（湖北三宁化工股份有限公司 湖北宜昌 443206）
1故障情况
我公司7号机组额定容量40MW，采用发电机出线10.5kV直接接入当地电网，转子接地保护装置为RCS985RS型，励磁调节器为武汉洪山电工D-900型。2018年4月10日18：00，正在并网运行的7号机组转子接地保护报一点接地信号动作。
2原因分析及处理
根据RCS-985RS型转子接地保护装置原理分析，转子一点接地保护反应发电机转子对大轴绝缘电阻的下降，其转子接地保护采用切换采样原理（乒乓式），图1为转子接地电阻测量图，工作电路如下：
发电机转子
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图1 转子接地电阻测量图
切换图中 S1、S2 电子开关，得到相应的回路方程，通过求解方程，可以得到转子接地电阻 Rg，接地位置α。
转子一点接地设有两段动作值，灵敏段动作于报警，普通段可动作于信号也可动作于跳闸。
转子两点接地保护，若转子一点接地保护动作于报警方式，当转子接地电阻 Rg 小于普通段整定值，转子一点接地保护动作后，经延时手动投入转子两点接地保护，当接地位置α改变达一定值时判为转子两点接地，动作于跳闸。图2为转子一点接地保护出口逻辑框图，图3为两点接地保护出口逻辑框图：
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图2 转子一点接地保护逻辑框图
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图3 转子两点接地保护逻辑框图
该发电机组保护整定的原则是根据汽轮发电机通用技术条件规定：对于空冷及氢冷的汽轮发电机，励磁绕组的冷态绝缘电阻不小于 1MΩ，直接水冷却的励磁绕组，其冷态绝缘电阻不小于 2kΩ。水轮发电机通用技术条件规定：绕组的绝缘电阻在任何情况下多不低于 0.5MΩ。
（1）转子一点接地保护灵敏段一般整定：20-80 kΩ，动作于信号。
（2） 转子一点接地定值：对于水轮发电机、空冷及氢冷汽轮发电机，一般整定（不大于）20kΩ，对于直接水冷的励磁绕组，整定 2.5 kΩ。
以上的定值在发电机运行时与转子绕阻绝缘电阻实测值相比较，转子一点接地延时动作于信号或停机。
（3）转子两点接地位移定值固定为 3%。转子两点接地保护建议手动投入方式，在一点接地稳定后手动经压板投入。
现场发电机本体外围接法如图4所示：
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图4 励磁变低压侧与转子直流回路系统图
查看原来正常运行时装置显示信息为“接地电阻Rg=300k欧”，“接地位置α：50%”，“UR＋=34V，UR-=34.3V”，“UR1=68.9V，UR2=69.8V”。
查看故障时发电机转子接地保护保护装置记录信息，装置“一点接地”灯亮，装置信息为“接地电阻Rg：18.9k欧”，“UR＋=4V，UR-=64.3V”，“UR1=14.9V,UR2=123.8V”。
停机解列，拆除励磁电缆与发电机转子连线，检测结果为转子回路绝缘电阻对地摇测值0.1-0.2M欧波动，说明发电机本体中绝缘性能下降了，励磁柜连接转子的电缆绝缘电阻对地摇测值23.5M欧，说明电缆线路部分正常。对转子接地保护装置进行测试，采样及定值校验都正确无误，可以排除保护装置本身误动的可能性。摇测励磁变高压侧用2500V摇表绝缘电阻为80M欧以上，低压侧带励磁进线电缆仅为0.01-0.02M欧间，励磁柜本体接调试电源和假负载调试都正常，说明励磁变低压侧及到励磁柜电缆绝缘不合格。
问题1：发电机本体绝缘下降问题查找及处理
查看事件顺序记录，原来正常运行时Rg为300K欧，a为50%，瞬间Rg突然下降到18.9k欧， a 为6%。由此可判定在正常运行瞬间发生了故障，问题出在发电机本体，其本体又分两部分：碳刷滑环架和发电机转子线圈。
拆除碳刷架与发电机转子连线，摇测发电机转子线圈绝缘电阻在50M欧以上，碳刷架绝缘电阻仅0.1M欧左右，发现故障点在碳刷架固定在发电机转子上绝缘材料上，经分析主要是碳刷在发电机运转过程中磨损严重，碳粉凝集所致，加上空气湿度又大，造成此处绝缘下降引起，清除碳粉积碳，重新打磨转子轴绝缘，摇测绝缘上升到30M欧以上。
问题2：励磁变低压侧绝缘低问题查找及处理
由于在运行中励磁整流柜晶闸管触发导通，因此励磁变低压侧交流回路和转子直流回路经晶闸管形成一个系统，如图4所示。
转子接地保护的经导通的晶闸管也可以进入励磁变低压交流回路，当励磁变低压侧绝缘低时转子接地保护同样会动作。对励磁变低压侧进行绝缘测试，结果为0.01M欧左右。将励磁变低压侧和交流母线脱离，测试励磁变低压侧三相绝缘电阻值，A相为1.4M欧，B相为1.5M欧，C相为1.6M欧，说明励磁变绝缘情况良好。对脱离的交流母线进行绝缘电阻值测试为0.01M欧，至此可以判断励磁变低压侧电缆是造成绝缘低的问题所在。
励磁变低压侧与励磁柜间是用低压电缆经地埋套金属管保护连接的，历年检修也未对电缆作详细进行检查。经详查电缆在出口封口处绝缘有点损坏，直接经钢管接地，加上励磁变低压侧是三角形接法，低压侧没引起接地短路，对此处电缆所有封口全部重新包扎涂层封装，再次摇测绝缘电阻达 20M欧以上。
以上两处原因共同导致了转子接地故障报警的发生。
3重新开机分析故障处理实效性
经上述查找分析和处理后，重新开机起励、并网，发电机各参数运行一切正常。起励后Rg显示为40k欧，并呈逐渐上升趋势，具体变化趋势见图5，并购网后，显示与原开机记录无异。至此，故障处理完毕。
转子回路一点接地，并未构成电流通路，对发电机不会构成直接危害。a显示为50%~51%，并未明显波动，也可说明转子绕组磁通并无明显偏移，对发电机本体影响不大。
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图5起励并网后Rg 变化情况
作者简介：
吴桂林 男 1967年生，本科文化程度，高级电气工程师 湖北三宁化工股份有限公司首席电气智能技术专家，电气技术总负责人，被中国机电一体化技术应用协会工程技术发展中心评聘为石化电气专家，省财政厅、市发改委、安监局等专家库成员，从事电气工作三十余年，有独立的电气大师工作室，潜心研究电气领域新动向及新技术应用，在电气控制领域，取得21项实用型专利技术和10项电气控制发明专利，在国内多家著名电气期刊上发表数篇论文。