水轮发电机转子一点接地故障原因分析及处理

冯海妹

【摘要】发电机在正常运行时，其励磁回路与地之间会产生一定的绝缘电阻和分布电容，两值的大小取决于发电机内部的转子结构及其冷却的方法，而当其转子的绝缘水平遭到破坏时，就会发生故障。本文结合笔者多年水电站检修及运行实际经验，针对一起水轮发电机转子动态一点接地故障的原因进行分析，并根据接地现象和转子结构进行了有效处理，为同类型故障的处理提供了有益参考。

【关键词】发电机；转子；一点接地

一、一点接地的危害

当发生一点接地时，电流没有形成回路，理论上，此时的转子虽然仅只有一点接地，但机组仍然可以继续正常运行，注意，此时的运行状态是极不安全的，虽然转子为一点接地，倘若此时有发生另一点接地，这时转子为两点接地，转子的绕组会发生短路，會造成转子的绕组与铁芯被烧坏，或转子与定子发生碰撞而使得整个机组发生强烈的震动。通常为了提高对电磁的转换效率，发电机组的转子线圈与定子线圈之间的空气气隙都较小，仅为几毫米，因此在发电机组运转时对于转子与定子之间的稳定性的要求就会较高，且要保证其可发生的震动要在一定值得范围内，一旦超出了所规定的的震动值，会对发电机转子与定子的铁芯和线圈造成摩擦碰撞损伤；水轮发电机组的转子直径比较大，转子与定子之间的间隙比较小，倘若发生两点接地的情况时，会产生一定的单边磁拉力造成发电机组急剧的震动，震动值远远会超过发电机组可允许的震动值范围，这样强烈的震动会是转子将定子的铁芯损坏擦伤。

二、一点接地信号出现原因分析

一般的情况下，转子线圈接地，其主要发生的原因可以概括为如下几点。转子绕阻与碳刷滑环之间的连接结构为：发电机的励磁电流借助于静止碳刷通过旋转的滑环流入转子绕阻，而碳刷是安装在刷架上的。通过恒压式弹簧的压迫，使得能够和滑环滑动接触。一般的发电机，其转子的磁极线圈绕组多选取的是裸扁铜带绕制而成的，在导线和导线之间选用的是环氧玻璃布板进行相关的隔离。当这些转子在运行的过程中，很容易沾染一些灰层、粉末等，当这些废弃物质填充了裸线周围，以及裸线与铁心之间的间隙的时候，气候和环境就很容易在这个时候起到影响的作用，比如在潮湿的天气，当这些物质吸收了水汽之后，就会使得绝缘性能大打折扣，有碍设备的正常运转。当在正常电压等的冲击下，周围物质发生炭化，绝缘程度会进一步的降低，当周围物质发生炭化到一定程度时，就会出现转子一点接地故障。高速旋转离心力增加使导电螺钉与绝缘纸之间发生碰摩损坏绝缘，应该加强制造工艺及绝缘水平，防止发生类似碰摩。另外，对于转子一点接地故障的产生原因，还有很多。上述介绍的就是造成转子一点接地故障的主要原因。关于该方面的研究，虽然在一定程度上取得了一些成绩，但是依然存在着很多的问题。

三、发电机运行中发生转子一点接地故障处理

当发电机在运行中发生转子一点接地故障时，按规程，如故障不能消除，运行两小时应停机检查处理。发生转子一点接地故障后，当班的运行人员应申请停下机组检查：（1）对机组转子回路的绝缘检查；（2）校验转子一点接地保护装置；（3）检查转子外部和内部设备；（4）检查保护的控制回路接线和端子。

四、对水轮发电机组日常维护处理措施

1、要对水轮发电机组进行日常清洁

为了能够实现水电站安全有序的运行，要加强对发电机滑环室清洁的管理。在滑环室中滑环等部位是清洁的重点。要保证设备绝缘能力，滑环室中刷架支撑绝缘和极间绝缘破损并且处理不当都会造成安全事故的发生。吸尘器吸汇尘效果不明或因机组滑环室与轴承油盆靠近，由于漏油，油雾对碳粉的吸附作用造成滑环室内各绝缘件绝缘性能下降，这些情况都会导致水轮发电机组不能够正常进行工作，因此日常工作中做好清洁工作是保证设备安全运行的重点。

2、加大转子引线日常检修维护力度

（1）在机组的检修时注意观察转子引线的固定与连接处，是否有发生位移的迹象，如位移量较明显，说明此处受力较大，应分析出原因，并增加固定夹与挡板夹或改进连接方式，避免转子引线因位移较大而发生拉断的现象。

（2）在机组的检修时注意观察转子引线绝缘是否有的破损、老化等现象，是否有油污、水、灰尘等污物积累。若绝缘材料破损、老化，应及时更换该部件，若有污物，应及时清理干净。同时应分析造成绝缘破损的原因，及时解决。

（3）若机组长时间停机或检修，注意对转子引线的防潮，适时对其干燥。同时在启机前，检查一遍绝缘电阻，看是否在许用值范围内。

3、要在运行过程中保证随时进行监视

水电站在科技发展的带动下呈现自动化发展，因此值守水电站是电力生产部门中一项重要的工作，关系到水电站能够安全运行。在水电站中进行的值守人员要对水电站中的设备、系统、安全管理条例等有着明确的掌握，保证设备系统的安全正常运行。水电站系统安全高效运行需要专业工作人员充分了解设备运行情况，发现问题及时对设备进行调整，采取巡视检查的方式能够降低事故发生的几率。

结束语

通过上述分析得知，引起发电机转子一点接地故障发生的原因有许多，但是掌握了转子一点接地保护的原理，定期对发电机励磁系统进行检查、清洁，就能很好地预防发电机转子接地故障的发生，确保发电机的安全稳定运行。