燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地故障的分析與處理

謝宇潮

摘 要：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地故障會(huì)直接影響燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備的使用，影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的獲得。本文通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)接地保護(hù)裝置的故障問(wèn)題進(jìn)行探究，分析導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地故障的主要因素，通過(guò)對(duì)各項(xiàng)因素的全面排查，找出導(dǎo)致設(shè)備故障的主要因素，總結(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地故障的各項(xiàng)因素，為同類保護(hù)裝置故障處理提供參考。

關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī);發(fā)電機(jī);轉(zhuǎn)子;接地故障分析;處理方式

燃?xì)廨啓C(jī)與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地故障雖然不會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)設(shè)備造成巨大傷害，但是如果不及時(shí)處理故障因素，則會(huì)引發(fā)第二點(diǎn)接地，在故障點(diǎn)故障電流也會(huì)隨之增大，進(jìn)而直接影響轉(zhuǎn)子本體的運(yùn)行造成故障。另外，部分繞組也會(huì)被短接，導(dǎo)致氣系磁通平衡性喪失，引發(fā)軸系系統(tǒng)磁化，帶來(lái)嚴(yán)重影響后果。因此，在發(fā)電機(jī)設(shè)備出現(xiàn)轉(zhuǎn)子接地故障以后，應(yīng)當(dāng)采取必要性的管理手段，確定發(fā)電機(jī)設(shè)備的實(shí)際故障點(diǎn)，進(jìn)而制定合理的處理方法，找到關(guān)鍵故障點(diǎn);設(shè)計(jì)科學(xué)合理的解決方案，找出最終的接地故障原因，確保發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

一、利用RSO實(shí)驗(yàn)確認(rèn)故障

針對(duì)不同轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可選擇重復(fù)脈沖試驗(yàn)，檢測(cè)出轉(zhuǎn)子的接地故障問(wèn)題，確定出具體故障位置，結(jié)合轉(zhuǎn)子繞組找出匝間短路故障。如若在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部并未發(fā)生匝間短路故障時(shí)，RSO實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的結(jié)果為正負(fù)極所產(chǎn)生的反射波曲線位置相吻合;如果出現(xiàn)匝間短路故障時(shí)，行波所形成的反射曲線則不會(huì)出現(xiàn)重合。當(dāng)接地故障發(fā)生在轉(zhuǎn)子內(nèi)部主絕緣后，兩束行波的曲線位置則在短路接地部位起延伸，后續(xù)兩波形之間也并不會(huì)出現(xiàn)重合現(xiàn)象[1]。結(jié)合RSO實(shí)驗(yàn)可以逐步確認(rèn)出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的問(wèn)題故障所在。

二、接地故障分析

當(dāng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組在高速運(yùn)作時(shí)很容易出現(xiàn)不同的電機(jī)故障，一般情況下轉(zhuǎn)子接地故障可以分為永久性接地故障、斷續(xù)性接地故障以及瞬時(shí)性接地故障。永久性接地故障的引發(fā)因素主包括兩點(diǎn)，其一;勵(lì)磁回路接地導(dǎo)致;其二，轉(zhuǎn)子回路對(duì)地絕緣降低導(dǎo)致。瞬時(shí)性接地故障的引發(fā)因素是由于在發(fā)電機(jī)內(nèi)部，碳粉或者鐵屑等雜質(zhì)積累過(guò)多，發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中轉(zhuǎn)子快速運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致雜質(zhì)飛揚(yáng)，當(dāng)密度到達(dá)一定值后，則會(huì)直接影響大軸，引發(fā)轉(zhuǎn)子接地，此類故障的解決方式，可以通過(guò)清掃發(fā)電機(jī)內(nèi)部解決。另外，如果引線、轉(zhuǎn)子滑環(huán)以及槽及槽口等位置出現(xiàn)故障導(dǎo)致絕緣，也會(huì)引發(fā)轉(zhuǎn)子接地。

（一）檢查保護(hù)裝置與二次回路

一般情況下，每臺(tái)發(fā)電機(jī)機(jī)組會(huì)配備兩套發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地保護(hù)裝置，其中一套設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)使用，另一套則作為準(zhǔn)備。如果在對(duì)保護(hù)裝置采樣時(shí)操作不夠準(zhǔn)確，那么則會(huì)直接影響裝置的使用效果，最終電阻的測(cè)量結(jié)果也會(huì)出現(xiàn)差異。通過(guò)對(duì)兩套保護(hù)裝置的校驗(yàn)，如果并未發(fā)現(xiàn)任何異常，那么則能夠排除保護(hù)裝置自身故障因素。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子大軸正負(fù)極會(huì)與保護(hù)裝置的輸出端相連接，如果在對(duì)二次回路檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)地和線間絕緣出現(xiàn)故障，那么就可以判斷是二次回路的問(wèn)題。

（二）檢查注入電壓周期定值

一般情況下，發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子回路的地電路不會(huì)發(fā)生變化，但轉(zhuǎn)子接地保護(hù)在調(diào)試期間，需要對(duì)地電容的大小以及輸入電壓周期進(jìn)行調(diào)整。隨著勵(lì)磁系統(tǒng)的運(yùn)行，在RC軸電壓回路中電容性也隨之發(fā)生改變，而所注入的電壓周期難以滿足穩(wěn)定電流的需求，因此需要調(diào)整注入電壓周期[2]。在觀察設(shè)備接地電阻的變化情況時(shí)，如果電阻仍然發(fā)生變化，那么則可以排查電壓周期定值問(wèn)題，如果未變化，則可確定其發(fā)生故障。

（三）檢查勵(lì)磁碳刷與大軸接地

如果在轉(zhuǎn)子接地后，出現(xiàn)刷辮打火的情況，這主要是由于接地刷辮與大軸之間頻繁接觸，在轉(zhuǎn)子繞組后會(huì)出現(xiàn)地容頻繁放電，在此時(shí)轉(zhuǎn)子接地時(shí)所產(chǎn)生電流為短暫時(shí)間的電流，因此相應(yīng)的接地電阻也在隨之改變，影響了在轉(zhuǎn)子接地后對(duì)實(shí)際電阻值的測(cè)量，使得轉(zhuǎn)子接地出現(xiàn)故障。在檢測(cè)轉(zhuǎn)子接地電阻與接地位置變化情況時(shí)，可以人為模擬一側(cè)接地刷辮脫離大軸，另一側(cè)則頻繁接觸大軸，這時(shí)接地電阻發(fā)生變化，變化范圍大致在20kΩ到150kΩ之間，無(wú)法達(dá)到保護(hù)的作用。如果對(duì)正負(fù)極碳刷采取碳粉清理以及檢查更換，徹底清理刷辮接觸大軸區(qū)域以及接地刷辮且緊固后，轉(zhuǎn)子接地保護(hù)裝置仍然發(fā)出信號(hào)，那么則可以判斷勵(lì)磁碳刷與大軸接地，并不是引發(fā)轉(zhuǎn)子接地故障的主要因素。

四、接地故障的處理方式

在查明發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地故障因素以后，需要針對(duì)機(jī)組檢修情況，加固機(jī)組檢修勵(lì)磁母線軟連接橡膠，并針對(duì)勵(lì)磁母線軟連接螺絲的安裝情況進(jìn)行檢查，如果存在不合理之處，應(yīng)當(dāng)采取恰當(dāng)方式對(duì)其進(jìn)行整改與完善。與此同時(shí)，在日常維護(hù)發(fā)電機(jī)機(jī)組時(shí)，應(yīng)定期檢查與清理正負(fù)極碳刷、碳刷小室濾網(wǎng)、接地刷辮的使用情況，做好相應(yīng)處理措施，清洗除塵，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)加大對(duì)軟連接處橡膠外殼的檢查力度，一旦出現(xiàn)不合格的情況，則應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換橡膠外殼，以此加強(qiáng)絕緣效果[3]。另外，機(jī)組的頻繁啟動(dòng)會(huì)導(dǎo)致繞組頻繁熱脹冷縮，甚至出現(xiàn)蠕變的情況，在超過(guò)一定限度之后，可能會(huì)出現(xiàn)移位故障導(dǎo)致匝間短路，因此，應(yīng)當(dāng)合理安排機(jī)組運(yùn)行機(jī)制，及時(shí)清除轉(zhuǎn)子各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素，避免轉(zhuǎn)子頻繁出現(xiàn)故障，以此保障燃?xì)鈾C(jī)發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子接地故障的外界因素包括接地刷辮以及正負(fù)極碳刷接觸不良，使得接觸電阻數(shù)值增大，進(jìn)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子接地保護(hù)作用難以發(fā)揮出來(lái)，直接影響了保護(hù)裝置的正常使用效果。一旦轉(zhuǎn)子接地報(bào)警，首先應(yīng)當(dāng)檢查其刷辮及正負(fù)極碳刷，并對(duì)其進(jìn)行清洗、緊固，而后在檢查轉(zhuǎn)子電壓在勵(lì)磁系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子接地保護(hù)屏、故障錄波等回路或者保護(hù)裝置是否出現(xiàn)異常;在排除外部回路對(duì)轉(zhuǎn)子的影響后，則要停機(jī)檢查，觀察發(fā)電機(jī)本體或其勵(lì)磁系統(tǒng)是否出現(xiàn)接地故障。而對(duì)于不穩(wěn)定的接地，除了檢查基本項(xiàng)目以外，也應(yīng)當(dāng)時(shí)刻監(jiān)視接地情況，在錄波器的輔助作用下，跟蹤轉(zhuǎn)子實(shí)際情況，根據(jù)接地時(shí)的繞組溫度、機(jī)組振動(dòng)、勵(lì)磁電壓以及勵(lì)磁電流等多個(gè)情況，綜合判定燃?xì)鈾C(jī)發(fā)電機(jī)的接地狀態(tài)，結(jié)合實(shí)際情況判定是否需要進(jìn)行停機(jī)檢查。

參考文獻(xiàn)：

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