浅谈发电机转子绕组接地故障
发电机转子接地保护动作情况及故障分析
发电机转子接地保护动作情况及故障分析摘要：本文介绍了某火力发电厂发电机转子一点接地故障的现象及处理过程。
通过对转子接地保护原理及保护动作行为的分析，并结合故障录波波形图，对接地点进行了定位。
同时根据发电机转子检查情况及发现的问题,指出了该故障的可能原因，提出了预防此类故障的措施,以实现状态检修。
关键词：发电机；转子绕组；转子一点接地；转子两点接地；0 引言转子接地故障是发电机较常见的故障之一。
发电机在长期运行过程中，由于转子内部受潮、冷却介质泄漏、绝缘老化以及机械振动等诸多方面的原因，容易造成转子对地绝缘水平的降低进而引发转子接地故障。
当转子发生一点接地故障时，虽然不会对发电机本身造成直接的危害，但若再相继发生两点接地，则会出现故障点电流过大而烧伤转子本体、励磁绕组被短接而使气隙磁通失去平衡引起振动以及轴系转子磁化等灾难性后果,严重威胁发电机的安全[1]。
发电机是发电厂的主要设备之一，故障后修复困难，延长停机时间，特别是大容量发电机组不正常停机，间接造成的经济损失巨大，配置转子接地保护是非常必要的。
为了大型发电机组的安全运行，无论水轮发电机或汽轮发电机，在励磁回路一点接地保护动作发出信号后，应立即转移负荷，实现平稳停机检修[2]。
1 某厂发电机组及转子接地保护配置概述某厂发电机为东方电机股份有限公司生产的QFSN-600-2-22D型三相同步汽轮发电机，采用水氢氢冷却方式，励磁方式采用自并励励磁。
发电机为三相交流隐极式同步发电机，采用整体全封闭、内部氢气循环、定子绕组水内冷、定子铁心及端部结构件氢气表面冷却、转子绕组气隙取氢气内冷的冷却方式。
发电机定、转子绕组均采用F级绝缘。
发电机组于2008年6月正式投产。
发电机转子接地保护装置为南京南瑞继保电气有限公司PCS-985RS保护装置，该装置采用乒乓式转子接地保护原理，利用微机的计算功能，该保护装置能测定接地故障点位置和过渡电阻大小[3]。
发电机正常运行情况下一点接地保护投入，而两点接地保护退出。
发电机转子接地故障判断和处理
发电机转子接地故障判断和处理摘要：在发电机组运行过程中，转子绕组接地是一种常见的异常运行状态，也是严重影响发电机组安全运行的隐患。
检测转子接地故障通常需要很长时间。
因此，研究转子绕组接地的原因、接地处理和预防措施具有重要意义。
发电机转子接地的危害，如何分析和处理发电机转子接地故障，以及如何在制造和运行中防止转子接地。
关键词：发电机；转子；接地；处理；预防1转子一点接地的原因及影响转子绕组是励磁回路中绝缘最脆弱的部分。
在发电机组运行期间，转子高速旋转，线圈承受非常大的离心力。
长期运行可能会导致转子绕组轻微松动，并损坏绕组的绝缘。
同时，大型机组的励磁电流往往很大，大电流引起的热效应也会加速转子绕组绝缘的老化。
此外。
空气中的油渍和灰尘通过通风孔吸附在绕组上，绕组冷却介质中的湿度过大也会导致转子绝缘降低。
粗心的制造和维护过程、绕组导体边缘不完整的毛刺以及遗留下来的金属导体碎屑都容易损坏转子绕组并导致转子接地故障。
当转子在某一点接地时，没有电流流过故障点，因为它不会形成接地电流回路，但是励磁电压会稍微增加，不会直接损害机组，励磁绕组仍然可以保持正常，发电机仍然可以继续运行。
2转子两点接地的危害及影响2.1点接地故障例如，如果励磁开关和发电机出口断路器相互连接，或者如果转子电路产生过电压，则可能导致另一个接地点，这可能导致两起或更多严重威胁发电机安全的接地事故。
它通常会产生以下几种危害：（1）转子两点接地后，绕组部分短路，使得绕组的直流电阻变小，励磁电流变大，发电机励磁电路的主磁通变小，降低了机组发出的感应无功功率，导致机组端电压下降，定子电流急剧上升。
（2）由于转子的磁场畸变，气隙中的磁势也被对称破坏，导致扭矩不平衡，导致转子严重振动、大轴磁化和其他危险。
2．3两点接地故障接地点之间的短路电流将非常大，电流产生的电弧可能烧毁励磁绕组和旋转轴，甚至导致发电机着火和爆炸。
转子在盘面上的两点接地通常以励磁电流和定子电流增加、励磁电压和机器端电压降低、功率因数增加和剧烈振动为特征。
浅谈转子接地原因及处理方法
浅谈转子接地原因及处理方法文章通过对本厂所应用的GE EX2100转子接地保护的介绍，结合电气一次系统，对可能引起转子接地的原因进行了分析，为快速定位故障原因提供参考，并针对由不同原因引起的转子接地提出相对应的处理方法。
标签：转子接地保护；原因分析；处理方法引言大唐吕四港发电责任公司一期4×660MW火力发电机组的励磁系统，采用美国GE公司生产的EX2100型自并励磁系统。
励磁系统交流输入电源取自发电机机端，经励磁变压器供给整流装置，经整流装置整流后直接输出至转子绕组。
交流电源输入、直流电源输出均采用封闭母线。
在正常情况下，发电机励磁回路对地之间有一定的绝缘电阻与分布电容，当励磁绕组绝缘严重下降时，励磁回路有可能出现一点接地故障。
励磁回路发生一点接地，由于不构成电流回路，对发电机运行没有直接影响，但励磁回路对地电压升高，在正常运行过程中转子绕组绝缘薄弱环节，或切断励磁回路线路、一次回路主断路器时，将在励磁回路中产生暂态过电压，可能出现第二个接地点，形成两点接地故障。
发电机转子绕组发生两点接地后，使相当一部分绕组短路。
由于电阻减小，所以另一部分绕组电流增加，破坏了发电机气隙磁场的对称性，引起发电机剧烈振动，同时无功出力降低。
另外，转子电流通过转子本体，如果电流较大，可能烧坏转子和磁化汽轮机部件，以及引起局部发热，使转子缓慢变形而偏心，进一步加剧振动。
因此在发生发电机转子一点接地时，必须迅速查找引起接地的原因，并尽快制定合理的处理方案，以保证发电机的安全、稳定。
1 GE EX2100转子接地保护1.1 GE EX2100转子接地保护工作原理GE EX2100励磁系统的转子接地保护由励磁接地监测板（EGDM），信号衰减及采样板（EXAM）组成。
控制器M1、M2、C分别独立的接地检测板（EGDM M1、M2、C）组成冗余的励磁接地检测模块。
由当前主控制器对应的EGDM M1或M2（由控制器C决定）产生一个±50VDC，0.2Hz的方波电源，经信号衰减及采样模块叠加在发电机转子绕组正负端与地之间，当励磁变低压侧至发电机转子绕组间任一点发生接地时，电流通路即构成，经过采样电阻，主控制器即可测得该回路一点接地，而该回路的绝缘电阻亦可根据流经采样电阻的泄露电流计算而得，EGDM M1、M2、C都对该泄露电流进行实时采样并送至各自控制器，计算结果与设定值比较后输出报警或跳闸信号，并经三取二后出口。
水轮发电机转子一点接地原因分析及处理
水轮发电机转子一点接地原因分析及处理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。
标签：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。
浅析135MW空冷发电机转子故障接地原因分析、处理方法及防范措施
浅析135MW空冷发电机转子故障接地原因分析、处理方法及防范措施摘要：发电机是发电厂的主要设备之一，发电机的运行安全与否直接关系到发电企业的安全经济效益，以及电力系统的安全运行和稳定性，发电机出现转子内部一点接地危害较大，后果也非常严重，本文主要浅析发电机转子故障接地的主要原因、处理方法及防范措施。
关键词：发电机一点接地防范措施一、故障简述：我厂为2台135MW空冷发电机组，发电机为国产的型号为QF-135-2型发电机，额定电压：13.8KV，额定电流：6645A 功率因数：0.85，额定转速：3000r/min，额定频率：50Hz，定子相数：三相，定子接法：Y，绝缘等级：F 级，励磁方式：自并励,冷却方式：空冷，于2008年12月初次投运，2011年9月进行第一次抽转子大修，2018年4月进行小修工作，小修时对发电机转子滑环进行清灰、更换碳刷工作、预试工作，预试结果为发电机转子绝缘电阻为240 MΩ、直流电阻为0.1289Ω。
于2018年4月26日并网成功。
2018年5月7日，#1机组停机前有功78MW、无功-22Mvar，转子电流629A，转子电压88V。
12时29分，#1机组跳闸，DCS发出“发变组保护A柜后备保护动作”信号，转子一点接地保护动作。
就地检查发变组保护A柜显示转子一点接地保护动作跳闸，动作值电阻小于1k，动作时间2s，保护为正确动作。
发电机现场检查未发现明显故障点，但发电机本体励端有焦糊味，随后摇测灭磁开关下口至发电机滑环处母线绝缘500MΩ正常，安装上碳刷摇测发电机转子绕组绝缘为0 MΩ。
再次对滑环室彻底吹扫后转子绝缘仍为0 MΩ，现场判断为发电机转子一点接地，故障点在发电机转子上。
随后联系发电机厂家专业技术人员对发电机转子接地故障进行了排查，现场解体滑环室和励磁侧端盖发现外环转子绕组和导电杆连接螺钉烧损，需发电机抽转子进行更换转子绕组引线和导电螺钉。
二、原因分析：发电机厂家专业技术人员对发电机转子接地故障进行了排查，发现故障点在固定转子引线的导电螺钉处。
发电机转子绕组故障来源
发电机转子绕组故障来源：发电机转子绕组故障的表现形式主要为匝间短路和接地故障。
匝间短路：国内运行的大型汽轮发电机组中大多数都发生过或存在转子线圈匝间短路故障。
由于绕组绝缘损坏造成转子绕组匝间短路后，会形成短路电流，从而形成局部过热点。
在长期运行下，局部过热点又会进一步引起绝缘损坏，导致更为严重的匝间短路，形成恶性循环的局面。
转子匝间短路同时会引起磁通的不对称和转子受力不平衡现象，而引起转子振动；定子绕组每相并联支路的环流；主轴、轴承座及端部磁化。
同时较大的短路电流可能会导致转子接地故障发生。
故障原因：发电机转子通常包括多个磁极线圈，线圈引线和阻尼绕组等，具有较大的转动惯量。
由于离心力的作用，在运行中线匝绝缘的移动，转子绕组端部的热变形，线匝端部垫块松动或护环绝缘衬垫老化，小的导电粒子或碎物进入转子线匝端部和转子通风沟导致转子绕组匝间短路发生。
通常可以根据下面这些特征较准确地识别转子线圈是否发生匝间短路故障: ①振动幅值增大；②风温提高；③在励磁电压不变的条件下, 励磁电流增大；④励磁电流增大，而无功变小或不变。
接地故障：发电机转子绕组的接地故障包括一点接地和两点接地。
接地是指励磁绕组绝缘损坏或击穿而使励磁绕组导体与转子铁芯相接触。
发电机转子一点接地是一种较为常见的不正常的运行状态。
励磁回路一点接地故障对发电机一般不会造成危害，因为发电机发生转子绕组一点接地故障时，励磁电源的泄露电阻（对地电阻）很大，限制了接地泄露电流的数值，但如果再有另外一个接地点，即发生两点接地故障时会形成部分线匝短路，这是一种非常严重的短路事故。
近几年来，国内大型发电机由转子绕组接地所引起的严重运行事故并不少见。
转子两点接地在控制屏上一般表现为励磁电流及定子电流增大，励磁电压及机端出口电压下降，功率因数上升（甚至进相），并伴有剧烈的振动等现象，这时应做事故紧急停机处理。
两点接地故障的危害有：①发电机励磁绕组发生两点接地之后，绕组部分被短接，使得绕组直流电阻变小，励磁电流增大；若短路匝数较多，会使发电机磁路中主磁通减少，使得机组向外输出的感性无功减少，引起机端出口电压下降，同时定子电流可能会急剧上升。
浅谈发电机转子接地
浅谈发电机转子接地发电机转子接地是发电机有可能发生事故中的一种，了解发电机转子接地的原因和事故的处理，对我们运行人员来说是很有必要的。
发电机转子接地有转子一点接地和两点接地，另外还会发生转子层间和匝间短路故障。
与定子接地一样，转子接地有瞬时接地、断续接地、永久接地之分，也有内部接地和外部接地，金属性接地和电阻性接地之分。
当转子绝缘损坏时，就可能引起转子回路接地故障，常见的是转子一点接地故障。
我们知道，发电机转子接地保护属于发电机主保护之一，分为转子一点接地和转子两点接地保护，对发电机励磁绕组及其外部回路一点接地装设转子一点接地保护。
转子一点接地保护只会发信，不会动作，而发电机两点接地保护时则会动作跳闸停机。
需要注意的是，在机组并网之前，就应当检查发电机保护A、B柜内的“转子一点接地”保护压板，正常情况下只选择投入发电机A套保护柜内的压板，当A套保护须检修时，要先退出A套内转子一点接地保护后，才可以投入B套的转子一点接地保护。
而转子两点接地保护则不投，待转子一点接地发信后，根据需要或值长下令后再投入。
转子接地的原因主要有以下几个方面：1、工作人员在励磁回路上工作时，因不慎误碰或其他原因造成转子接地；2、转子滑环，槽及槽口、端部、引线等部位绝缘损坏；3、长期运行绝缘老化，因杂物或振动使转子部分匝间绝缘垫片位移，将转子通风孔局部堵塞，使转子绕组绝缘局部过热老化引起转子接地；4、鼠类等小动物窜入励磁回路，定子进出水支路绝缘引水管破裂漏水，励磁回路脏污等引起转子接地。
5、励磁系统二次回路故障，如2007年＃4机就曾发生过因故障录波器转子电压采样板故障而误发“转子一点接地”故障信号。
在我们当班的时间里也曾发生过一次发电机转子一点接地事故，当时“发电机转子一点接地”光字牌亮，其他表计指示无异常，同时检查测量励磁回路绝缘电阻有所降低。
我们于是立即进行检查，按照规程的规定进行处理。
首先，检查“转子一点接地”光字牌信号是否能够复归。
发电机转子一点接地故障的分析、查找与处理
发电机转子一点接地故障的分析、查找与处理发电机是水电厂的主要设备，当发电机发生一点接地故障后，要及时排查处理，以免扩大发生转子两点接地故障，造成发电机损坏，给企业造成经济损失，同时也影响到电网的稳定和电能质量。
文章介绍了一点接地的危害，转子一点接地保护原理，发生一点接地时的判断分析。
结合某水力发电厂发电机组发生的转子一点接地故障，介绍了故障查找思路，分析其原因，提出处理办法。
标签：发电机；转子；一点接地；动态；原因分析1、转子接地危害发电机正常运行时，发电机转子电压（直流电压）有几百伏左右，励磁回路对地电压约为励磁电压的一半，机组正常运行时转子对地电压为约为110V左右，转子绕组及励磁系统对地是绝缘的。
因此，当转子绕组或励磁回路发生一点接地时，不会构成对发电机的危害。
但转子发生一点接地后更容易发生两点接地。
因为发电机转子一点接地后励磁回路对地电压将有所升高。
如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。
在发生转子一点接地故障时运行，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，在过电压作用下，可能将励磁回路中绝缘薄弱的部位击穿，从而出现第二个接地点。
当发电机转子绕组出现不同位置的两点接地或匝间短路时，会产生很大的短路电流，极有可能损伤转子本体；另外，由于部分转子被短路，使气隙磁场变得不均匀或发生畸变，从而使发电机转动时所受的电磁转矩不均匀并造成发电机振动，损坏发电机。
发生两点接地导致机组甩负荷停机，造成非正常停机事故，影响电网的稳定和电能的质量，造成经济损失，而企业则将面临上级部门较为严厉的考核。
2、转子一点接地保护原理以某水电厂采用的北京四方CSC300保护装置为例。
转子一点接地保护反应转子对大轴绝緣电阻的下降。
采用“乒乓式”变电桥原理，其设计思想是：通过电子开关S1、S2轮流切换，改变电桥两臂电阻值的大小。
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浅谈发电机转子绕组接地故障
摘要:简介预防和查找发动机转子绕组接地故障的方法
关键词:转子绕组接地故障
发电机转子绕组接地是一种较为常见的故障,尤其是当转子绕组有两点接地短路时,就会危及励磁机与发电机的安全,因此我们首先要尽可能地预防转子绕组接地故障的发生,而一旦出现转子绕组接地故障后又能要快速准确地查找出接地线圈,减少停机修复的时间。
下面谈谈在这两个方面的工作体会供同行们参考。
1 接地故障的预防
我们在实际工作中发现,出现转子绕组接发故障的主要原因是绕组与绝缘垫积尘受潮。
这是因为发电机在运行中,冷却风不断带入灰尘,加之室内空气湿度较大,灰尘容易受潮,因而使绝缘下降,最终发生绕组接地故障。
针对上述原因,我们可以采取以下预防措施。
(1)清扫转子的积尘。
中小型发电机的大修期一般为4-5年,而出现转子绕组接地故障一般在大修3年以后。
这是因为积聚的灰尘含有油质,不易清除干净,加之使用的清洗剂四氯化碳有毒,这就更加放松了清洗的要求。
在大修中,一定要坚持清洗干净对于粘附较紧的油垢,可用塑料片或竹片逐步刮除,决不能因时间紧而降低清扫标准,并建议使用无毒的GD系列带电清洗剂清扫,克服工作人员的畏惧情绪,保证清洗质量。
(2)防止转子受潮。
发电室内由于水管及蜗壳等易结露使室内室气潮湿,因此要在这些易结露的地方涂刷防结露的涂料,除此之外还可采取其他措施尽可能减少室内空气的湿度。
另外,合理安排发电机的运行时间,避免长时间停机也可减轻转子绕组的受潮程度,这是因为发电机运行铜铁损所产生的热量能起干燥作用,及时清除导油槽等处的油垢,保持发电机内部干净,也能减轻转子绕组受潮的程度。
实践证明,只要在大修中彻底清洗好转子绕组,并在平时的运行中加强维护,防止转子受潮,发电机维持4-5年的大修期是完全没有问题的。
2 接地故障的查找
转子绕组一旦出现接地故障,就应迅速地查找出接地线圈,以往采用的传统方法是对半断开检查,逐步缩小故障范围,最后查找出接地的线圈。
这种方法使得绕组断开的次数较多,且费工费时。
我们采用下面两种方法进行查找,不需要多次断开转子绕组,而且十分简洁、准确可靠。
(1)用直流电桥检测。
把直流电桥的一只表笔良好地接地,另一只表笔分别接触转子绕组的两端1与2,测出其电阻分别为R1与R2,如下图左。
若转子共有n
个线圈,“1—地”之间有n1个线圈,则有= 即n1= n(1)利用(1)式就可计算出接地线圈距1端的线圈个数n1,从而找出接地线圈。
(2)用毫伏表检测。
把转子绕组两端接上1-2节干电池,然后用毫伏表或万用表的mV档测出绕组1、2两端分别对(转轴)的电压,如上图右,设所测电压为V1与V2,由于每个线圈的压降相同,所以=即n1= n(2)
利用(2)式就可计算出接地线圈距1端的线圈个数n1,从而就能找出接地线圈。
应该说明,如果按上述两种方法计算出的接地点线圈在直接验证时并未接地,则说明转子绕组有两点同时接地,并且所计算出的“接地点”P必须会位于两实际接地点(3—4)之间,如下图所示。
证明如下:
以用毫伏表检测为例,按(2)式计算有n1= n (3)
图3
设1—3之间的线圈个数为n1′,3—4之间的线圈个数为n3,2—4之间的线圈个数为n2,那么
= =即n1′= (n- n3)(4)
比较(3)、(4)两式可知:n1>n1′且n1′+ n3>n1。
这样,在有两点同时接地的情况下,我们可以在计算出的“接地点”P处断开绕组,然后分两部分再按上述方法检测即可。