某電廠1060MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地故障處理與分析

蔡曉科

摘??要：本文結(jié)合某電廠發(fā)電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地故障導(dǎo)致跳機(jī)實(shí)際案列，介紹了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)的構(gòu)成，特點(diǎn)，故障處理及防范措施制定。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)??轉(zhuǎn)子??一點(diǎn)接地

1、概述

某發(fā)電廠3號(hào)發(fā)電機(jī)為東方電機(jī)有限公司生產(chǎn)的型號(hào)QFSN-1060-2-27三相同步交流汽輪發(fā)電機(jī)，勵(lì)磁方式采用ABB?UNITROL5000靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)。3號(hào)發(fā)變組采用國(guó)電南京自動(dòng)化有限公司生產(chǎn)的DGT-801型保護(hù)裝置，兩套配置，正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)變組保護(hù)A、C屏僅投入一套轉(zhuǎn)子接地保護(hù)，另一退出套備用。

2、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)原理簡(jiǎn)述

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)采用注入直流電源原理，直流電源由裝置自產(chǎn)。在轉(zhuǎn)子繞組的負(fù)極與大軸之間注入50V電壓，通過(guò)裝置內(nèi)部電子開(kāi)關(guān)定時(shí)切換，實(shí)時(shí)計(jì)算轉(zhuǎn)子對(duì)地絕緣電阻值及泄露電流，在發(fā)電機(jī)運(yùn)行及不運(yùn)行時(shí)，均可監(jiān)視發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路的對(duì)地絕緣。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)等效電路圖如圖1所示：圖中Us為注入式電源，電壓為直流50V;Ue為轉(zhuǎn)子繞組電壓;Qs為電子開(kāi)關(guān);R1、R2為內(nèi)部電阻，阻值為30kΩ，Rg為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效對(duì)地絕緣電阻。

圖1：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)等效電路圖

設(shè)：Ic為Qs閉合時(shí)的電流，Io為Qs打開(kāi)時(shí)的電流，且令。

當(dāng)Qs處于閉合狀態(tài)時(shí)：

（1）

當(dāng)Qs處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)：

（2）

通過(guò)（1）（2）式子可得：（3）

因此，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)地絕緣電阻值主要取決于：第一，發(fā)變組保護(hù)裝置計(jì)算的的泄露（開(kāi)、合）電流;第二、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子（包括勵(lì)磁回路）真實(shí)絕緣情況。

3、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地動(dòng)作事故經(jīng)過(guò)及檢查、處理情況

3.1事故經(jīng)過(guò)

2018年11月26日，3號(hào)發(fā)變組保護(hù)C屏轉(zhuǎn)子一點(diǎn)保護(hù)跳閘出口，發(fā)電機(jī)解列。停機(jī)后對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)任何故障點(diǎn)，次日發(fā)電機(jī)恢復(fù)并網(wǎng)。并網(wǎng)后跟蹤記錄3號(hào)發(fā)變組保護(hù)屏轉(zhuǎn)子泄露電流情況，發(fā)現(xiàn)泄露電流一直處于上漲趨勢(shì)。由于該機(jī)組為供熱機(jī)組，冬季不具備停機(jī)條件，一直監(jiān)視運(yùn)行，供熱季過(guò)后，利用機(jī)組調(diào)停，對(duì)3號(hào)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路進(jìn)行徹底檢查。泄露電流變化趨勢(shì)見(jiàn)下表：

3.2電氣一次設(shè)備檢查情況

（1）停機(jī)后，拆除3號(hào)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁碳刷小室碳刷，測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)地絕緣大于500MΩ，排除發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子本體異常。

（2）退出3號(hào)發(fā)變組保護(hù)C屏轉(zhuǎn)子負(fù)極和大軸功能壓板，測(cè)量勵(lì)磁回路直流母線對(duì)地絕緣0.3MΩ，絕緣偏低。

（3）打開(kāi)勵(lì)磁回路共箱母線，發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁正負(fù)極母排最低位置軟連接處表面存在明顯臟污情況，除此之外未發(fā)現(xiàn)明顯異常。將發(fā)電機(jī)勵(lì)磁共箱母線內(nèi)部徹底清理后，再次測(cè)量勵(lì)磁回路直流母線絕緣0.45MΩ，絕緣偏低。

（4）檢查3號(hào)發(fā)電機(jī)碳刷小室下部勵(lì)磁母排絕緣處理不完全，與發(fā)電機(jī)滑環(huán)（集電環(huán)）導(dǎo)體連接部位向下延伸40cm左右為裸銅排，且裸銅排穿心通過(guò)碳刷小室底部基礎(chǔ)鋼板，裸銅排與鋼板之間的距離約1cm。且發(fā)電機(jī)勵(lì)端存在潤(rùn)滑油泄露情況，碳粉堆積現(xiàn)象。

3.3發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子二次回路檢查情況

（1）檢查3號(hào)發(fā)變組C屏轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)定值R1=15kΩ，t1=5s，發(fā)信;R2=1kΩ，t1=2s，跳閘;定值與定值單一致。

（2）檢查3號(hào)發(fā)變組保護(hù)A、C屏至3號(hào)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)子電壓二次電纜接線正確緊固，測(cè)量電纜對(duì)地絕緣均大于500MΩ，絕緣合格。

（3）對(duì)3號(hào)發(fā)變組保護(hù)A、C屏轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)進(jìn)行補(bǔ)充校驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)發(fā)變組保護(hù)裝置轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地絕緣電阻值采樣值比加入的標(biāo)準(zhǔn)電阻值偏小。

3.4原因分析

1. 在發(fā)電機(jī)歷次檢修時(shí)，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)碳刷小室下部勵(lì)磁母排為裸銅排，未進(jìn)行絕緣處理，且發(fā)電機(jī)勵(lì)端長(zhǎng)期存在滲油情況，碳刷與滑環(huán)摩擦產(chǎn)生的碳粉粘連對(duì)地形成回路，導(dǎo)致勵(lì)磁回路絕緣降低。
2. 咨詢發(fā)變組保護(hù)廠家研發(fā)人員得知，保護(hù)裝置內(nèi)部電子開(kāi)關(guān)切換時(shí)間為1-2s。而3號(hào)發(fā)變組C屏轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)定值整定為：R1=15kΩ，t1=5s，發(fā)信;R2=1kΩ，t1=2s，跳閘，跳閘延時(shí)不符合導(dǎo)則要求。同時(shí)發(fā)變組保護(hù)裝置在絕緣電阻計(jì)算出的絕緣電阻值比實(shí)際轉(zhuǎn)子絕緣電阻值偏小，可能存在保護(hù)誤動(dòng)情況。

3.5防范措施

（1）對(duì)3號(hào)發(fā)電機(jī)碳刷小室下部，與發(fā)電機(jī)滑環(huán)（集電環(huán)）導(dǎo)體連接部位向下延伸40cm左右為裸銅排的部位絕緣處理;同時(shí)對(duì)碳刷小室內(nèi)部油氣，碳粉徹底清理，并使用無(wú)水酒精對(duì)發(fā)電機(jī)碳刷、刷架、集電環(huán)等部位徹底擦拭。

（2）重新整定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)定值為：R1=30kΩ，t1=5s，發(fā)信;R2=0.5kΩ，t2=10s，跳閘。

（3）對(duì)發(fā)變組保護(hù)裝置內(nèi)部發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地絕緣電阻采樣系數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)、修正，提高采樣準(zhǔn)確率。

3.6實(shí)施效果

通過(guò)采取相應(yīng)措施，3號(hào)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路絕緣值達(dá)到2.9MΩ。同時(shí)，發(fā)變組保護(hù)屏顯示的絕緣電阻為119.9981kΩ，在發(fā)電機(jī)額定負(fù)荷下，轉(zhuǎn)子泄露電流為0.17mA。

4.結(jié)束語(yǔ)

發(fā)電機(jī)作為發(fā)電企業(yè)最重要的設(shè)備之一，其安全穩(wěn)定運(yùn)行直接影響企業(yè)效益。檢修期間應(yīng)加強(qiáng)對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一、二次回路絕緣的檢查、預(yù)試;對(duì)保護(hù)裝置采樣精度校準(zhǔn)、修正;熟練掌握保護(hù)原理并根據(jù)保護(hù)原理嚴(yán)格對(duì)保護(hù)定值進(jìn)行整定;日常應(yīng)加強(qiáng)對(duì)碳刷小室碳粉、積灰、積油的清理。

參考文獻(xiàn)

[1]潘文威.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地故障分析與查找[J].紅水河，2015.2

[2]陶瑞基，黃春明.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)故障接地處理[J].電氣應(yīng)用，2011.8