摘要：介绍某电厂一起发电机定子接地保护信号报警、动作跳闸事件。重点介绍了事件处理情况，对事件发生原因进行了分析和判断，提出相应的防范措施。发电机出现定子接地故障报警后，应根据现场保护及设备动作情况，及时分析原因，做出准确判断，快速消除设备隐患，保障机组和电网安全运行。
关键词：定子接地；故障处理；分析；措施
引言
发电机定子接地故障是最常见的发电机故障。发电机定子接地后，接地电流经故障点、三相对地电容、三相定子绕组而构成通路。当接地电流较大时，能在故障点引起电弧，造成定子绕组和定子铁芯烧伤，甚至扩大为相间或匝间短路。当电厂发电机定子接地保护动作时，现场运行及检修人员应及时掌握发电机一次设备及保护动作信息，并立即进行分析、判断和处理，确保机组安全稳定运行。
一、事件描述：
1.某厂#6发电机型号：水氢氢汽轮发电机。
2.某厂#6发变组接线方式：发电机，主变，厂高变封闭母线直接接线。
3.事件现象
1）2015年07月13日 11点28分，#6机负荷574MW，DCS发来“发变组保护动作跳闸”、“解列停机装置动作跳闸”、“发电组保护跳闸出口动作”、“发变组非电量保护跳闸动作”、“发变组开关跳闸”，“励磁系统故障跳闸666A保护动作跳闸”，“666B保护动作跳闸”光子牌，#6机跳闸，ETS首出“电跳机”，查汽轮机转速下降，#6机厂用电切换正常，检查#6炉MFT动作正常。
2）#6机发变组保护G1，G2保护柜均来LOCKOUT出口继电器K186-1G动作，G60保护装置跳闸灯亮，电压启动灯亮，K64G1定子接地动作信号灯亮，TURBINE TRIP主汽门关闭灯亮，500kV OFFLINE灯亮，DAVR FAULT 灯亮，K27发电机低电压灯亮。
3）主变第一，二套T35保护装置均来ZERO POWER S停机解列装置动作信号灯亮。
4）非电量保护G3柜LOCKOUT出口继电器K386-1G动作。
5）停机解列装置面板跳闸指示灯动作。
4.事件处理：
1）#6机组跳闸后，电气人员迅速前往#6机继电保护室检查，发现两套发电机保护及两套主变保护故障信号指示情况一致，“K64G1发电机定子接地保护出口动作”指示灯亮，“电跳机”横向保护动作。打开保护管理机将保护装置事件记录调出查看，发现两套G60发电机保护装置“K64G1定子接地保护同时动作”，均触发保护动作录波。调看两套发电机保护装置跳闸录波图，显示均为K64G1定子接地保护动作启动K186-1G出口继电器，发电机A相电压跳闸前瞬间有明显降低，中性点电压跳闸前瞬间明显增大。打开DPR-2型机组故障录波器调看记录发现2015年7月13日11时28分跳闸时的录波触发开关量为K64G1发电机定子接地保护，进故障录波器的两组PT录波曲线相同，A相电压跳闸前瞬间均有明显降低，中性点电压跳闸前瞬间有明显增大。11：50经检查判断#6机组跳闸原因为：发电机A相定子接地造成两套发电机保护同时动作。对照保护动作信息、故障录波器信息完全一致，基本排除保护装置误动作的可能。初步判断发电机定子回路A相出现绝缘故障。
2）安排人员对发电机及相关一次系统进行外部检查，重点检查有无明显故障痕迹。查发电机外部无异常，惰走声音正常。对封闭母线和厂高变主变的发电机侧夜未发现异常。摇测发电机端部仪用PT，校正器PT和保护PT的A相绝缘正常，外观及电气连接处无明显异常。检查中性点PT运行正常。检查发电机各部位温度在机组跳闸前后无异常变化；核查发电机定子冷却水流量和压力无异常变化；检查发电机内部的冷却氢气压力，纯度和温度，湿度也无异常变化。
3）通过对以上系统和设备的初步检查未发现故障点，向调度申请将机组转检修，怀疑发电机定子接地故障点可能在发电机内部或封闭母线内部。
4）做好安全措施后，检修人员将#6发电机A相绕组头、尾拆除。将A相绕组与B、C相及系统彻底隔离后，进行绝缘测试，使用2500V摇表，测试结果，A相对地，0MΩ。B、C相对地0.73 MΩ（未完全脱离主变、厂变等系统）。使用机械式摇表进行测试，结果同上。
5）基本判断发电机定子接地故障点在A相绕组内部。
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5.现场发电机相关参数情况：
发电机A相电压故障发生前未出现电压异常波动情况。发电机零序电压显示为0.319kV，故障发生前显示未出现异常。发电机铁芯未出现局部过热超温现象，最高温度为48度。发电机上、下层线圈出水温度最高为56度，均未出现温度异常升高的情况。
二、故障原因与技术分析：
1.原因排查
7月22日，抽转子后，连夜进行排查，查出为A相#4线槽上层线棒，其他线圈绝缘测试无接地现象。
7月24日，故障线棒取出后，找出明显的故障点：线棒存在明显的击穿点，另一侧面有明显的树枝状放电条纹，方向为往发电机铁芯延伸。
2.分析：
（1）故障点查询分析：
a）通过保护装置的分析，我们查找故障点的重点在A相。发电机定子接地故障点可能存在于发电机内部和与之连接部分。在无法对发电机内部的绕组，水路，氢气等检查时，我们首先检查系统外部有无异常的放电拉弧的现象，而且简单直观。
b）检查发电机端部PT，目的除了其一次系统与发电机定子直接相接外，还有其测量的准确性会对保护的动作正确性有很大影响。类似的故障也是经常会出现的。
c）对于水路和氢气可以通过对其各种参数的变化进行监视查看，来判断。发电机定子冷却水系统漏水也是发生接地故障的很大原因。
d）解除发电机端部的连接，将发电机定子绕组与相关系统脱开，来判断故障点存在于哪个区域。
（2）故障原因分析：
a）故障线棒经江苏方天公司检测分析结果：
放电部位裂缝贯穿直至铜材，部分线棒绝缘层厚度不均；部分铜线之间、铜线与外绝缘层之间存在明显可见间隙；外绝缘层黑白度并不均匀，反映出外绝缘材质精密度不均匀。
b）故障点绝缘层碳化，绝缘层击穿，沿放电痕迹至端部垫块，最后至槽口铁芯形成接地。故障点处不存在振动、铁芯发热、异物损伤等外界因素。
c）查阅检修史，连同本次故障，共发生3起线圈接地问题；1起水电接头处漏水（端部手包绝缘试验不合格），共更换4根线棒。2009年2月，#6发电机A相40槽上层线棒耐压试验时击穿，更换线棒。2013.12-2014.2月，#6发电机C相36槽上层线棒耐压试验时击穿，39槽上层线棒水接头漏水，更换两根线棒。
d）#6发电机为制造厂家04年供货高峰期生产，同批次发电机因制造工艺、质量等原因，在运行中暴露出定子绕组开焊、定子接地、端部手包绝缘不合格、铁芯夹件松动等问题。
三、防范及整改措施：
1.利用此次检修会同制造厂家对#6发电机内部定子绕组进行一次全面仔细检查，消除隐患。
2.增加发电机预防性试验频次。通过预防性试验，及时暴露出可能存在的问题，将其消灭的萌芽状态，以确保设备的健康运行。
3.在机组投入运行后，加强对发电机运行参数的监视，严格控制运行参数不超限，尽可能避免系统参数的不幅度变化。
4.对于发电机内部冷氢冷水的压力湿度温度等参数要加强监控，做好记录。
5.在检修工艺工序卡中完善定子绕组开焊、定子绝缘降低、端部手包不合格、铁芯夹件松动等固有弊端的检查项目，并在检修过程中严格执行并做好详细记录。
6.发电机因制造工艺、质量等原因，在运行中暴露出定子绕组开焊、定子接地、端部手包绝缘不合格、铁芯夹件松动等问题，计划利用大修机会，全部更换线棒。
参考文献：
[1]某厂6号机组发电机跳闸事件分析报告
[2]某厂630MW机组运行规程
作者简介：
朱峰 江苏镇江发电有限公司 发电部 电气专业 电气运行高级工程师
论文作者:朱峰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/7
标签：发电机论文; 定子论文; 故障论文; 动作论文; 绕组论文; 机组论文; 异常论文; 《电力设备》2018年第2期论文;