135MW和330MW空冷发电机转子接地故障的检查及处理

李义民

(上海大屯能源股份有限公司发电厂，江苏 沛县 221611)

某发电厂1台135MW循环流化床(CFB)空冷发电机组及另一电厂1台330MW循环流化床(CFB)锅炉空冷发电机组，在运行中突然发生各道轴承振动变大，振动幅值最高达17～18丝，而各道轴承回油温度正常，发电机转子正、负对地电压明显不对称的故障。当时机组运行负荷分别在127MW和280MW左右。在故障发生时，迅速采取紧急降负荷到80MW和200MW左右后，2台机组的轴系振动值下降至10～12丝，但也超过了标准值。

初步分析判断发电机发生了一点接地故障。发电机的基本数据如表1所示。

表1 发电机基本数据

1 发电机空冷结构特点

该系列发电机采用空气作为冷却介质，冷却系统结构简单，安装方便，辅助设施少。与氢冷系统比较，省掉了制氢系统和防爆系统，简化了冷却水系统，取消了密封油系统，起停容易。

2 发电机转子一点接地故障查找

上述2台发电机分别于2003年12月和2007年8月投产。发电机发生接地故障的时间分别在2011年的3月和7月。查找故障接地点时，首先检查滑环以外的回路：滑环绝缘或引线绝缘是否损坏，静态励磁回路有无问题，转子绕组端部是否积灰和槽口绝缘有否损伤等。经过仔细查找，确认外部回路没有问题。由此判断应该是发电机转子发生了接地故障，因此需要停机解列后再仔细查找，如果不能在现场解决，就要抽转子并返厂检查、处理。

在发电机解列投用盘车后，同时拆开发电机两端大、小端盖，联系生产厂家派技术人员到厂，使用内窥镜进行检查。

2.1 现场检查转子故障点

间断停盘车，用内窥镜检查，未发现可疑金属物体，但转子线棒通风沟内有积灰。

待发电机转子能间隔2～3 h投一次盘车时，采用在转子的两端部加电流的方法，看能否尽快确定故障点，以便安排下一步的工作。因为抽转子工作量大，影响负荷多，对生产的压力也大。

检查转子故障点的具体方法有以下2种。

(1) 先加220V交流电压于转子绕组与转子本体之间，使不稳定的接地故障成为明显的、稳定的接地故障，以方便、准确查找。但要注意，必须在通电回路中串联限流电阻，使接地电流不要太大，以免绕组过热；同时在工作中要注意防止触电。经现场反复、间断加电3～4 h后，用红外线测温仪没有测量到转子有明显的升温点。

(2) 用直流电焊机做直流电源对转子绕组通直流电，电流控制在270～320 A。经过多次反复通电，反复测量转子温升及转子绝缘值，并结合内窥镜检查，确认转子已经发生稳定接地，并且已接死。因此，不得不抽转子返厂拉大护环检查，厂家技术人员也要求转子返厂处理。

2.2 转子返厂后的检查处理

转子返生产厂后，以最快的时间送到生产车间，安排检测接地点与扒护环等工作。在转子抽出后常用2种方法寻找转子接地点：一种是电压降法，另一种是对地电位分布法。

(1) 电压降法可以确定故障点发生的大致位置。在2滑环间加直流电压U，然后分别测量2滑环对转子本体之间的电压。假设正滑环对转子本体电压为U1，负滑环对转子本体电压为U2，转子绕组全长为L，则接地点与正滑环间的绕组长度为：L1=LU1/(U1+U2)。这样可大致确定接地点在滑环、引线及绕组上的位置，以确定是否需要拆除护环。

(2) 对地电位分布法是在已初步确定故障点的大体位置，并确定必须拆除大护环时，进一步准确确定接地故障点的方法。拆除1只护环，然后在护环上加直流电压，再用较灵敏的多量程电压表测量每层线匝对转子本体的电压值。越靠近接地点的线匝测得的电压值越低，直至接地点的线匝上测得的电压值变为0或接近于0，并且接地线匝的上、下线匝对地电压的符号相反。这样就能很精确地找到故障点。

采用以上方法简单检查后，判断出接地点在大护环的下面。将转子大护环拉出后，很快就发现了故障点：135MW发电机的转子接地点在汽侧护环下；330MW发电机转子的接地点在励侧护环下。故障点位置处的绝缘层已经损坏，发电机线棒接地点处烧损痕迹明显。

3 接地原因初步分析及防范措施

在上述2台发电机转子的接地点位置均发现有金属小异物。产生这些异物的途径有2个： 制造过程及运行过程。因此制造过程的质量、细节控制很重要。同时在机组投入运行后，发电机空冷小室的清洁检查，大修时的各项监督检查也必须要严格。

发电机投运前要注意以下3点。

(1) 发电机空冷小室一定要清洁无任何杂物；大、小修后都要用吸尘器、拖把进行吸尘、清洁，做到一尘不染。必要时，空冷小室应贴瓷砖。

(2) 发电机空冷小室密封要严密；发电机出线立柱瓷瓶处，一定要用钢板做焊接密封；一定要在空冷小室检查确认无问题后，由运行人员加门锁。

(3) 应努力保持发电机本体周围环境的清洁无灰尘，以防止灰尘、杂物进入空冷小室。

发电机检修时要做到以下4点。

(1) 大修期间进入发电机本体内部检查时，应穿软底鞋和特制的连体棉质衣服，以防止将异物带入发电机本体内。

(2) 大修时对发电机转子清灰应仔细、彻底，可用干净不含水的压缩空气进行吹灰，必要时可请厂家派技术人员来现场指导。

(3) 发电机定子、转子各项试验数据测量要仔细，测前、测后的数据要与前次检修时的数据认真比对，不可漏项。

(4) 开机试验测得的各项数据应与前次试验数据无明显变化。发现数据有变化时，要仔细分析，查清原因。