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摘要：随着社会的不断向前发展，各类行业的技术发展也在不断壮大。对于水力发电厂，发电机的地位是非常重要、不可替代的，而转子接地故障又时有发生，对比其它类型的故障，转子接地故障的解决难点就是接地点的查找十分不易。所以本文主要介绍几种简便、快速找到接地点故障的方法，并对这几种方法的优缺点做出简要分析，进行优化整改。文章涉及的几种方法是进行过验证使用的，希望能够为接地点故障的查找提供参考借鉴。
关键词：水轮发电机；转子；接地故障；查找方法
水轮发电机的正常运行是水力发电的根本保证。水轮发电机在其进行正常工作时，由于发电机转子在发生一点接地时并不会对磁场分布造成影响，所以发生接地故障后机组依然能正常运行。但是如果长时间在接地情况下运行，将会是极其不安全的。这主要表现在以下几方面：第一，发电机接地后如果时间过长，会导致接地点被烧坏，致使损坏面积越来越大，最终将转子烧坏或者导致其它接地点被损害；第二，可能发展为两个及以上接地点造成转子绕组、铁芯等发生变化，单边的磁力太大也会导致机组发生振动，从而造成转子擦伤。所以针对发电机转子一点接地故障后，一定要及时发现，及时处理，尽量避免因事故致使发电机被损坏，否则不仅会给企业造成经济损失，而且也会影响到电网的安全稳定运行。
一、转子一点接地的发生及查找方法
一旦发生转子的一点接地情况，一定要及时找到接地点以减小各方面的损失。常用的查找方法包括以下几种。
传统的处理方法。对于转子的一点接地，传统方法首先是要将励磁装置和转子绕组进行断开处理，在一些特殊情况下比如光线较暗时就需要用特殊处理方法，可以使用绝缘兆欧表对转子绕组进行摇测，并进行相应观察，原理是接地的电阻低，绝缘兆欧表在直流情况下，转子绕组就会对铁芯发生放电现象，从而产生出电火花，然后就可以依据电火花的位置找出接地点；另一种情况是金属性接地，对于这种情况第一种处理方法并不合适，所以就需要将磁极间连接断开，使得转子绕组平均分成两部分，然后再对各部分的绝缘电阻分别测量，这样就能够判定出接地点应该在绝缘为零磁极内，然后经过多次查找，最终找出接地点所在的位置。传统方法的弊端是局限性过大，查找起来较费工夫，耗费的时间相对较长，一般情况下不建议采用。但传统方法也具有优点，就是查找的精准性较高，所以它一般也可以作为其它查找方法辅助方法，进一步进行精确化查找。
直流压降法。其检查手段为，首先将转子绕组内通入10安培的直流电流，然后对两滑环间的电压U12以及接地电压U1、U2进行测量。这种测量方法的转子接地点对地电阻若是远小于电压表的内阻，那么计算出的接地磁极就是在此测量以及计算中的接地电阻的大小，如果过大，那么计算出的接地磁极就是偏大的。这种方法对于查找金属性接地的故障点更加适合，在此处应用其测量结果更为准确。另外需要注意的是，测试线对结果有一定的影响，测试线越长偏差越大。所以测试时要缩短不必要的测量线长度，计算时在磁极位置也要将线阻的测量误差考虑在内。据相关实验数据表明，该方法计算时误差较小，所以相对实用。其原理图如下所示。
图1 直流压降法原理图
交流压降法。其测量原理与直流压降法的原理基本相同，区别为这种方法所需要的电压为交流电压，但是在测量后接地点磁极的计算公式是一样的。交流压降法与直流压降法相比，该方法能够在测量时降低测量引线与测量回路中接触电阻所产生的影响，减小这一部分误差。交流测量一般受到周围环境中电磁场的影响较大，误差甚至能够达到一半以上。如果接地点是相对不稳定的接地，那么用到的高阻抗磁极的计算公式就是完全错误的。所以，在交流压降法测量计算之前我们要保证电阻一定是低阻抗电阻。
极间电流测量法。这种方法与直流压降法不同，同样通过实验来说明。首先在滑环一端与地加上交变电流，使电流在0.5到1.0安培之间。电流的走向为先经过滑环、然后到前部分转子进行绕组，再接地形成回路。另外，实验中还有另一端滑环的存在，它与接地点的磁极连线间没有通电流。然后对于一点的磁极间连线电流随意进行测量，若有电流，则表明接地点位置在测量点与未加压滑环侧之间，可以将测量点向未加压滑环侧移动，反之则在相反一侧。该方法对于各个磁极对地电压可以直接测量，这种方法对于有挡风板的机组测量不太方便。另外还需要注意的是，如果接地电阻相对较大，极间连线的电流小，那么利用这种方法测量的效果就会相对较差，测量时需要慎重考虑。
二、转子一点接地的处理优化
转子正常运转时发生的接地现象基本不受转子的温度和转速影响，接地情况一般认为是金属性接地，这种接地方式的接地电阻较小。当负荷升至80%以上发转子接地信号，负荷降至80%以下转子接地信号恢复。而不稳定的接地情况一般都与机组的运行情况有关，这种情况下转速又分为高转速与低转速，温度分为低温和高温等接地方式。所以不稳定接地与温度和转速是有关系的。并且这种接地方式查找起来相对较为困难，一般是根据接地的情况将不稳定接地转化为稳定接地后再找出接地点，对其进行解决，比较常用的方法为交流耐压烧穿法，这种方法实用方便。
另一种故障是当发电机转子的励磁回路出现一点接地的现象时，需要先对接地点的位置在两滑环的绕组间进行确定，应明确是在滑环之内还是外部的电缆上。当转子出现一点接地的情况后时应及时处理，先将发电机的所有碳刷拔出，从而将励磁电缆与转子绕组分隔开来，这样做的目的是使励磁电缆与转子绕组绝缘。如果滑环对地绝缘是零，那么就能够确定接地点在两滑环间的转子绕组上。如果滑环对地绝缘不是零，那么问题就出现在励磁电缆上，常见的一点接地问题基本为第一种。
结语：
本文通过对发电机转子的接地故障的查找方法及优化方式进行系统分析，能够使相关人员更加系统快捷的找到处理方法，希望能够为相关人士提供参考。
参考文献：
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[3]丁中民，王贺.某大型水电站600MW发电机转子一点接地故障处理及原因分析[J].产品与技术，2015（8）.
论文作者:杨文呈
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/9
标签：转子论文; 测量论文; 绕组论文; 磁极论文; 方法论文; 故障论文; 发电机论文; 《基层建设》2017年第14期论文;