摘要：某电厂连续发生2次因为发电机两点接地保护动作机组停机事件，事件发生后对发变组保护系统、励磁系统、其它所有一二次系统和冷却水系统进行了全面检查，对比和分析，各种数据和试验结果表明，两次两点接地原因为发电机转子水回路清洗不彻底，使得水中杂质或异物在转子引水管、引水环处（死角）长期积累或沉积，在水质变化或发生脱落被内冷水大量带起过程中造成转子绕组绝缘大幅降低，并最终导致发电机转子一、二点保护动作跳闸，针对原因给出了整改建议。
关键词：135MW机组；发电机；两点接地；诊断分析；建议
0 前言
发电机转子一点接地故障是发电机较常见的故障形式，一般不会对发电机造成危害。但是一旦出现转子两点接地的情况，由于故障点流过很大的短路电流，不仅会严重烧损转子绕组，同时，由于部分绕组被短接，使气隙磁通失去平衡，从而引起机组振动[1]。很多转子一点接地误动案例的分析提出了多种原因，有保护装置缺陷的，有大轴接地不当的[2]，有大轴接地碳刷接触不良[3][4]，文章[5]提出利用电压检测法与计算结合的方法，能快速准确地查找转子一点接地故障。
1 系统及事件简介
某公司发电机选用上海汽轮机发电有限公司设计生产的QFS-135-2型双水内冷汽轮发电机，发变组保护装置为河南许昌电气生产的WFB-801型微机发变组保护装置，为双重化配置。
2018年5月在三天时间内2号机组连续发生两次发电机转子一点接地保护动作发信并随即触发发电机转子两点接地保护动作出口跳闸事件。
该机组于2006年10月份实现了首次并网发电，并2012年2月完成了2号机组最近一次大修工作，期间对发电机定转子进行了反冲洗检修工作。
2 发变组保护系统的检查
检查发现，2号发变组保护屏（一）保护动作首出为发电机转子一点接地保护，动作时的接地电阻为3.37kΩ（定值为15kΩ，延时时间为5s），接地点的位置为10.51，发电机大轴投入压板位置为2号发变组保护屏（一）；2号发变组保护屏（二）中发电机转子接地保护已退出。核查保护装置定值整定发现，2号发变组保护屏（一）转子一点接地保护接地电阻设置为15kΩ，判断转子一点接地保护动作正确；发电机转子两点接地保护定值设置为接地位置变化5%，延时1s，动作于全停，根据动作报告显示，2号发变组保护屏（一）发电机转子两点接地保护动作时接地点位置变化为8.32%，超过定值整定值5%，转子两点接地保护动作出口全停，保护动作正确可靠，根据以上关于发电机转子一点接地保护中接地位置判断，2号发电机跳闸的直接原因为：在发电机运行中，在发电机转子励端滑环向里引水管附近发生了接地故障。
第二次停机动作接地电阻为0.52kΩ，接地点的位置为13.20，延时1s后接地位置变化值为9.62%。
3 电气一二次系统的检查
停机后专业人员对一二次系统进行了全面检查。检查内容包括：发变组保护定值核查、发变组转子接地保护二次回路检查、保护装置进行检查、发电机滑环及碳刷检查、发电机大轴碳刷检查、灭磁开关二次回路检查、整流柜直流母线绝缘测试、励磁变低压侧至励磁交流刀闸上侧硬母线绝缘测试、变送器屏至保护屏电缆测试、发电机滑环基座对地绝缘测试、发电机转子绕组绝缘检查、发电机转子绕组绝缘检查、灭磁开关过电压保护熔断器检查、检查发电机内冷水电导率、并网后转子接地阻值检查，除了发现第三排编号F4碳刷刷辫磨穿，并进行了更换，但机组启机后保护仍然发出。
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4 励磁系统的的检查
根据第一次与第二次发电机转子一、两点接地保护动作报告中接地电阻和保护动作位置变化进行综合分析，可以判断发电机转子滑环引水管附近存在持续性或动态接地故障。在对发电机转子绕组正负极滑环绝缘电阻测试后发现，绝缘电阻为0.1MΩ，与第一次跳闸时转子绕组正负极绝缘电阻相比较，绝缘电阻由0.21MΩ下降至0.1MΩ，出现了明显的减小。
对励磁系统进行了绝缘测试，绝缘电阻测试，转子水压试验，直流电阻进行测试，静态交流阻抗测试，交流励磁电源大范围波动试验和励磁电源不平衡状态下的大范围波动试验，2号发电机转子接地保护装置抗干扰性好，动作正确可靠，且转子接地保护二次回路不存在接地或短路现象，励磁系统至保护装置各一、二次电缆无接地故障点。发电机转子直流电阻及静态交流阻抗值与历史值比较无明显偏差，发电机转子线棒完好。另外，经发电机转子水压试验的检验和考验，可判断2号发电机转子通水部位密闭性完好，无渗漏现象。
5 发电机转子水系统冲洗
第二次停机后对发电机转子进行反冲洗工作且反复清洗三次。第一次采用氮气与自来水配合进行反冲洗，发现反冲洗出水脏污严重。第二、三次采用内冷水与氮气结合进行加压反冲洗，冲洗完毕后进行转子内冷水循环和大水量冲洗，发电机转子绝缘电阻由0.1MΩ上升至0.5MΩ，转子绝缘改善明显。
6 原因分析
发电机冲转过程中转子绝缘电阻和交流阻抗测试以及发电机空载及并网后转子绝缘的动态检测结果和发电机反冲洗结果，表明2号发电机转子接地保护动作原因为：在机组小修中，由于采用落后的发电机转子反冲洗方法（未使用惰性气体（氮气）与内冷水结合进行反冲洗的方法），且反冲洗时间较短（8小时），造成反冲洗效果不佳，发电机转子水回路清洗不彻底，使得水中杂质或异物在转子引水管、引水环处（死角）长期积累或沉积，在水质变化或发生脱落被内冷水大量带起过程中造成转子绕组绝缘大幅降低，并最终导致发电机转子一、二点保护动作跳闸。
7 采取的措施
1）完善发电机转子反冲洗检修文件包，在机组小修中明确反冲洗时间至少24小时及反冲洗采用内冷水加氮气方法进行冲洗。总结教训，将转子反冲洗清洗周期由每2年一次改为每年一次。结合机组运行情况，每年至少安排一次发电机转子反冲洗检修工作。
2）在机组停机期间做好发电机转子绝缘测试，记录、分析并掌握发电机转子绝缘的变化和发展趋势，以采取有效处置措施。
3）利用机组大修，彻底对发电机转子内部水回路进行反冲洗，将转子内部及死区部位沉淀物进行彻底清除，及时消除安全隐患。
参考文献：
[1]李军，谢建恒，黄祖绍．发电机转子一点接地保护误动的原因分析及处理[J]．广西电业，2008，12，96-97，104．
[2]刘世雄，李东鹏，陈秀萍等．发电机转子一点接地保护误动原因分析[J]． 热力发电，2003，12，69-70，90．
[3]许军业，张大义．1030MW发电机转子一点接地误动原因分析[J]．河南电力技术，2016，10，60-61．
[4]陈礼彬．发电机转子一点、两点接地保护原理及误动作原因分析[J]．广东科技，2012，17，156．
[5]王建军．发电机转子绕组一点接地故障的快速检查及处理[J]．水电站机电技术，2017，2，30-31．
作者简介：
徐剑晖（1969- ），男，山东潍坊人，主要从事大型火力发电厂生产技术管理。
论文作者:徐剑晖,田雨森,阴峰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/4/1
标签：转子论文; 发电机论文; 动作论文; 绕组论文; 电阻论文; 机组论文; 两点论文; 《电力设备》2018年第29期论文;