間運行后，難免會遇到接地故障問題，這一問題如果沒有得到及時處理和解決，將會給操作人員造成人身安全隱患或者財產安全隱患。因此，為了將發電機接地故障出現可能性降到最低，提高發電機的運行性能，對于QFSN-600-2YHG型發電機而言，如何科學處理其接地故障問題時維修人員必須思考和解決的問題。

1 發電機及其接地保護概況

1.1 發電機概述

QFSN-600-2YHG型發電機具體參數如下：額定功率為600 MW，發電機額定電壓和額定電流分別為20 kV、19245A，發電機定子繞組度數達到了60。在發電機的出線口處，將封閉母線接入到變壓器中，同時，發電機的出口位置不設置任何斷路器。

1.2 定子接地保護

當零序電壓符合相關標準值后，定子接地保護才能取得相應的成效，對于定子接地而言，其保護范圍土要包含機端定子繞組以及單相接地裝置等。通過將其與定子接地保護裝置進行合并后，從而最大限度地提高發電機接地保護效率和效果。此外，還要將該保護裝置與3U。電壓進行有效接入，并將發電機內部的各個繞組進行有效連接，為后期發電機接地故障問題的處理提供相應依據。

1.3 啟停機保護

對于QFSN-600-2YHG型發電機而言，其肩動或者停機的過程中，往往表現出頻率低、轉速慢等特點，如果發電機在啟動或者停機的過程中出現接地故障，那么工頻保護裝置將無法正常運行。因此，需要針對定子接地故障問題，采用啟停機保護的方式，對該故障問題進行分析和解決。此外，當變壓器達到二次電壓后，需要根據發電機中性點接地情況，將發電機的工作頻率設置在55Hz左右，確保跳閘操作自動完成，為進一步提高發電機的運行性能奠定堅實的基礎。

2 事件發生經過

2020年04月07日上午，#5發電機出現定子接地保護報警信號，值班人員請示調度中心后，迅速將#5發電機的負荷轉移至其他運行機組，然后平穩停機。隨后立即通知檢修人員對#5發電機進行檢查。

2.1 初步檢查情況

對于QFSN-600-2YHG型發電機而言，其接地故障問題初步檢查情況主要體現在以下兒個方面：①加強對裝置校驗的保護。啟停機主要用于對電壓電纜的保護，經過檢測發現，電纜絕緣性達標，接地電阻值表現正常，同時，通過測試接地交流電壓，發現二次側電壓始終處于比較正常的狀態，由此可見，電壓信號采集操作符合相關標準和要求。此時，通過對傳動發變組進行檢驗發現，傳動發變組裝置運行正常。②拆卸發電機機端，發現套管連接正常，沒有任何異常跡象，但是，從圖1中可以看出，電纜內部二次線出現腐蝕生銹現象，為此，維修人員通過使用絕緣帶，重新包扎二次線。在此基礎上，檢測發電機絕緣性能，檢測結果表明，發電機絕緣值達到了2MQ，說明發電機絕緣性能不達標。③檢查發電機出線情況，發現接線箱沒有出現放電現象。④通過測量發電機出線接頭對地絕緣值，發現其絕緣值達到了500MQ，說明發電機出線接頭正常。⑤采用直流耐壓試驗法，對發電機電壓進行升高處理，發現當發電機電壓達到40 kV時，三相泄露電流基本保持相對平衡狀態，這說明發電機內部的三相繞組運行正常。

2.2 再次啟動升壓試驗情況

2020年04月09日15：55，重新設置5號發電機的電壓和定速，當其電壓值和定速分別達到了4.5 kV和3000 r/min時，進入到升壓試驗環節中。16：10：23，通過將發電機電壓設置為9.4 kV時，發現發變組正常啟動，對定子進行接地處理，此時，開關自動跳閘。17：23：20，更換5號機變組，并對CPU板進行測量，當發電機電壓達到8.1 kV時，發變組會自動啟用“啟停機”，此時，定子接地信號正常輸出。

3 停機檢查處理情況

采用試驗方式，對發電機接地故障原因進行逐一分析和查找，其具體查找步驟主要體現在以下兒個方面：①對發電機內部保護裝置進行跳閘和檢查后，發現發變組內部有各個設備運行正常，沒有出現異常問題。②對發電機內部保護裝置進行逐一檢查和檢驗，發現保護裝置運行正常，故排除了保護裝置異常問題。③對故障數據進行全而分析。故障數據主要包含定子電壓、定子電流、中性點地變等數據，故障數據如表1所示。采用電氣試驗方式測試，發變組內部的發電機、避雷器以及高廠變，測試結果表明，發電機的接地屬于間接式的，并沒有直接接地，由此可見，接地故障問題出現位置主要集中在發電機內部。

此時，需要檢查發電機內部的轉子以及排氫裝置。拆卸發電機引線箱，發現中性點套管處出現嚴重的積油現象，中性點套管處積油如圖1所示。同時，發電機內部的絕緣部件表而電出現人量污跡現象，通過本次研究檢查發現，發電機出現接地故障是油污水汽造成的。

4 故障原因分析及處理

為了提高處理發電機接地故障問題的效率，維修人員要從以下兒個方而入手。①在充分結合定子接地相關原理以及保護動作信號的基礎上，將接地故障點鎖定在發電機中性點附件，經過分析卸查找后，發現故障點定位正確，為后期維修工作的有效開展提供重要的依據和參考。②對中性點套管處積油進行清理，并對清理出來的積油進行介電試驗，發現，當積油電壓達到了10 kV時，積油出現擊穿現象，說明積油的擊穿電壓為10 kV，但是，新油擊穿電壓為25 kV。此外，積油在具體的使用中，難免會出現滲入氧氣、雜質等物質，從而形成了有機酸，嚴重腐蝕了發電機內部絕緣材料。此外，發電機在長時間投入使用后，沒有對發電機內部的零件進行全而檢修，導致發電機內部中性點套管出現長期積油現象，從而嚴重影響了中性點套管的絕緣性能。⑧追蹤和查找導致中性點套管出現積油的原因。投入使用幾年后，當發電機運行到2020年，出現氫氣純度較低現象，為了解決這一問題，對發電機頻繁補充氫氣。在2021年3月，對5號發電機進行檢修的過程中，發現汽端密封軸內部的軸徑降低至0.2 mm，同時，密封瓦內部出現嚴重磨損現象。為了解決這一問題，維修人員要采用激光補軸的方式，對密封瓦進行重新更換，更換后，發現發電機內部的氫氣純度合格?？傊?，通過查找和定位故障問題，發現當發電機內部積油與氫氣進行不同程度的混合后，會形成油氫混合物，然后，在轉子高速運轉下，汕氫混合物會變成油霧，那些霧化程度較低的油氫混合物會自動附著在發電機內部的端蓋、冷卻器以及繞組上，并凝結成在發電機中性點套管處，從而形成積油，經過檢測發現，三相套管內部的積油最多。④由于油水繼電器遠遠高于中性點套管積油位置，因此，油水繼電器內部的積油無法被檢測到。此外，中性點套管積油位置始終處于發電機的最低位置，由于沒有設置相應的放油點，又加上發電機投產運行后，一直沒有對發電機進行全而檢修，導致中性點套管內部出現嚴暈的積油現象。⑤發電機內部部件的絕緣性能較低，中性點套管引接處密封軋區域范圍較人，導致6號發電機電出現類似故障問題，當這些問題被分析、處理和解決后，發現發電機氫氣純度達標，內部零件的絕緣性能達標，發電機接地故障問題得到根本解決。總之，分析和處理發電機接地故障問題不僅保證了發電機接地的規范性和合理性，還提高了發電機的運行性能，為保證供電的穩定性、可靠性和安全性，為滿足用戶的用電需求創造了良好的條件。

5 結束語

綜上所述，在本次發電機接地故障問題分析研究中，得到以下經驗教訓：①維修人員的專業技能有待提高。在本次研究中，維修人員缺乏對發電機內部結構的全而了解和掌握，導致無法精確地評估發電機接地故障的風險隱患問題，使得查找故障原因走了不少彎路。②加強對發電機最低位置檢查頻率，一旦發現發電機出現膛部污染嚴重、氫氣純度變低等現象，要及時排查容易積油的零件。③與發電機制造商家積極溝通與協作，不斷修改、優化和完善油水繼電器測試流程，從而及時發現和解決發電機接地故障問題。

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