宝库河三级水电站发电机转子接地故障的分析与处理

【摘要】针对一起机组投运时发电机转子绕组在达到一定转速时产生的接地现象，从故障原因分析、接地点查找及处理方法等方面作一浅析和探讨，为运行检修、试验人员及设备制造厂提供借鉴经验。

【关键词】交流阻抗；转速；转子接地；磁极软连接

1、概述

发电机的转子绕组高速旋转极易发生一点接地故障，发生一点接地后，虽然没有电流流过故障点，不形成电流通路，励磁电流仍保持正常，对发电机并无直接危害，但转子绕组对地已产生电压，当系统发生各种扰动时，电压可能出现较大值，极易造成另外一点接地，从而形成两点接地短路，一部分励磁绕组被短接，造成严重后果是：

⑴ 发电机的转子磁场发生畸变，力矩不平衡，引起机体震动，无功出力降低。

⑵ 故障点流过很大的短路电流，接地电弧将烧坏励磁绕组和转子本体，接地电流可能使轴系磁化。

⑶转子本体局部通过转子电流，引起局部发热，使转子发生缓慢变形，而形成偏心加剧机体震动。

笔者所在的青海宝库河三级水电站在投运时就曾经发生过一起发电机转子一点接地故障，其查找故障点及故障处理頗费了一番周折，现就此次故障原因的分析查找和处理结果作一浅析，为今后类似故障的查找和处理借鉴。

2、故障现象

宝库河三级水电站位于青海省大通县境内，距西宁57公里，是宝库河梯级开发的第三座电站，装机容量为3×5000KW，机组额定转速750转/分钟。该电站3#在投运时，当机组转速达到额定，起励建压失败，励磁厂家技术人员反复检查其励磁装置，各种模拟试验一切正常，但就是建不起电压。后来，省电研院高压试验技术人员现场进行电气试验时也发现一个现象，发电机静态试验一切正常，用500V摇表摇测转子绝缘正常，交流阻抗试验也正常，但动态在转速达到300转/分钟（即额定转速的40﹪）时，发电机“转子一点接地”保护动作发信号，此时摇测转子绝缘为零，交流阻抗试验也为零，机组停下后再测则又正常，反复几次均是如此，因此，确定发电机转子及励磁系统不仅存在接地，而且接地点还与发电机的转速有关。

3、原因查找

为了缩小查找故障点的范围，我们首先将转子的励磁引线拆除解开，检查外励磁回路的绝缘均正常，开机空转建压又试，接地仍然存在，因此，确定接地点应该在发电机的转子本体，将转子吊出后，详细检查外观无异常，摇测绝缘和交流阻抗试验亦正常，说明故障点与机组转速有关，而随着转速升高有可能变化的只有转子磁极与其引出线的连接部分，因为该连接体是采用多层铜带叠加制作而成固定于两个磁极上的，机组静止时其强度尚可，但当机组转速升高到一定数值时，在高速旋转力的作用下，这个软连接就会产生变形，缩小与磁极本体的几何距离，造成绝缘降低最终致使转子一點接地。

4、处理方法

找到了故障原因，接下来就是如何处理的问题了，我们请来了机组制造厂技术人员现场进行处理。首先将转子磁极与其引出线的软连接多层铜带的两端固定螺栓拆开，使之尽最大限度地离开磁极和转子本体，并用绝缘布带包扎缠绕，然后用环氧树脂涂抹浸透，凝固24小时，以增强其强度，最后将连接带的螺栓固定拧紧并用锁片锁紧，处理完毕后重新开机建压，并网发电一切正常。

5、结论

这次发生的发电机转子接地故障的直接原因系机组设计和制造装配的工艺问题，外观检查和机组的静态电气试验是发现不了此类故障缺陷的，只有在机组运转且达到一定转速后，故障才能显现暴露出来。通过对这次故障原因的分析处理，不仅给我们的安装、运行、检修和试验人员上了一堂生动的技术课，同时也为设备制造厂总结了经验教训，为此，他们表示在今后的机组制造和装配工作中要从细节入手，完善设计理念，不断加强和提高发电机制造装配的工艺水平。

参考文献：

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[2]岳优兰.发电机转子温度的光电测量[J].武汉大学学报（工学版）.2011年04期

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[4]刘剑.张德兴.发电机转子故障原因分析与处理[J].内蒙古电力技术.2013年02期

作者简介：李义生，男 ，36岁，现供职于青海黑泉水库水利发电厂，助理工程师 ，长期从事发电厂电气检修工作。