发电机定子接地故障分析

1、发电机定子接地故障分析摘要：青海盐湖化工分公司二期供热中心采用的是5、6、7号机组,额定功率 为36MW,额定容量为45MVA,但机组在运行过程中出现了定子接地故障。文章通过 对定子接地故障进行分析,通过一定实验确定故障的本质所在,并在此基础上提 出相应的解决办法。关键词：发电机;定子接地;接地故障;供热中心;继电保护装置 文献标识码：A中图分类号：TM312 文章 编号：1009-2374（2016）04-0118-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.04.059我公司机组的参数如下:机组型号为QFW-36-2,容量为36MW,功率因素为0. 8, 励磁方式为

2、交流无刷励磁，额定电压10.5kV,电流是2474.2A,频率为50Hz,接法 为Y,并网同期点在发电机出口断路器上。公司的发电机在使用阶段出现定子接 地故障,使得出现电路跳闸、励磁停滞等现象,我们通过分析定子接地故障的原因, 根据实际情况判断原因所在,并采取相应的措施。紧急处理在故障发生后,要对保护的继电器进行检测,判断继电保护装置参数（基波谐 波的状况）是否符合标准,对保护动作进行进一步的确定,并对机组的各个组件进 行了检测。继电保护装置的确认继电保护装置的正常运行是通过一些参数来确认的,比如根据波形以及电压 值、发电机定子电流等,将故障中的波形、电压值、电流值与正常情况相比,当实 际值与

3、正常情况的值相比误差不大时,可判断保护动作是合理的。如果要进行下 一步的确认,需要通过检测发变组二次回路,这样可以确保继电保护装置是否满 足要求。然而这样的检测存在它的弊端,就是不能判断故障的位置,从而不能得到 好的解决办法,加大了故障修复的难度。对一次系统进行检测首先，摇测绝缘：应使用2500V的兆欧表，阻值要求50MQ,吸收比1.3。如果小于10MQ以下，吸收比小于1.3;其次,检查有无积水、漏油现象。对一些非电气系统施行检测,若系统中没有出现积水漏油等情况,则说明系统 运行正确,同时不可忽略冷却水,因此若绝缘摇上去了,积水、漏油清理了要对其 进行检测,看其是否能正常通电。同时,对系统的电

4、路进行检查,看是否满足要求, 也要考虑绝缘电阻的电阻值,看值的大小能否达到绝缘的效果。确定故障通过上述的紧急处理,如果没有出现问题,则我们可以初步判定为发电机定子 接地出现了问题,这可以通过分析电压的变化来确定。发电机定子接地故障图如上所示：电路图（图1所示）、相位图（图2所示）, 可以通过观测三相对地电位的大小,来判定接地故障是否存在。同时对中性点电 压进行检测,当中性点电压升高到一定程度时,判断为接地,可以通过记录的信息 与标准情况下电压的变化来判定,当发生异常时,则说明是定子接地故障,故障可 能在三相的不同位置,这个检查的过程也可以确定是哪个相发生了故障。打开星点故障确认后,要对故障点进

5、行确认,这需要对整个回路进行检测,检测的内容 为三相绝缘电阻的阻值大小。在正常情况下,阻值保持不变,当发生故障时,电阻 会有明显的减小,可以通过三相电阻的变化确定故障点的位置。故障分析通过检测,我们确定了故障点,通过故障点,我们分析故障的原因所在,在一般 情况下都会发生定子接地故障,应当注意以下三点：空气冷却器当空气冷却器出现问题时,会发生定子接地故障,这是因为绝缘体破裂而导致 的,这很可能是在前期的准备工作中,由于操作不当而导致空气冷却器出现裂纹 而未及时发现。当裂纹出现后,管中的水会向下流出,从而致使电场改变,电流流 出致使电压异常,当空气冷却器温度升高致使空气冷却器烧坏时,则会产生短路

6、的情况,这种问题可以通过观察空气冷却器来确定,也可以通过测量它的过渡电 阻来确定。三相电压值的变化三相电压值的变化也可能导致定子接地故障,在正常情况下,中性点电压为零, 而偏差的产生可能是由于电容的耦合度不够,中性点电压会升高,但一般不会超过500V,否则就可能出现单相接地。投入运行前的设备准备当设备检测不当,例如变压器以及发电机这些主要设备检测不完善时,会出现接地故障。检查变压器投入运行前进行检测（设备以及接线）第一,要检测系统设备的安装是否满足规定和要求,检查温度计,检测电容式 套管是否正常接地,并保证吸附剂满足标准以及吸湿器无堵塞;第二,确定冷却系 统、导气管路处于开阀状态;第三,确定开

7、关是否满足要求：转动和油量,同时还 要检查三相,并保证三相相同;第四,检测套管型电流互感器的端子,看接触是否 良好;第五,其他设备,如储油柜、电源、线路、操作规范、管路的配置等,检查接 线是否正确、配置是否符合要求、控制系统是否出错等。工作前的检测（数据）在变压器投入运行之前,要进行仪器测试。第一,分接位置,根据说明书检测各 个位置,保证各个位置的准确性,第二,检测变压器中电流互感器;第三,检测绝缘 电阻,并把检测值和理论值相比较,确定误差值不大;第四,检测油箱里油的质量, 对其中的含水量、耐压值等进行测量,保证误差不超过规定的范围。工作前的试验（设备）在设备投入运行前,需要对设备进行一定测试

8、,如继电器和保护电路器等, 保证电路的安全,例如,当连续进行空载运行,在规定的电压下,如果持续时间超 过六小时,温升不超过一定值时,不用启动冷却器来对设备进行冷却。当测试完成 后,必须将各个元件设备还原到原来的状态,设置过流保护的数值,拔掉接地线。检查发电机6.1 参数的检测发电机主要参数有容量、电压、电流、效率、绝缘等级、频率、转速、接法、 相数等,要使这些参数满足要求,需要按照所给的规范测量这些参数的值,看它们 是否满足标准。在一般情况下，定子绕组直流电阻为0.00371 Q,励磁绕组直流电 阻为0.13238Q，定子漏抗为0.1231Q等,这些值都较小，因此灵敏度高,必须小 心测试,避免

9、操作不当造成的损伤从而导致误差的出现。结构的检测发电机的结构内容包括机座、定子铁芯、定子线圈、转子、转子线圈等多种 结构,因此,检测过程较为复杂,但不能忽视。其中,机座的焊接要保证它的安全以 及实用性,安全体现在它的结构设置可以防止杂质进入机座内部,对机座造成损 伤;定子铁芯需要固定，转子的材料选择应当是34CrMolA,要注意的是，转子的线 圈是F等级。定子接地故障经验总结第一,在系统出现问题之后,应当对一次二次系统进行排查,排查的方法是利 用高压,这样可以找到接地点,系统的检测需要观察实际压变与理论电压的情况。第二,在系统运行之前应该做好各种准备工作,保证系统能够正确运行,系统 的实际数据

10、应当与设备的出厂数据误差较小,这些数据的精确度一定要大,不然 引起的误差将变大。第三,自动准同期装置出现问题容易造成非同期合闸对发电机造成冲击,从而 损坏定子绝缘,造成接地,接地点一般在定子铁芯槽口处。第四,从目前的情况来看,我国多地发生的定子接地故障大多是由于空气冷却 器出现了问题,这就要求对空气冷却器进行严密的检测,更要注意操作规范,以免 损坏空气冷却器。除此之外,在调试过程中应该注意对定子冷却水系统进行检测, 避免意外情况发生而导致故障。结语导致定子接地故障的原因很多,在出现这样的问题之后,我们应当从简单而且 必要的地方入手,例如首先对空气冷却器进行排查,而后对系统进行排查,系统分 为一二次系统,都要进行排查。在系统运行前一定要进行仪器的测试,保证各个设 备能够正常投入使用,发电机的重要测试是零起升压测试,不能忽视。更重要的是 空冷式（油污等堵塞）自动同期装置角度增大接地,因此投入前清洁油污,定期校 验自动准同期装置。参考文献林万春水轮发电机定子线圈接地故障接地点的探测J.水电站机电技术,1999,（4）.戴学泉，刘立文，张明明.发电机定子线圈接地故障分析J.华北电力技 术,2004,(2).于成伟电机定子线圈接地故障的维修J.微电机