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摘要：介绍ABB励磁系统UNITROL 6800转子接地保护装置UNS3020工作原理、调试方法及后期运行中注意事项，并简单介绍出现报警或跳闸事件的处理。
关键词：转子接地；电桥；报警；跳闸
0 引言
发电机转子回路接地是发电机常见故障之一，由于发电机长期运行中各种原因造成绝缘损坏时，就有可能造成转子回路接地，常见的是一点接地故障。当发电机转子一点接地时不构成电流回路，且励磁电压正常，不会对发电机造成直接损坏，但作用在励磁绕组对地绝缘介质上的电压将升高，极易在绝缘薄弱处导致第二点接地。
海阳核电现场采用自并励励磁方式，设备采用ABB生产的UNITROL 6800励磁系统，该系统配备专用的转子接地保护装置UNS3020
1 保护装置原理
UNS3020转子接地保护装置采用惠斯通电桥原理，通过R/C测量桥判断转子绝缘后输出不平衡电压，然后将不平衡电压与设置值比较后输出报警信号或跳闸指令，如图1所示。
在正常情况下，由于电桥平衡，跨越电桥的电位量很小，所以不平衡电压U+值很小。当发电机转子绕组发生接地故障时，转子绕组电容被故障漏电阻分流，电桥平衡被打破，跨越电桥的电位量上升并输出不平衡电压U+。当U+大于保护Ⅰ段设置值则发出报警信号,若大于保护Ⅱ段设置值则发出跳闸指令。
2 调试过程
2.1 打开前面板，装置上电，此时UNIT ON灯亮，电桥电源上电，其中装置电源为直流24V，电桥电源为交流220V。用万用表测量U+值为1.05V，不满足装置说明书厂家标准值小于50mV的规定，说明此时电桥并不平衡，需要在CX桥臂上配平电容。
2.2 用精度高的电容表加在需要配平的电容两端，调整电容值，使U+值达到最小。经过反复调整电容值，确定U+最小值为22mV,满足要求，此时电容值为0.378uF。
2.3 选择合适的电容，使其尽量接近0.378uF，经过筛选，最终选择最接近理想值的电容为0.372uF。将装置断电，电桥电源断电，然后用电烙铁将其焊接在装置CX桥臂上，此时应注意避免误碰装置内其他部件。
2.4 装置上电，测量配平电容后的U+值为28.5mV，满足要求。
2.5 定值要求转子接地一段保护定值为2000Ω，延时4S报警，二段保护定值为500Ω，延时2S跳闸。
（1）一段保护定值设置，将一段延时都设置为最小值0S，用电阻箱将转子回路接地，并设置电阻值为2000Ω，反复调整Rf1档位，直到ST1灯刚好亮。由于档位比较灵敏，需在此档位下改变接地电阻箱的大小进一步校验定值，先增大电阻值使装置不动作，然后缓慢降低，直到ST1灯刚好亮，最终确定电阻箱值为1990Ω，接近一段保护定值，满足要求。此时测量U+值为608mV，调整TA1档位，将电阻箱设置为1990Ω后接地，开始计时，直到ST1灯亮，记录动作时间。由于档位比较灵敏，反复调整TA1档位，使其动作延时尽量接近4S，最终设置时间为4.23S，满足要求。
（2）二段保护定值设置，将二段延时都设置为最小值0S，用电阻箱将转子回路接地，并设置电阻值为500Ω，反复调整Rf2档位，直到ST2灯刚好亮。由于档位比较灵敏，需在此档位下改变接地电阻箱的大小进一步校验定值，先增大电阻值使装置不动作，然后缓慢降低，直到ST2灯刚好亮，最终确定电阻箱值为500Ω，等于二段保护定值，满足要求。此时测量U+值为1.739V，调整TA2档位，将电阻箱设置为500Ω后接地，开始计时，直到ST2灯亮，记录动作时间。由于档位比较灵敏，反复调整TA2档位，使其动作延时尽量接近2S，最终设置时间为2.5S，满足要求。
2.6 调试完毕，恢复前面板。
保护装置静态调试后，因为发电机运行时大轴对地分布电容的变化，还需在发电机空载时用同样的方法对装置进行调试。
3 调试过程中需要注意的问题
3.1 测量线路所用的电缆截面不小于2.5mm2，匹配电容与保护装置和励磁绕组之间的连接电缆绝缘标准高于5kV。
3.2 大轴接地铜辫子应与大轴接触良好，保证大轴可靠接地。
3.3 选用的匹配电容应性能良好，精度高，尽可能的接近实测值。不仅要静态将电桥调试平衡，更要在动态将电桥调试平衡。
3.4 焊接电容时不要误碰装置内其他部件。
4 后期运行中注意事项
根据其他采用UNS3020装置的电厂的一些经验反馈，该装置容易发生误动，我厂后续在机组运行中应注意以下事项：
（1）由于大轴通过铜辫子接地，在运行中，铜辫子可能由于磨损、脏污以及机组振动突变等原因可能造成与大轴接触不良，导致电桥失去平衡,U+值增大。所以需要定期检查大轴接地情况，在每次大修期间对大轴与铜辫子接触的地方进行保养，同时更换铜辫子。
（2）发电机两套励磁相互切换时产生的高频电压脉冲使U+值增大，所以在无故障时，尽量减少通道切换。
（3）接在装置端子排上的线要紧固，特别是从大轴接地接到端子上的线。
如果发生发电机转子一点接地报警或跳闸事件，首先判断发电机转子是金属性接地还是非金属性接地，在此基础上逐个排查可能发生的情况，可以根据上述原因，尽快解决问题，保证机组安全稳定运行。
5 结语
根据其他电厂转子接地保护装置UNS3020运行经验，转子绕组对地电容影响较大，由此引起转子一点接地保护信号误发时有发生，直接影响机组和电网安全稳定运行。在出现一地接地故障后，应根据具体情况查找原因，并在后续制定针对性的防范措施。
参考文献
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论文作者:沈蒙1,赵天骄1,张云鹤1,李龙飞1,孙文博2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/13
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