（1.华能国际电力股份有限公司上安电厂，石家庄 050000；2.中国核电工程有限公司河北分公司，石家庄 050000）
摘要：本文介绍了某火力发电厂发电机转子一点接地故障的现象及处理过程。通过对转子接地保护原理及保护动作行为的分析，并结合故障录波波形图，对接地点进行了定位。同时根据发电机转子检查情况及发现的问题,指出了该故障的可能原因，提出了预防此类故障的措施,以实现状态检修。
关键词：发电机；转子绕组；转子一点接地；转子两点接地；
0 引言
转子接地故障是发电机较常见的故障之一。发电机在长期运行过程中，由于转子内部受潮、冷却介质泄漏、绝缘老化以及机械振动等诸多方面的原因，容易造成转子对地绝缘水平的降低进而引发转子接地故障。当转子发生一点接地故障时，虽然不会对发电机本身造成直接的危害，但若再相继发生两点接地，则会出现故障点电流过大而烧伤转子本体、励磁绕组被短接而使气隙磁通失去平衡引起振动以及轴系转子磁化等灾难性后果,严重威胁发电机的安全[1]。
发电机是发电厂的主要设备之一，故障后修复困难，延长停机时间，特别是大容量发电机组不正常停机，间接造成的经济损失巨大，配置转子接地保护是非常必要的。为了大型发电机组的安全运行，无论水轮发电机或汽轮发电机，在励磁回路一点接地保护动作发出信号后，应立即转移负荷，实现平稳停机检修[2]。
1 某厂发电机组及转子接地保护配置概述
某厂发电机为东方电机股份有限公司生产的QFSN-600-2-22D型三相同步汽轮发电机，采用水氢氢冷却方式，励磁方式采用自并励励磁。发电机为三相交流隐极式同步发电机，采用整体全封闭、内部氢气循环、定子绕组水内冷、定子铁心及端部结构件氢气表面冷却、转子绕组气隙取氢气内冷的冷却方式。发电机定、转子绕组均采用F级绝缘。发电机组于2008年6月正式投产。
发电机转子接地保护装置为南京南瑞继保电气有限公司PCS-985RS保护装置，该装置采用乒乓式转子接地保护原理，利用微机的计算功能，该保护装置能测定接地故障点位置和过渡电阻大小[3]。发电机正常运行情况下一点接地保护投入，而两点接地保护退出。
2 转子接地保护动作情况及故障分析
2.1 故障现象及现场检查
2016年某日，该机组因为热工锅炉问题机组停机（程跳逆功率），机炉电大联锁动作正常，锅炉、汽机、电气各个保护动作正常。14时左右再开机起励升压时，主控监控盘发“发电机转子一点接地”报警，专业人员到励磁间就地进行检查，转子接地保护装置检测到接地电阻值为0.05 kohm，装置一点接地报警持续发出，不能复归，机组未并网。手动分灭磁开关进行故障排查，分开灭磁开关后转子两点接地保护动作。后现场技术人员对励磁变低压侧以及转子绕组侧摇测绝缘发现，励磁变交流低压侧绝缘良好，但转子绕组侧对地绝缘阻值为0，拆除转子碳刷后进一步检查，转子滑环至绕组部分对地绝缘阻值为0，其它部分正常，由此可确定故障点在转子滑环及绕组内部。
录取转子接地保护装置动作波形，分析保护动作情况。当发电机起励升压时，转子一点接地保护报警波形如图1：
由图1可见，此时转子接地电阻实测值为0.05kohm左右，小于灵敏段报警定值80kohm，转子接地位置为49.6%，转子一点接地保护正确报警。从转子正对地电压、转子负对地电压、转子接地实测阻值和接地位置可推测：转子绕组内部在等效电阻49.6%位置发生一点接地，即转子绕组7、8号线圈处。
2.2 故障处理情况
为准确判断接地点的具体位置，需要对发电机进行抽转子后检查和处理。抽出转子后，发现转子励磁侧护环附近两个出风口有黑色痕迹（如图2），可观测到孔内部线圈及绝缘表面发黑。初步怀疑转子接地故障位置为转子端部槽口处。
拔掉励磁侧护环后发现，绝缘瓦与阻尼环有过热烧损痕迹，再拆除阻尼环及绝缘瓦后发现（如图3），下部转子正极8号线圈及负极8号线圈间绝缘夹件已烧损碳化。
经东方电机厂人员对已碳化绝缘块进行处理，更换端部部分槽楔，并对故障点相邻部位及端部绕组进行了清理。经电气试验合格后，发电机转子回装，机组恢复运行。
2.3 转子接地故障原因分析
绝缘瓦受护环外力挤压变形，导致局部粉尘、油气、导电杂质堆积，在受到冷却风力的长期影响下，很可能进入转子内部造成绝缘部件的绝缘水平下降，产生局部轻微持续性放电，甚至引发转子绕组匝间短路，使绕组局部过热，绝缘瓦逐渐烧损碳化，在机组故障停运时转子绕组反向过电压加剧了绝缘的击穿，使转子绕组经阻尼环与大轴连通，从而引发转子绕组一点接地。
3 总结
总结此次故障的检查和处理过程，建议在发电机启机或正常运行时，加强对发电机励磁电压、励磁电流以及转子接地保护中运行参数的监测；在机组大、小修和具备条件的适当时机，对发电机转子绕组做相应试验（转子直流电阻、绝缘电阻、交流阻抗、转子匝间短路检测等），若试验数据与上次所测结果有较大差别，应对发电机进行详细检查，以实现发电机状态检修。
参考文献
[1] 王维俭.电气主设备继电保护原理与应用.第二版.北京:中国电力出版社,2001.
[2] DL/T 684-2012,大型发电机变压器继电保护整定计算导则.
[3] 南京南瑞继保电气有限公司,PCS-985RS发电机保护装置说明书.
作者简介：
马光磊（1983.1-），男，河北石家庄人，华北电力大学电力系统及其自动化硕士，单位：华能国际电力股份有限公司上安电厂，研究方向：继电保护。
论文作者:马光磊1,李伟霞2
论文发表刊物:《电力设备》2016年第18期
论文发表时间:2016/11/30
标签：转子论文; 绕组论文; 发电机论文; 故障论文; 机组论文; 励磁论文; 动作论文; 《电力设备》2016年第18期论文;