一、事件经过
2014年4月25日10：48，机组处于二拖一方式运行。#1燃机负荷258MW，#2燃机负荷228MW，#3汽机负荷259MW，机组总负荷775MW。
10：48：43，汽机突然跳闸。DCS首出为“发电机保护跳闸”，汽机发电机保护A、B屏报“转子接地保护跳闸”，励磁本体保护装置报“转子接地保护跳闸”，检查接地保护动作值为0kΩ。汽轮机跳闸后，两台余热锅炉旁路动作正常，两台燃机维持低负荷运行。
通过DCS、发电机保护、ECMS、故障录波器等设备的事故记录，可确认机组跳闸的首出为发电机转子接地保护。通过故障录波器的开关量输入波形，可明显看出开关量变位顺序为：汽机励磁系统转子接地联跳保护动作——2203断路器跳开——热工保护联跳发电机动作——灭磁开关跳开；故障前，发电机、电压、电流量均平稳无明显波动。跳闸前，励磁电流、电压及发电机无功功率无扰动，汽轮机振动无突变。
二、检查处理
依照对现象的判断，立即组织电气一次、二次及热控技术人员对转子接地可能存在的原因同时对跳闸前后现场人员工作情况进行排查、保护装置、励磁回路绝缘及相关回路的电缆进行检查工作：
1、调阅监控录像、门禁记录检查
励磁直流母排布置在励磁盘柜内，励磁动力电缆为封闭母线接线，只有励磁间及发电机端的励磁碳刷、滑环处有误碰设备的可能。经调阅相关部位的监控录像、检查门禁记录，确认在故障时没有人在上述两个区域工作，排除人为原因。
2、二次电缆检查
对转子接地保护相关的引出电缆，发电机保护柜的转子接地保护动作的出口信号电缆、至发电机保护柜的励磁电压采样电缆（作为发电机失磁保护的辅助判据）、由发电机大轴碳刷来的采样电缆进行重点检查，用500V摇表检查绝缘值大于500MΩ，电缆绝缘正常。
3、保护装置事故校验
故障发生后，电气二次专业人员对保护装置进行事故校验，校验结果正常，数据如下：
1）采样检查：
2）定值检查
①标准电阻阻值小于等于9.5kΩ时，装置发信。
②标准电阻阻值小于等于0.5kΩ时，装置发跳闸指令。
事故校验结果：转子接地保护装置动作情况正常。
4、发电机转子绕组绝缘检查
1）在汽机发电机跳闸后，在盘车状态下检查DGT801转子接地保护装置的实时检测情况，转子绕组对地电阻为119.9kΩ，在正常范围内。
2）在盘车状态下用500V摇表对绕组对地绝缘检查，绝缘500MΩ以上。
3）在盘车状态下用500V摇表对励磁到发电机转子间封母对地绝缘检查，绝缘500MΩ以上。
4）对励磁装置内直流母线及整流柜进行检查，直流母排及同直流母排连接的元件无绝缘破损和异常情况。
5）将转子励磁碳刷全部拆除，对碳刷及碳刷架导电部分绝缘进行检查。
6）通过以上对电气一、二次设备检查，未发现绝缘异常和保护异常，决定先将机组冲转，在建立电压后观察设备情况。对汽机试冲转两次，在未合入灭磁开关状态下，均在2800～3000r/min转速间出现接地保护动作跳闸。
7）电科院高压专业人员到场后，分别在盘车转速、600r/min和高转速下使用绝缘摇表、发电机转子匝间短路测试仪（RSO）测量发电机转子绕组绝缘（拆除碳刷），结果为：盘车转速和600r/min下，发电机转子绝缘合格、转子匝间短路测试仪波形正常；2640r/min时，转子出现接地报警；3000r/min时转子绝缘为0。转子匝间短路测试仪波形显示发电机转子有接地情况。匝间短路测试仪在发电机盘车转速、600r/min和3000r/min下测得波形分别如（图1-3）所示：
图1 盘车时RSO检测波形
图2 转速600r/min时RSO检测波形
图3 转速3000rpm时RSO检测波形
通过以上试验，判断为汽机发电机转子绕组一点接地，转子绕组接地位置确定在励磁滑环内环（正极）至转子本体部分。
5、临时停机检查
公司连夜向上海发电机厂通报发电机故障及检查情况，并要求厂家来技术人员协助检查、处理。
4月26日7:10 #2燃机解列停机，7:26 #1燃机解列停机，机组转入临修。
#3汽轮发电机停止盘车后，在上海发电机厂技术人员指导下检查了转子出线与励磁滑环连接部位；拆下碳刷架，对转子出线与励磁滑环连接处及滑环绝缘筒进行检查无异常；对集电环处导电螺钉进行检查，螺丝无松动，无接地迹象。对转子引出线连接螺丝进行了检查，螺丝无松动，螺丝与大轴本体绝缘正常，距离间距符合要求。通过本次检查，排除了转子外围回路存在接地的可能。
6、机组启动临时措施
5月中旬，该厂机组有C级检修计划。为减少临时停机的考核，决定启动机组，坚持到机组检修时对故障进行彻底检查。为保证在转子一点接地故障未消除时机组的正常运行，制定临时措施：退出#3发电机励磁装置内转子一点接地保护，投入北京四方公司的CSC-306D发电机保护装置中的乒乓式转子接地保护，实现转子一点接地保护报警，投入转子两点接地跳闸功能。
机组在5月7日启动并网，汽轮发电机转速维持3000转/分，由于乒乓式转子接地保护需在建立励磁情况下工作，记录转子加励磁电流到300A时，转子一点接地保护正确报警，机组运行过程中未出现故障扩大现象。
7、抽转子及返厂检查
经过同电网公司协调，5月17日上午8:36分#3汽轮发电机组停机开始检修。
5月23日停盘车后用500V摇表测得转子绝缘电阻为零，说明经过一段时间的运行，转子动态接地已经转为稳定接地。
5月26日将转子抽出，现场给转子绕组加20A直流电流，测量转子线圈对大轴本体电压，护环下部转子正极引出线到第一匝线圈引接线处绕组电压最低，判断故障点就在引接线附近。因护环下部内窥镜无法探测，当晚将转子运往上海电气进行解体检查。
5月30日下午，上海电气在解体转子后发现接地点，绝缘损坏位置同试验定位位置一致，如图4、5所示：
图4 J型引线上翻位置同压块处放电 图5 J型引线上翻处引线绝缘损伤（拆除压块后）
目前转子绝缘损伤部位已经恢复，转子绝缘检查合格，预计6月4日转子装配完毕，上海发电机厂保证6月10日转子具备发运条件，公司跟随转子修复人员也在积极协调，争取提前发运工作，厂内已经按照10日转子到厂做好回装准备工作。
三、原因分析
经过转子解体检查，此次转子接地的根本原因为：上海发电机厂制造工艺控制不到位，在转子正极护环内J型引线上翻位置与铝压块间的绝缘板长度不足，引线绝缘加强垫片未伸出铝合金压块，压块边缘直角边和引线绝缘形成了切点，与玻璃丝云母带绝缘接触，长期摩擦引线绝缘造成击穿爬电，运行中导致绝缘磨损形成接地。
转子接地保护使用励磁系统内配置的由南自公司生产的DGT801D型保护装置，为注入式转子一点接地保护，配置高定值、低定值两段保护，高定值10kΩ，延时5s报警，低定值0.5kΩ，延时2s跳闸。在出现接地时，其测量接地电阻接近0kΩ，直接跳闸。
四、暴露问题
设备存在制造质量问题。目前机组投产刚过一年，#3发电机转子即出现了绝缘损坏，故障根源为转子制造工艺不良，上海发电机厂制造工艺控制不到位，未严格按照工艺要求装配，绝缘部位磨损最终导致接地。
五、防范措施
1、发现转子正极护环内J性引线绝缘板长度不足的问题后，要求上海电气检查了另一极引线，将绝缘板长度加长，防止铝合金压块接触引线绝缘。
2、该公司人员重点检查引线回装严格按工艺要求执行，尤其加强对固定压块和加强绝缘板的安装质量控制。
3、认真跟踪其余部位检查清理清理及安装工艺情况，保证安装工艺合格并在耐压试验通过后再进行回装。
4、在#1、#2发电机具备条件时，对发电机转子正、负极护环内J型引线处进行有针对性的检查，以检查是否存在并消除类似隐患。
论文作者:李晓杰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
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