刘月霞
国能河北龙山发电有限责任公司 河北省涉县 056400
摘要：针对300 MW发电机发生的转子一点接地故障，介绍转子接地故障点的查找方法，并对故障原因进行分析，其中的判断方法和解决方案对同类型故障处理有一定的借鉴意义。
关键词：实例；发电机；转子接地；故障；分析
1概述
某发电公司1号发电机系330MW汽轮发电机组，额定容量: 388.2MVA；额定功率：330MW；额定转速：3000r/min； 功率因数：0.85；额定电压：24kV；额定电流：9339A；频率：50Hz；额定励磁电压：430V；额定励磁电流：2495A。2011年某月某日，机组首次并网前试验时发生转子绕组接地故障。
2转子接地故障的发现
2011年某月某日某发电公司1号机组冲车，同时进行升速过程中的转子交流阻抗试验。0转时在测转子绕组对地绝缘电阻为10 MΩ（带励磁系统灭磁开关在断开位置测），并测转子交流阻抗值正常，接下来分别在54转（盘车转速）、300转、600转、900转测转子交流阻抗值正常，1000转暖机过程中测绝缘电阻仍为10 MΩ，后每加300转测一次交流阻抗，至2700转时正常，转速升至3000转测转子交流阻抗时（试验接线图如下），图中的QF跳闸，
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测转子绕组对地绝缘为0。为判断接地点是否在发电机内部，将两个刷架上的碳刷全部拔掉，使转子滑环与励磁系统完全断开，测两个刷架对地绝缘正常；用碳刷引出线测滑环对地绝缘为0。将转速降至2900转，测滑环对地绝缘为500 MΩ，转速升至3000转，再次测滑环对地绝缘仍为0，反复三次结果一样，确认发电机转子内部出现动态接地故障。
3转子接地故障的查找、处理过程及分析
3.1利用现有设备确定故障位置
在等待发电机厂家技术人员和相关专家到场的时间内，先排除了发电机密封油泄漏、氢气湿度以及汽轮机振动对转子造成的影响，然后保证接地点不消失（即300转）得情况下利用现场设备查找故障点。一、用双臂电桥直接测两个滑环对地的直阻，由于滑环转动，双臂电桥测不出数值；二、通直流电流，测直流电压计算阻抗，判断接地故障位置，如下图：在转子绕组上通2A直流恒流源（现场设备最大只能通2A，有条件的情况下应该通大电流）读电压，转子绕组两端V1为0.6V、外滑环对地V2为0.24V，内滑环对地V2为0.38V，假设两个滑环对外的接触电阻相等且不计测量误差，接地点应在靠外环的38.7%（）。
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3.2采用电容放电击穿法
发电机厂家技术人员到现场后，根据之前的故障及试验情况判断为转子内部有异物，建议在转子对地之间采用突加直流电压冲击法进行接地点冲击处理，烧损异物以排除故障。其接线如图所示：用摇表对电容器进行充电（电容：30kvar，596.8为F，0.41kv，43.3A），
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电容器充满电后，接至转子绕组与地之间，进行放电冲击（注意：因转子保持在3000转，冲击过程中机端带电，应做好措施）。三次冲击后，转子绕组对地绝缘变为500 MΩ，降转子转速至0转然后然后每升300转测一次绝缘，均为500 MΩ，超速试验后，稳定至3000转，再次测转子绕组对地绝缘500 MΩ。经现场讨论后，认为接地点已经冲击熔断，根据转子现有绝缘水平，厂家技术人员建议可以继续进行并往前电气试验。
3.3录波仪记录故障数据，再次确定故障位置
发电机短路试验过程中，定子电流升至9100A(额定电流9339A)，励磁电压310V，励磁电流1687A，转子一点接地保护动作，灭磁开关跳闸。保护装置显示跳闸电阻值24Ω，接在发电机转子绕组两端的录波仪显示：转子接地保护启动前，正对地电压+153V、负对地电压-153V；转子接地保护启动后（灭磁开关跳开前），正对地电压+117V、负对地电压-203V。拔掉发电机碳刷，测量转子滑环对地绝缘为500MΩ，检查励磁回路对地绝缘为100MΩ。检查直流母线、励磁系统相关设备及转子一点接地保护均正常，再次确定转子绕组内部正端（外滑环）36.5%左右（）仍存在动态接地故障。
3.4采用内窥镜检查
为了查寻故障点，尽可能避免对转子护环和绕组的拆卸，先排除了两个集电环导电螺钉及绝缘套存在问题的可能性、两个护环下导电螺钉至1号线圈引线存在问题的可能性和汽励两侧端部的可能性。然后厂家技术人员使用XLVU型专业内窥镜探测仪对转子内部进行排查。当拆除发电机上端盖内外端盖后，首先对端部进行内窥镜检查，没有发现明显接地或放电痕迹，当转子抽出后，用内窥镜又细心地对两端护环下的绕组及绝缘垫块进行仔细检查。尤其转子绕组第六包、第七包附近进行了重点检查，仍然未发现明显接地或放电痕迹；考虑到接地过渡电阻对试验数据的影响，进一步扩大检查范围，对整个转子绕组进行了全面检查，仍没有发现异常，决定返厂处理。
4结论
返厂解体检查时，发现转子绕组第六包线圈接近励侧槽口的位置，有放电痕迹，下图为垫条及槽楔的放电部位。厂家将第六包绕组取出处理，试验合格后， 1号机投运正常。计算实际故障点在转子绕组靠外环的35-40%处，也验证了3.1中的试验数据。在发生同类故障时可用以上试验方法确定故障位置，尽快消除故障点。