關於發電機定子接地故障分析的論文

關於發電機定子接地故障分析的論文

　　摘要：青海鹽湖化工分公司二期供熱中心採用的是5、6、7號機組，額定功率為36MW，額定容量為45MVA，但機組在執行過程中出現了定子接地故障。文章透過對定子接地故障進行分析，透過一定實驗確定故障的本質所在，並在此基礎上提出相應的解決辦法。

　　關鍵詞：發電機;定子接地;接地故障;供熱中心;繼電保護裝置

　　我公司機組的引數如下：機組型號為QFW-36-2，容量為36MW，功率因素為0.8，勵磁方式為交流無刷勵磁，額定電壓10.5kV，電流是2474.2A，頻率為50Hz，接法為Y，併網同期點在發電機出口斷路器上。公司的發電機在使用階段出現定子接地故障，使得出現電路跳閘、勵磁停滯等現象，我們透過分析定子接地故障的原因，根據實際情況判斷原因所在，並採取相應的措施。

　　1 緊急處理

　　在故障發生後，要對保護的繼電器進行檢測，判斷繼電保護裝置引數（基波諧波的狀況）是否符合標準，對保護動作進行進一步的確定，並對機組的各個元件進行了檢測。

　　1.1 繼電保護裝置的確認

　　繼電保護裝置的正常執行是透過一些引數來確認的，比如根據波形以及電壓值、發電機定子電流等，將故障中的波形、電壓值、電流值與正常情況相比，當實際值與正常情況的值相比誤差不大時，可判斷保護動作是合理的。如果要進行下一步的確認，需要透過檢測發變組二次迴路，這樣可以確保繼電保護裝置是否滿足要求。然而這樣的檢測存在它的弊端，就是不能判斷故障的位置，從而不能得到好的解決辦法，加大了故障修復的難度。

　　1.2 對一次系統進行檢測

　　首先，搖測絕緣：應使用2500V的兆歐表，阻值要求50MΩ，吸收比1.3。如果小於10MΩ以下，吸收比小於1.3;其次，檢查有無積水、漏油現象。

　　對一些非電氣系統施行檢測，若系統中沒有出現積水漏油等情況，則說明系統執行正確，同時不可忽略冷卻水，因此若絕緣搖上去了，積水、漏油清理了要對其進行檢測，看其是否能正常通電。同時，對系統的電路進行檢查，看是否滿足要求，也要考慮絕緣電阻的電阻值，看值的大小能否達到絕緣的效果。

　　2 確定故障

　　透過上述的緊急處理，如果沒有出現問題，則我們可以初步判定為發電機定子接地出現了問題，這可以透過分析電壓的變化來確定。

　　發電機定子接地故障圖如上所示：電路圖（圖1所示）、相點陣圖（圖2所示），可以透過觀測三相對地電位的大小，來判定接地故障是否存在。同時對中性點電壓進行檢測，當中性點電壓升高到一定程度時，判斷為接地，可以透過記錄的資訊與標準情況下電壓的變化來判定，當發生異常時，則說明是定子接地故障，故障可能在三相的不同位置，這個檢查的過程也可以確定是哪個相發生了故障。

　　3 開啟星點

　　故障確認後，要對故障點進行確認，這需要對整個迴路進行檢測，檢測的內容為三相絕緣電阻的阻值大小。在正常情況下，阻值保持不變，當發生故障時，電阻會有明顯的減小，可以透過三相電阻的變化確定故障點的位置。

　　4 故障分析

　　透過檢測，我們確定了故障點，透過故障點，我們分析故障的原因所在，在一般情況下都會發生定子接地故障，應當注意以下三點：

　　4.1 空氣冷卻器

　　當空氣冷卻器出現問題時，會發生定子接地故障，這是因為絕緣體破裂而導致的，這很可能是在前期的準備工作中，由於操作不當而導致空氣冷卻器出現裂紋而未及時發現。當裂紋出現後，管中的水會向下流出，從而致使電場改變，電流流出致使電壓異常，當空氣冷卻器溫度升高致使空氣冷卻器燒壞時，則會產生短路的'情況，這種問題可以透過觀察空氣冷卻器來確定，也可以透過測量它的過渡電阻來確定。

　　4.2 三相電壓值的變化

　　三相電壓值的變化也可能導致定子接地故障，在正常情況下，中性點電壓為零，而偏差的產生可能是由於電容的耦合度不夠，中性點電壓會升高，但一般不會超過500V，否則就可能出現單相接地。

　　4.3 投入執行前的裝置準備

　　當裝置檢測不當，例如變壓器以及發電機這些主要裝置檢測不完善時，會出現接地故障。

　　5 檢查變壓器

　　5.1 投入執行前進行檢測（裝置以及接線）

　　第一，要檢測系統裝置的安裝是否滿足規定和要求，檢查溫度計，檢測電容式套管是否正常接地，並保證吸附劑滿足標準以及吸溼器無堵塞;第二，確定冷卻系統、導氣管路處於開閥狀態;第三，確定開關是否滿足要求：轉動和油量，同時還要檢查三相，並保證三相相同;第四，檢測套管型電流互感器的端子，看接觸是否良好;第五，其他裝置，如儲油櫃、電源、線路、操作規範、管路的配置等，檢查接線是否正確、配置是否符合要求、控制系統是否出錯等。

　　5.2 工作前的檢測（資料）

　　在變壓器投入執行之前，要進行儀器測試。第一，分接位置，根據說明書檢測各個位置，保證各個位置的準確性，第二，檢測變壓器中電流互感器;第三，檢測絕緣電阻，並把檢測值和理論值相比較，確定誤差值不大;第四，檢測油箱裡油的質量，對其中的含水量、耐壓值等進行測量，保證誤差不超過規定的範圍。

　　5.3 工作前的試驗（裝置）

　　? 在裝置投入執行前，需要對裝置進行一定測試，如繼電器和保護電路器等，保證電路的安全，例如，當連續進行空載執行，在規定的電壓下，如果持續時間超過六小時，溫升不超過一定值時，不用啟動冷卻器來對裝置進行冷卻。當測試完成後，必須將各個元件裝置還原到原來的狀態，設定過流保護的數值，拔掉接地線。

　　6 檢查發電機

　　6.1 引數的檢測

　　發電機主要引數有容量、電壓、電流、效率、絕緣等級、頻率、轉速、接法、相數等，要使這些引數滿足要求，需要按照所給的規範測量這些引數的值，看它們是否滿足標準。在一般情況下，定子繞組直流電阻為0.00371Ω，勵磁繞組直流電阻為0.13238Ω，定子漏抗為0.1231Ω等，這些值都較小，因此靈敏度高，必須小心測試，避免操作不當造成的損傷從而導致誤差的出現。

　　6.2 結構的檢測

　　發電機的結構內容包括機座、定子鐵芯、定子線圈、轉子、轉子線圈等多種結構，因此，檢測過程較為複雜，但不能忽視。其中，機座的焊接要保證它的安全以及實用性，安全體現在它的結構設定可以防止雜質進入機座內部，對機座造成損傷;定子鐵芯需要固定，轉子的材料選擇應當是34CrMo1A，要注意的是，轉子的線圈是F等級。

　　7 定子接地故障經驗總結

　　第一，在系統出現問題之後，應當對一次二次系統進行排查，排查的方法是利用高壓，這樣可以找到接地點，系統的檢測需要觀察實際壓變與理論電壓的情況。

　　第二，在系統執行之前應該做好各種準備工作，保證系統能夠正確執行，系統的實際資料應當與裝置的出廠資料誤差較小，這些資料的精確度一定要大，不然引起的誤差將變大。

　　第三，自動準同期裝置出現問題容易造成非同期合閘對發電機造成衝擊，從而損壞定子絕緣，造成接地，接地點一般在定子鐵芯槽口處。

　　第四，從目前的情況來看，我國多地發生的定子接地故障大多是由於空氣冷卻器出現了問題，這就要求對空氣冷卻器進行嚴密的檢測，更要注意操作規範，以免損壞空氣冷卻器。除此之外，在除錯過程中應該注意對定子冷卻水系統進行檢測，避免意外情況發生而導致故障。

　　8 結語

　　導致定子接地故障的原因很多，在出現這樣的問題之後，我們應當從簡單而且必要的地方入手，例如首先對空氣冷卻器進行排查，而後對系統進行排查，系統分為一二次系統，都要進行排查。在系統執行前一定要進行儀器的測試，保證各個裝置能夠正常投入使用，發電機的重要測試是零起升壓測試，不能忽視。更重要的是空冷式（油汙等堵塞）自動同期裝置角度增大接地，因此投入前清潔油汙，定期校驗自動準同期裝置。

　　參考文獻

　　[1] 林萬春.水輪發電機定子線圈接地故障接地點的探測[J].水電站機電技術，1999，（4）.

　　[2] 戴學泉，劉立文，張明明.發電機定子線圈接地故障分析[J].華北電力技術，2004，（2）.

　　[3] 於成偉.電機定子線圈接地故障的維修[J].微電機，2003，（2）.

　　[4] 宋效新，楊光.300MW汽輪發電機定子接地故障的分析與處理[J].電力安全技術，2006，（3）.

　　[5] 安豔琴.電機定子線圈接地故障的維修[J].防爆電機，2006，（6）.

　　[6] 周衛兵，黃桂雄.自繞定子線圈修復CTX線管一例

　　[J].醫療衛生裝備，2005，（3）.

　　[7] 鄭端.發電機定子線圈接地故障的查尋[J].福建電力與電工，1999，（2）.