摘要：本文阐述了新能发展公司一起特殊的直流系统绝缘降低故障的分析与处理过程，该问题在水电厂励磁系统外电启励与发电机转子接地保护配合上进行了分析研究。
关键词：直流系统；绝缘降低；外电启励；转子一点接地
大山口水电厂位于新疆开都河上游峡谷地带，装有4台单机容量为20MW混流式机组，设4台110KV主变压器，机组与主变压器采用单元接线。发生了一起特殊的直流系统绝缘降低故障，针对此故障进行了深入的调查分析，采取了有效措施，解决了该问题。
1、故障情况介绍
运行人员发现发电机在开机过程中偶尔会发出直流系统绝缘降低故障信号，开机过程结束后信号自动复归，其中1号、4号发电机出现该故障的次数较多。
2、故障调查分析
联系运行开机进行模拟试验，机组在开机过程中使用万用表测量直流系统正极/负极对地电压，当机组启励建压的瞬间直流系统正极对地电压由108V突然降低到38V，这时微机监控系统打出直流母线绝缘降低信号，机组启励建压完毕后直流系统对地电压恢复正常。
故障原因分析：直流系统绝缘监察装置的工作原理是利用平衡电桥检测，由于在这种绝缘监察装置中有一个人工的接地点，这样当直流网络中其它任何地方发生一点接地时，将形成电流通路。
如上图所示，其主要组成元件为电阻R1、R2和信号继电器XJJ。电阻R1与R2数值相等，并与直流系统正、负极对地绝缘电阻R+和R-组成电桥的四个臂，继电器XJJ则接于电桥的对角线上，相当于直流电桥中检流计的位置。正常状态下直流母线正、负极的对地绝缘电阻R+与R-相等，继电器XJJ线圈中只有微小的不平衡电流流过，继电器不动作。当某一极的绝缘电阻下降时，电桥失去平衡，继电器的线圈中即有电流通过，当此电流足够大时，继电器XJJ动作，其常开触点闭合，发出预告信号。
发电机转子一点保护是采用乒乒式转子一点接地保护的构成原理，实质是：在发电机运行时轮流测量转子绕组正极、负极的对地电流，并根据测得的结果计算出转子绕组或励磁回路的对地电阻，从而判断出接地故障的位置及接地电阻的量值。原理和直流系统绝缘监察原理类似也是利用电桥平衡的原理进行工作，也设置了人工接地点，在本案发电机励磁系统是采用外电启励，即启励时将直流系统接入转子回路给转子提供直流电源，当发电机机端电压建立后自动转为自励。
如下图所示，在发电机启励建压过程中转子一点接地保护也接入到了直流系统中，这时直流系统有了两套原理相似的绝缘监察装置在同时工作，也造成了直流系统同时具有2个人工接地点，绝缘监察装置接地点与转子一点接地装置的接地点之间形成回路，当转子一点接地装置内的电子开关S1或S2闭合直流系统经电阻R接地，该接地电阻阻值较小，造成直流系统绝缘降低，发出故障信号。
3、解决方法
将发电机外电启励接触器的常闭辅助接点串联到发电机转子一点接地保护回路中，即在发电机外电启励时断开转子一点接地保护回路，让其暂时不要监测转子绝缘，当发电机启励建压结束后外电启励接触器释放，常闭辅助触点接通，此时转子回路电压送至转子一点接地保护装置，开始正常工作。
4、效果检查
经过几个月的运行观察，按此方法改造发电机转子一点接地保护回路后，发电机在启励过程中再未出现过直流系统绝缘故障。
结束语
通过这次故障发现水轮发电机励磁系统在外电启励时发电机转子一点接地保护装置与直流绝缘监察装置发生的冲突，进行了调查分析，通过变更二次回路接线解决了该问题，但是回路中增加了接点，若有辅助触点接触不良会造成发电机转子一点接地装置不能正常工作，下一步准备安装发电机转子电压监视回路以完善回路改造。
参考文献
[1]国电南瑞科技股份有限公司,NSR-376E/EAA/EAB发电机保护装置技术和使用说明书.
[2]姚蓉,直流绝缘监察装置原理分析及直流系统接地异常处理的技术工作报告.
论文作者:宋光新,姬学鑫,黄萍
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/14
标签：转子论文; 发电机论文; 系统论文; 回路论文; 故障论文; 电阻论文; 电桥论文; 《电力设备》2018年第20期论文;