珠海深能洪湾电力有限公司 519060
摘要：本文对某发电机历次发生的转子接地故障事故进行分析，提出了相关检测及预防发放，望能够为广大同仁带来一些帮助。
关键词：电厂发电机；转子；故障；分析；预防
引言：
该电厂某机组发电机，由BRUSH制造，型号BDAX9-450ERH，相数3相，额定容量141MVA，额定功率113MW，额定电压15kV。
1.发生故障原因分析
某日晚，该厂某发电机正常停机，凌晨该发电机励磁系统发出接地报警信号，当班值班人员对发电机励磁系统进行检查，发现该发电机励磁系统接地绝缘只有106.3Ω，励磁控制柜有关原件检查无发现有异常。停盘车测量发电机转子对地绝缘为零。随后马上用电风筒对滑环表面进行吹扫，并用酒精进行擦拭，但效果并不明显。与此同时，高试人员测量转子对地绝缘电阻和转子直流电阻，确认转子存在接地。发生故障后，由发电机转子制造厂家牵头组织技术人员进行拨发电机励端护环后，检查发现护环内线圈导电螺钉有松动，励磁端护环绝缘瓦有碳粉积聚，端部绕组少量绝缘垫块松动。通过继续拨汽端护环，拆除发电机转子绕组#1线圈，对引线螺钉进行检查，在抽出中心孔内的导电杆后，检查发现内环极导电杆绝缘材料表面分布有不均匀的粉末状物质。确认该内环引线螺钉压帽有松动（见图1），螺钉与导电杆存在相互摩擦，并有大量黑粉在其中，#1线圈绕组阻尼条有电弧灼伤现象（见图2）
图1引线导电螺杆螺钉压帽松动.png)
图2阻尼条灼烧.png)
后该发电机在点火升速过程中，转速在2387r/min时，发电机励磁系统报“COMPBLEEDVALVEPOSTROUBLE-TRIP”，燃机跳闸。随后励磁系统再报“磁场接地故障”。检修人员测量发电机转子绝缘正常（无穷大）。当天中午再次启机，当机组负荷在85MW时，励磁系统报“M1FieldGroundFaultTrip”、“M2FieldGroundFaultTrip”、“C_Field Ground Fault Trip”及“EX2KTRIP”，机组全速空载。当天下午停发电机盘车，进行发电机转子直流电阻测试，测量数据正常。随后，厂部要求对该发电机进行A机检修，在抽出发电机转子后通过电科院专家诊断，转子在运行中存在动态接地。转子抽出后，联系电科院人员过来进行不同角度直阻测试，测试结果未见异常（直阻平均值为0.2735Ω），用20kVA调压器尝试通入400A直流电把转子绕组接地点击穿，但由于绕组直阻偏大，所以电流值加到19A便加不上去。随后改为用2500V摇表通入正负滑环，用耳朵在转子不同部位听取放电声，但效果不明显。联系哈电人员拔励侧护环及汽侧护环，并对转子绕组检查，没有发现明显异常。将18槽绕组全部取出进行现场检查，并清扫干净，重新进行下线。
某日，该厂某发电机机负荷110MW，励磁系统报“ALMM2FIELDGROUNDFAULTALARM”、“ALMM2FIELDGROUN DFAULTTRIP”，该机组全速空载状态；该机组报“发电机转子磁场接地”报警和跳闸信号，机组解列转速保持3000r/min。经检查，保护动作时刻在线测量转子对地电阻值为83Ω，接地点位置0.556（正负极之间为0～1）。在对装置复位后，装置在线测量值为7kΩ左右（过程中电阻值有反复），停机过程中2600r/min左右时，接地电阻变为280kΩ，盘车状态下接地电阻值为1.15MΩ。用500V兆欧表测量，3000r/min时实测发电机转子对地绝缘为零，盘车状态时实测转子对地电阻156MΩ。确认故障原因为发电机转子发生不稳定接地故障。转子抽出后，进行返厂检修，将转子全部槽契、绕组取出清洗、清理打磨后重新下线。
总观该厂发电机转子三次接地异常情况，第一次发生在机组停机盘车的过程中，故障检查过程发现明显异常现象；第二次发生在机组启动过程中，故障检查时没发现明显异常；第三次发生在机组正常运行程中，故障检查时也没发现明显异常。由此可知，这类型的故障存在比较隐蔽，而且有一定动态性。结合在查找接地时所发现的现象、试验结果，以及生产厂家在处理时的工艺步骤，归纳故障原因：（1）发电机转子里面存在不容易发现的异物，例如，铝屑、铁销、铜屑等，以及容易导电的微尘、带有金属物质的油泥。这些异物很可能是从槽契通风孔进入转子内部，也可能由于转子内部零件老化、损坏而产生，也不排除厂家生产时所遗留。（2）发电机转子槽契绝缘垫条有不易发现的缺陷（如钉孔、表皮破损等）导致转子局部绝缘低，产生过压击穿。此类问题往往不容易引起注意，而且很多时候必须通过相应的电气试验（如耐压试验）才能检验出来。（3）发电机转子装配工艺的结构性问题，例如，滑环正负极的导电螺钉在转子运行时间长了后，会产生松动，从而导致不稳定的接地，出现类似问题只能由生产厂家来处理。（4）发电机转子在检修时，放置位置室内外温差大，容易受潮，导致转子内部产生冷凝水滴。若水滴没有得到发现或彻底烘干，将会影响电气试验的结果，严重时甚至导致接地现象产生。因此发电机转子在离开定子膛后，必须放置在一个相对干燥的地方，而且尽量使用棉质干净白涤布进行遮盖，不要使用塑料薄膜进行包裹密封。（5）发电机转子在检修时，不注意有机溶剂的使用。转子表面的灰尘、油污尽量不使用酒精进行擦拭，其原因：酒精能溶解有机物，会溶解转子表面的绝缘漆涂层，导致转子表面绝缘能力下降；酒精容易通过通风孔渗进槽契内部，进入槽契内部后不容易挥发，量多残留以后，容易造成接地。若需要对转子表面进行清抹时，应使用生产厂家提供的专用清洗剂。（6）发电机转子检修过程中套、拔护环，操作时间过长。一般套、拔护环时温度最高可达到300~380℃，在高温的环境下，时间过长，容易把护环内空气中的水分蒸馏出来，还会造成绝缘瓦表面的绝缘涂料熔解。不管是水还是融解后的绝缘涂料都会流到转子内部，造成接地击穿，因此必须合理控制时间
2.相关防范措施
根据上述分析，为了避免发电机转子接地故障的再次发生，首先应考虑改善转子护环绝缘瓦材料，即不能使用熔点低于套装护环温度的胶漆浸渍绝缘瓦；同时改善转子线圈装配环境、严格控制装配工艺，做到以下几点：
（1）装配环境严格封闭，地面清洁，周围堆放的物件不留有粉尘；
（2）线圈拆除后，对转子各部位进行彻底清洁，下线前对周围环境再次清理；
（3）在物品搬入封闭区域前，彻底清洁；
（4）封闭区域应设置预进间，在此预进间内，工作人员换上干净、不会掉毛的连体服，穿戴专用工作鞋、工作帽及工作手套；
（5）转子线圈、绝缘件在装复前仔细清洁，并且清洁一件装复一件；
（6）在对发电机转子抬线圈的检修中，增加对转子槽楔进行修正的工序。由于转子槽楔质软，在运行离心力的长期作用下，难免会产生变形，因此，在转子下线前，增加对转子槽楔进行修正的工序，而不是在下线完成后，在打槽楔受到阻力时再退出、修整。只有这样，才能避免转子铝质槽楔被刮蹭防止蹭出的铝质影响发电机绝缘的现象发在发电机检修工作中，只有严格执行上述工艺措施，加上其他已有的严格工艺控制，才能防止浸渍在绝缘瓦中的胶漆熔化以及流动过程中沾带灰尘或金属颗粒形成绝缘薄弱环节，防止同类发电机转子接地故障的发生。
参考文献：
[1]周泽存.高电压技术[M].北京：水利电力出版社
[2]许实章.电机学（下册）[M].北京：机械工业出版社
论文作者:范伟
论文发表刊物:《基层建设》2016年19期
论文发表时间:2016/11/28
标签：转子论文; 发电机论文; 绕组论文; 故障论文; 机组论文; 线圈论文; 螺钉论文; 《基层建设》2016年19期论文;