水轮发电机转子一点接地原因分析及处理

【摘要】发电机转子一点接地故障是发电机常见的故障。作者对哈拉军水电站一台机组做预防性试验时，测得发电机转子绝缘电阻接近于零，判断发电机转子绕组有接地现象。经过检查发现了接地点并进行了修复。本文通过对这一故障的处理，分析了发电机转子绕组一点接地的原因、预防和处理方法。

【关键词】转子绕组；接地故障；故障检查

前言

哈拉军水电站位于新疆伊犁特克斯县库克苏河上，该电站2015年1月并网发电，总装机容量28MW，安装3台轴流水轮发电机，额定电压10500V，采用静止可控硅励磁方式，转子接地故障的发电机型号为SF7000—16/3300。作者在对这台机组做预防性试验时，测得转子磁极和磁极母排的绝缘电阻为0.1MΩ，判断磁极或磁极母排存在一点或多点接地。经过专业技术人员认真分析原因、检查和处理，最终发现转子接地的原因，原因是和磁极连接的母排的绝缘层击穿，导致转子一点接地。下面以这台机组转子接地故障为例，对故障发生的经过和分析检查处理过程进行详细的介绍，并对此类故障进行了分析，提出了预防措施。

1、故障经过

发电机机组在C级检修时，专业人员在测量发电机转子绝缘电阻时发现测得转子磁极和磁极母排对地的绝缘电阻为0.1MΩ。《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596—1996）规定，转子绕组对地绝缘电阻不小于0.5 MΩ。因此，该机组转子绕组的绝缘电阻不符合《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596—1996）的要求，试验不合格。专业人员对机组继电保护装置进行了检查，发现继电保护装置报警信息中没有“转子一点接地”故障。

2、检查及处理

为了确定磁极是否接地，将磁极和母排断开，分别测量磁极和母排对地的绝缘电阻，发现磁极对地的绝缘电阻为1GΩ，负极的母排对地绝缘电阻为0.1MΩ，排除了转子磁极接地的可能。进一步检查发现在转子端面上的负极母排有一处绝缘层被击穿，导致对地的绝缘降低。专业人员拆除了击穿的绝缘层并对母排重新进行了绝缘包扎，重新测得母排绝缘合格。

专业人员对发电机保护装置进行了检查，没有发现“发电机转子一点接地”保护动作的记录。由此判断发电机转子的磁极母线存在绝缘缺陷，本次试验使用摇表测量转子绝缘电阻时导致磁极母线绝缘击穿。

3、发电机转子一点接地的危害

发电机转子绕组回路一点接地故障是发电机常见的一种故障，发电机绕组一点接地对发电机的正常运行不会产生影响，但有引发两点接地的危险。发电机转子一点接地后励磁回路对地电压将有所升高。在正常情况下，励磁回路对地电压约为励磁电压的一半。当励磁回路的一端发生金属性接地故障时 ，另一端对地电压将升高为全部励磁电压值，即比正常电压值高出一倍。在这种情况下运行，当切断励磁回路中的开关或一次回路的主断路器时，将在励磁回路中产生暂态过电压，在此电压作用下，可能将励磁回路中其它绝缘薄弱的地方击穿，从而导致第二点接地。当转子绕组发生两点接地故障时，会使转子铁芯磁通不均匀而产生振动，转子的振摆加大，影响机组的正常运行。

4、发电机转子一点接地的原因

造成发电机转子一点接地的原因有很多，但主要的原因有以下几种：

（1）发电机转动时，碳刷与集电环摩擦产生的碳刷粉落到集电环与地绝缘的部件上，造成发电机转子一点接地。

（2）磁极引线在装配时与大轴摩擦造成磁极引线外绝缘破坏，形成磁极引线与大轴之间的金属性接地故障。

（3）磁极引线的固定螺栓与磁极引线之间的绝缘套管有金属粉末造成套管与地之间绝缘降低，造成发电机转子一点接地。

（4）机组长时间停机，发电机转子磁极受潮，造成磁极与地的绝缘降低。

（5）随着机组使用时间的增长，转子磁极与大轴的绝缘降低，造成发电机转子接地。

5、发电机转子一点接地故障的处理

引起发电机转子一点接地的原因不同，故障处理的方法也不同。结合发电机转子一点接地的原因，处理方法有以下几种：

（1）对于由于碳刷粉或金属粉末造成的磁极引线接地的故障，处理方法是定期用干净地大布擦拭易落有碳刷粉或金属粉末的部位。

（2）对于因安装工艺造成磁极或引线绝缘破坏的故障，应在机组投运前或大修时对绝缘破坏部位进行处理。

（3）对于因受潮而引起的发电机转子绝缘电阻降低的故障，处理方法是在转子绕组两极加一个电源，使转子绕组通过一个电流，该电流必须小于转子额定电流，通过该电流给转子绕组加热。

6、发电机转子一点接地的预防

发电机转子一点接地短时间不会影响机组的正常运行，但对机组是一个潜在的隐患。可以用以下几个措施防止发电机转子一点接地。

（1）定期清扫集電环与转子磁极。发电机每年或每3至4年有一次停机检修，检修期间可用低压气吹扫集电环和磁极易落有碳刷粉或灰尘的部位，再用干净地大布擦拭设备，以确保转子清洁。

（2）加强发电机磁极引线的绝缘保护。集电环与磁极间连接的引线安装在转子端面上，机组检修时，在引线上扎黄玻璃漆布带予以保护。紧固转子端面上的磁极引线线夹，并更换绝缘有缺陷的线夹。

（3）调整机组的运行方式，避免机组长时间停机。机组长时间停机后，转子易受潮使转子绝缘电阻降低，为了防止发电机转子因长时间停机受潮，应定期启动发电机，使发电机带电运行，利用发电机转子的电流给转子加热。

7、结语

发电机转子一点接地暂时不会影响机组的正常运行，但易引起发电机转子的两点或多点接地，导致机组的振动加大而被迫停机，进而影响电力系统的稳定和供电质量。引起发电机转子接地故障原因有多种，这就要求电站运行人员在工作中认真负责，发现有发电机转子一点接地报警时应尽快处理，使发电机发挥最佳的经济效益。

作者简介：邢战利，男，生于1979年，河北省柏乡县，大学本科，工程师，研究方向：水电站机电设备。