潘家口2号机转子非金属接地分析

2018-11-07鞠景宝

水电站机电技术 2018年10期

鞠景宝，毕旭

（国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂，河北唐山064309）

0 引言

潘家口蓄能电厂发电机是意大利TIBB公司生产的，型号为MV840/240/42-48，额定容量90MW，出厂日期为1989年。投产日期为1992年12月22日。定子出口电压13.8kV，励磁电压353V，转子为42～48 磁极，转速 125～142.8r/min，2 个转速，转子 5个滑环，而常规机组是2个滑环，由于运行环境湿度较大，湿度93%，温度38°，造成转子绝缘降低，引起转子接地保护动作，改变运行环境后温度为34°左右，湿度为16%左右。处理后，机组运行良好。

1 技术参数

表1 2号机组MV840/240/42-48技术参数

2 事件经过

2017年08月04 日10：22时，2号机组发电启动，带80MW负荷发电运行。机组启动15min后ONCALL人员对发电机设备进行巡视检查，巡视中发现2号机组风洞内湿度较大，空气冷却器及周围设备结露严重。立即组织对2号机组冷却器流量进行了调整，第1阶段将阀门开度从12%调低至6.5%，10min后效果不明显，再次将冷却水阀门开度调低至2%，通过大幅降低流量改善风洞内运行环境。但在第2次调整后约2min，监控系统报“2号机组定子或转子接地保护动作”。

3 问题排查

（1） 2号机组转子接地保护的实时测量接地电阻值为16kΩ。

（2）机组转子检查情况：使用500V绝缘摇表对转子进行绝缘测量，绝缘值为0MΩ，确认2号机组转子存在绝缘薄弱点，检查发现2号机组风洞内温湿度计显示：温度为：38°，湿度为：93%；对2号机转子进行全面的检查，未发现较明显的故障点。判定为运行环境湿度较大，造成转子绝缘降低，引起转子接地保护动作。

4 第1阶段检查及处理

通过打开风洞排风孔，关闭冷却水出口阀，机组空转运行的方式进行了风洞内环境干燥处理。干燥处理后湿度为56%，环境温度为41°。干燥处理后对转子绝缘检测为0.8MΩ，满足试验规范要求。但在后续机组空转驱潮启动及停机过程中转子接地保护均动作，且均在机组转速为9～15r/min时出现故障信号，额定转速及停机后接地信号消失。再次将机组空转至额定转速测量转子回路绝缘为0.8MΩ以上，通过手动零起升压的方式机组空载运行1h，再次检测转子回路绝缘为2.3MΩ，但在机组停机过程中转速降至9～15r/min时，仍然出现了接地保护动作信号。初步怀疑，存在个别部件有不稳定接地情况，属非金属接地，且受转子运动离心力影响。空载驱潮停机后，再次对转子各部位进行了检查，仍未发现转子部件松动或不稳定接地情况。

5 第2阶段检查及处理

机组在低转速运行时出现短时转子接地故障，因此对转子磁极阻抗进行进一步测试检查分析，通过与以前的试验数据对比发现，滑环之间的磁极阻抗值变化不大，排除了磁极匝间短路的可能性；采用手动开机，使机组保持在10～20r/min运行，转动滑环测量转子绝缘电阻，确定接地点在转子1～2滑环之间（即转子磁极 2～8、14～24、34～40 之间），并采取了1/2分区域排除法进行排查，最终确定接地故障点位置。

我厂机组设计为双转速，转子磁极设计较为复杂（机组磁极与转速对应选择关系见图1），将影响转子绝缘的部件划分为3个部分进行排查，1滑环和2 滑环为第 1 部分（即转子磁极 2～8、14～24、34～40），3、4、5 滑环为第 2 部分（即转子磁极 10～16、26～32、42～48 及 1、9、17、25、33、41 号磁极）以及励磁引线为第3部分。以下测量绝缘电阻均在机组低转速运行时测量。

图1 机组双转速时磁极选择示意图

图2 转子磁极电路

6 故障点查找

（1）机组保持在10～20r/min运行时，在2号机组励磁装置灭磁开关下口处测量转子绝缘为0MΩ，拆除滑环碳刷后再在灭磁开关处测量励磁引线绝缘值为98MΩ，确认励磁引线无故障点。

（2）机组保持在 10～20r/min运行时，对 3、4、5滑环进行绝缘测量，绝缘电阻为5.3MΩ，证明3、4、5滑环所连接的转子磁极无故障点。

（3）机组保持在10～20r/min运行时，对1滑环和2滑环进行绝缘测量，绝缘电阻为0MΩ，确定故障点位1、2滑环所连接的转子磁极范围内。拆除24号磁极与34号磁极间连接，使1滑环与2滑环独立并分别连接部分磁极。对1滑环与2滑环分别进行绝缘电阻测量，1滑环测得绝缘电阻为0MΩ，2滑环测得绝缘电阻为5.5MΩ，继续在21号磁极出线处断头（见图3）。