超超临界机组发电机定子和转子接地保护方案

-发输变电-发电机定子接地保护动作分析及处理王立荣（华能福州电厂，350020,福建福州）大型发电机定子绕组采用氢气和水作为冷却介质，水冷的效果是氢冷的50倍。

定子冷 却水必须具有很高的工作可靠性，能确保发电 机长期稳定运行。

冷却水不允许含有机械杂质，其电导率应不大于1-0 'S/cm ⑴，氢离子 浓度指数（pH ）为7〜8 ,硬度不大于2'mol/L 。

水中含氧量要尽可能少，否则影响发电机的安全运行。

我厂要求电导率小于2 'S/cm 。

过大的电导率会引起较大的泄漏电流，从而使绝缘引水管老化，还会使定子相间发生闪络。

为达到上述要求，一般采用凝结水或除盐水作为水源,并设有连续运行的树脂型离子交换器系统,2%定冷水经过离子交换器，以保证运行中的水质。

1 现场情况某机组负荷600 MW 运行正常。

由于发电机定冷水电导率偏高（1-4 'S /cm ），根据技术监督要求，在定冷水离子交换器中加入了 1kg 阳树脂，电导率没有下降。

于是，将定冷水离子交换器树脂进行全部更换。

更换后，按照操作规程投入离子交换器。

此时，电导率为1.3 'S/cm 。

离子交换器投运后，电导率开始快速爬升。

4 min 后，主水路电导率达 4.15 'S/cm ，离子交换器出口电导率达10 'S/cm 。

图1定冷水电导率变化曲线发电机定子绝缘下降，达到报警绝缘值20 k#，发变组保护装置发出定子接地保护报警。

发电机定子接地报警波形图如图2所示。

延时3 min 后，发电机定子接地保护动作，其波形图如图3所示。

发电机保护柜显示 “注入式定子接地灵敏信号”报警，以及“注良好的经济和社会效益。

理时间，为企业节约了设备维修成本，取得了图3升降装置现场应用（编辑志 皓）【高压断路器 维修 机械与设备 设计】140■ ■■（2020 -3）-发输变电-图2发电机定子接地报警波形图图3发电机定子接地保护动作波形图入式定子接地保护动作”。

超临界大型火电机组安全控制技术范本超临界大型火电机组是目前国内火电发电的主要装备之一，其安全控制技术是保证火电厂正常运行和避免事故发生的重要手段。

本文将针对超临界大型火电机组的安全控制技术进行详细探讨，包括火电机组的结构与工作原理、安全控制系统的组成与功能、安全控制技术的应用案例等。

一、超临界大型火电机组的结构与工作原理超临界大型火电机组由锅炉、汽轮机、发电机及辅助设备组成。

锅炉是转化燃料能量为热能的装置，其中包括燃烧器、过热器、再热器等关键部件。

汽轮机是将热能转化为机械能的装置，其工作原理是利用高温高压蒸汽驱动转子旋转。

发电机是将汽轮机输出的机械能转化为电能的装置，其主要部件有转子、定子等。

安全控制系统是超临界大型火电机组中至关重要的一部分，其主要功能是监测和控制火电机组的运行参数，确保其安全、稳定地运行。

安全控制系统通常包括传感器、控制器和执行器等组成部分。

传感器用于采集锅炉、汽轮机、发电机及辅助设备的运行参数，如温度、压力、流量等。

控制器根据传感器采集到的参数，对火电机组进行控制和调节。

执行器根据控制器的指令，控制各个设备的开关、调节阀等。

二、安全控制系统的组成与功能安全控制系统由控制层、监控层和操作层组成。

其中，控制层包括控制器、执行器等设备，负责具体的控制操作；监控层通过监测设备采集到的数据，对火电机组的运行状态进行实时监控；操作层负责人员对安全控制系统的操作与管理。

安全控制系统的主要功能包括以下几个方面：1. 监测运行参数：通过传感器采集火电机组各个设备的运行参数，如温度、压力、流量等，并将数据传输给监控层。

2. 报警与保护：根据预设的参数范围，实时监测火电机组各个设备的运行状态，一旦超出安全范围，及时发出报警信号，并启动保护措施，避免事故的发生。

3. 控制与调节：根据设定的操作要求，通过控制器向执行器发送指令，控制火电机组的开关、调节阀等设备的工作状态，确保其按照预定的工作模式进行运行。

超临界、超超临界火电机组用发电机保护断路器研发生产方案一、实施背景随着电力产业的快速发展，超临界和超超临界火电机组已成为主流。

然而，随着机组参数的不断提高，对发电机的保护要求也日益严格。

发电机保护断路器作为关键的保护设备，其性能的优劣直接关系到电力系统的稳定运行。

因此，开展超临界、超超临界火电机组用发电机保护断路器的研发生产具有重要的现实意义。

二、工作原理发电机保护断路器采用先进的电气原理和机械结构，确保了在异常情况下能够快速、准确地切断故障电流，保护发电机不受损害。

其主要工作原理如下：1.电流感知：利用电流互感器实时监测发电机电流，当电流超过设定阈值时，触发保护动作。

2.故障判断：通过分析电流波形，判断是否出现如短路、过载等故障，并作出相应的动作决策。

3.断路动作：在故障判断后，断路器将迅速动作，切断故障电流，防止发电机进一步受损。

4.故障清除与恢复：断路器切断故障电流后，系统将自动尝试清除故障，如自动重合闸等，若故障清除成功，则系统恢复正常运行；若故障无法清除，则需进行相应的维修工作。

三、实施计划步骤1.市场调研与需求分析：深入调查市场需求，了解客户对超临界、超超临界火电机组用发电机保护断路器的具体需求和技术指标。

2.技术研究与方案设计：开展技术研究和方案设计，确定产品的技术路线和整体设计方案。

3.产品开发与试验：按照设计方案进行产品开发和试验，确保产品的性能和质量达到预期要求。

4.产品认证与推广：通过相关认证机构的认证，获取产品投放市场的资格；同时，进行市场推广，与潜在客户建立联系。

5.生产与销售：建立生产线，进行批量生产，并通过销售渠道将产品投放市场。

6.售后服务与客户关系管理：建立完善的售后服务体系，及时响应客户需求，并对客户关系进行精细化管理。

四、适用范围本研发生产方案适用于超临界、超超临界火电机组用发电机保护断路器的生产和研发，同时也可为其他类型的发电机保护断路器提供参考。

五、创新要点1.高参数设计：针对超临界、超超临界火电机组的特殊要求，设计出能够适应高参数运行条件的发电机保护断路器。

中国华能集团公司2017年技师考评申报材料（论文）申报单位：华能九台电厂姓名：赵丽丽工种：电气试验工专业：电气检修发电机定子接地处理及原因分析华能吉林发电有限公司九台电厂赵丽丽摘要：发电机是电力之源，作为火力发电厂主要设备，发电机的定子和转子绕组绝缘和接头由于电、热和机械振动影响会逐渐老化和接触不良，运行中易产生事故。

发电机在日常生产中起着至关重要的作用，它的健康运行与否直接关系到发电厂能否经济运行，当发电机发生接地故障时，对事故发生原因进行分析和判断,并根据现场保护动作及设备情况及时分析原因,准确判断出是一次设备还是二次设备造成,并快速消除设备隐患,保证机组安全稳定运行。

本文介绍了我厂发电机定子接地故障的查找过程、处理经过、原因分析及防范措施等。

关键词：发电机绝缘定子接地直流耐压故障分析1、机组概述我电厂2号发电机组为670MW超临界燃煤发电机组，汽轮发电机（QFSN-670—2型）由哈尔滨电机厂有限责任公司制造。

机组型式为水-氢-氢冷670MW发电机组。

本型发电机为三相交流隐极式同步发电机。

发电机采用整体全密封、内部氢气循环、定子绕组水内冷、定子铁芯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。

定子电压20KV，定子电流21.49KA。

该机组于2009年12月6日投运至今，曾发生过励侧主引线并联环上下接头处漏氢已处理好，本次故障发生前机组运行稳定，已持续运行一年多。

2、机组运行方式及动作情况故障前，我厂1号、2号机组正常双机运行，1号发电机有功功率540MW,2号发电机有功功率465MW,频率50Hz。

，2号发电机组于2014年08月22日19时06分跳闸，发变组保护正确动作，厂用电切换正确。

主机联跳2号炉机组打闸停机，500KV开关场内5021、5022断路器跳闸，检查发变组保护动作报告为：2014-08-22 19:06:22:111,01000ms，定子零序电压，01005ms，定子零序电压高段。

以下为有关转子接地保护的相关规程规定和要求：1、HB中国华能集团公司企业标准 Q/HB—J—08.L03—2009火力发电厂继电保护监督技术标准5.8 对于300MW及以上大型发电机的转子接地保护应采用两段式转子一点接地保护方式，一段报信，二段跳闸。

2、GB/T 14285-2006 代替 GB 14285-1993继电保护和安全自动装置技术规程4.2. 11 对1 MW及以下发电机的转子一点接地故障，可装设定期检测装置。

1 MW 及以上的发电机应装设专用的转子一点接地保护装置延时动作于信号，宜减负荷平稳停机，有条件时可动作于程序跳闸。

对旋转励磁的发电机宜装设一点接地故障定期检测装置。

3、防止电力生产重大事故的二十五项重点要求11.11 当发电机的转子绕组发生一点接地时，应立即查明故障点与性质。

如系稳定性的金属接地，应立即停机处理。

4、中华人民共和国电力行业标准 DL/T 684—1999 大型发电机变压器继电保护整定计算导则4.4 励磁回路接地保护汽轮发电机通用技术条件规定：对于空冷及氢冷的汽轮发电机，励磁绕组的冷态绝缘电阻不小于1MΩ，直接水冷却的励磁绕组，其冷态绝缘电阻不小于2kΩ。

水轮发电机通用技术条件规定：绕组的绝缘电阻在任何情况下都不应低于0.5MΩ。

励磁绕组及其相连的直流回路，当它发生一点绝缘损坏时(一点接地故障)并不产生严重后果；但是若继发第二点接地故障，则部分转子绕组被短路，可能烧伤转子本体，振动加剧，甚至可能发生轴系和汽轮机磁化，使机组修复困难、延长停机时间。

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。

对装有两点接地保护的汽轮发电机组，在一点接地故障后继续运行时，应投入两点接地保护，后者带时限动作于停机。

5、中国南方电网大型发电机变压器继电保护整定计算规程（征求意见稿）4.4 励磁回路接地保护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。

超临界、超超临界火电机组用发电机保护断路器研发生产方案一、实施背景随着电力产业的快速发展，超临界和超超临界火电机组已成为主流。

然而，随着机组参数的不断提高，对发电机的保护要求也日益严格。

发电机保护断路器（GCB）作为关键的电力设备，其性能直接影响到电力系统的稳定性和安全性。

当前，国内超临界、超超临界火电机组用GCB在研发和生产上与国际先进水平仍存在差距，因此，开展超临界、超超临界火电机组用GCB的研发和生产具有十分重要的意义。

二、工作原理GCB的主要功能是在发电机出现故障时，迅速切断电源，以减小故障范围。

其工作原理主要依赖于精确的电流感应和快速的机械操作。

当电流感应器检测到异常电流时，会触发操作机构，使其迅速动作，切断电源。

同时，配备的热保护机构也可以在发电机过热时切断电源，保护发电机不受损坏。

三、实施计划步骤1.市场调研与需求分析：深入调查当前市场需求，了解国内外超临界、超超临界火电机组用GCB的技术水平和市场状况。

2.研发团队组建：组建由机械、电子、热工等多元专业的研发团队，开展关键技术攻关。

3.技术方案设计：基于需求分析，设计GCB的初步技术方案，包括机械结构、电子控制和热保护方案等。

4.样品试制与测试：根据技术方案制造样品，进行严格的测试和验证，确保其性能达到预期。

5.生产工艺制定：根据试制样品的情况，制定详细的生产工艺，确保大规模生产的稳定性。

6.中试与规模生产：在完成样品试制和测试后，进行中试生产，进一步验证生产工艺的可行性，然后进行规模生产。

7.市场推广与销售：将产品推向市场，进行市场推广和销售。

四、适用范围本研发生产方案适用于超临界、超超临界火电机组用发电机保护断路器的研发和生产。

同时，也可适用于其他相似条件的大型发电机组。

五、创新要点1.高精度电流感应技术：采用新型的电流感应技术，能够更精确地检测异常电流，提高了GCB的灵敏度和准确性。

2.快速机械操作技术：研发新型的快速机械操作机构，能够在短时间内切断电源，减小了故障范围。

发电机定子接地保护的整定发电机是电力系统中的重要设备，其稳定运行对于电力系统的正常运行至关重要。

发电机定子接地是指将发电机定子中的一点（或多点）与地电势相连，以实现对发电机定子绝缘的保护。

本文将讨论发电机定子接地保护的整定方法和相关概念。

一、发电机定子接地保护概述发电机定子接地保护是电力系统中必不可少的一环。

由于发电机定子绝缘材料和结构的缺陷或老化，以及外界因素的影响，定子出现接地故障的概率是存在的。

一旦发生接地故障，不仅会对发电机本身造成损坏，还可能引发其他设备的故障，甚至导致整个电力系统的崩溃。

因此，发电机定子接地保护的设置和整定至关重要。

发电机定子接地保护主要是通过对定子电流和定子绕组电压进行监测和保护。

当定子电流或定子绕组电压超过设定的阈值时，保护装置将发出信号，触发断路器或其他相关保护设备的动作，以隔离故障的发生并保护发电机的安全运行。

二、发电机定子接地保护的整定方法1. 定子电流保护整定定子电流保护是发电机定子接地保护的核心。

通过监测定子电流的大小，可以及时发现接地故障并采取相应的保护措施。

整定定子电流保护需要考虑发电机的额定电流、发电机连接方式、绕组的抗阻性质等因素。

对于大型发电机来说，通常会采用不同的定子电流保护元件，如电流互感器、电流差动保护装置等，同时还需要结合主保护和备用保护进行整定。

整定时需要根据发电机的参数和运行状态，选择合适的整定参数，确保及时准确地检测到接地故障。

2. 定子绕组电压保护整定定子绕组电压保护是发电机定子接地保护的补充手段，可以通过监测定子绕组电压的大小和变化趋势，判断是否存在接地故障。

定子绕组电压保护可以对接地故障进行早期的故障判断，提高故障检测的准确性和灵敏度。

在整定定子绕组电压保护时，需要考虑电力系统的工频电压变化范围、发电机电压的额定值、绕组抗阻性质等因素。

选取适当的整定参数，能够及时监测到发电机定子绕组是否存在接地故障，并触发相应的保护动作。

三、发电机定子接地保护的实施和维护发电机定子接地保护的实施和维护是保证其可靠性和稳定性的重要环节。

发电机转子接地处理步骤如下：
1. 当转子一点接地保护报警时应立即查明接地性质和位置，如确认系励磁回路接地需停机才能处理或接
地在转子回路时，应加强监视并投入转子两点接地保护，尽快申请停机处理。

2. 如果是发电机内部稳定的金属性接地故障，应立即停机处理。

3. 如果发电机的转子电流，发电机振动明显增加应判断为发电机转子绕组匝间短路，此时应立即降低机
组负荷，使振动和转子电流不致超限，并尽快申请停机处理。

4. 检查发电机大轴接地碳刷接触是否接地良好或断线。

5. 检查励磁设备工作环境是否恶化，有无受潮。

6. 通知检修采取措施测量转子正、负极对地电压（需取下转子电压的保险或打开发变组保护中转子一点
接地的转子电压线，但打开后转子一点、两点接地保护均自动退出），测量完毕立即恢复。

7. 若确认励磁回路绝缘电阻降低时，应对有关回路进行详细的外观检查，若查出接地故障在励磁回路时
应尽快设法排除。

大型发电机组定子和转子的灵敏接地保护技术Dr. Hans-Joachim Herrmann1高迪军2(1 西门子股份公司输配电集团能源自动化部，德国纽伦堡；2 西门子电力自动化有限公司产品经理，南京 211100)【摘要】大型发电厂都设计成发电机-变压器单元组的接线方式，发电机中性点不接地或者通过高阻接地。

发电机发生单相对地故障-定子接地的可能性，远远高于其它的故障类型。

发电机保护装置的一个重要任务就是要探测这种类型的故障。

本篇文章将关注发电机的定子接地故障保护，重点介绍覆盖100%定子绕组范围的注入式保护原理。

由于发电机的转子回路与地之间完全电气隔离，因此转子回路发生一点接地故障只产生很小的接地电流，不会损坏转子。

如果接着在励磁回路的另外一点发生了接地故障，那么故障电流就会流经受影响的转子绕组。

大型发电机的励磁电流很大，因此转子绕组的两点接地将会严重损坏转子和励磁机。

如果转子的大部分绕组发生短路，畸变的磁场产生很大的机械力矩，造成一端受力强烈而另一端受力微小，结果将导致在转子本体上产生严重的受力不均衡。

如果是大型发电机，机械力将达到50-100吨。

这会导致转子产生强烈的振动从而损坏轴承，甚至导致转子错位而损伤到定子绕组。

因此，发电机的转子接地保护应该设计得尽可能地灵敏。

【关键词】定子接地故障保护 100% 保护范围外加20Hz低频交流电压注入方法转子接地故障保护灵敏度微机保护1. 定子接地故障保护1.1 定子接地保护基础图 1 标示的是发电机-变压器单元组接线的典型一次图，其中包括发电机、升压变压器和厂用变压器。

根据不同的电厂运行要求，有时候在发电机的出口会设置断路器。

可能会发生定子接地故障的区域包含在图 1 的圆圈范围内。

经常发生的暂态过电压引起绝缘老化，使得定子接地故障主要发生在发电机机端侧。

某些机械问题也可能引起绝缘破坏，从而发生接地故障。

接地故障点可能位于定子绕组的任一位置，有时候甚至会在发电机中性点附近发生接地故障。

发电机转子绕组对地绝缘低分析及处置摘要：近年来，我国电力事业发展迅速，发电设备的可靠性有长足的发展和提高。

但是在火电机组日常运行中，发电机系统相关故障仍常有出现。

笔者对近期某1000MW超超临界压力燃煤发电机组发电机转子一点接地故障进行分析，提出运行技术措施，并对故障排查确认以及处理进行总结，供大家参考。

关键词：超超临界机组发电机转子一点接地分析及处置一、概述及故障现象某电厂超超临界压力燃煤发电机组，锅炉、汽轮机和发电机由上海电气集团设计制造，发电机型号为 THDF125/67，额定容量1112MVA，额定输出功率1000MW，自并励静止可控硅整流励磁系统。

2023年5月，机组C修结束，启动前测量发电机定子绕组、励磁系统绝缘，测得发电机定子绕组绝缘15/60S：102/131MΩ,吸收比：1.28，发电机定子绝缘合格。

测得励磁系统（含转子）绝缘1.28MΩ,励磁系统绝缘≧0.5MΩ标准值，绝缘合格。

5月15日，在发电机并网后，DCS及FECS上间断触发“发电机转子1点接地”灵敏段警告。

FECS系统数据显示，并网后励磁电压180V，其中正极电压160V，负极电压-20V。

负极对地电阻阻值低，在5-15kΩ之间波动，α值（接地位置）为0%左右。

随着机组运行，负荷增加，励磁系统投运行时间延长，转子及励磁回路运行温度上升后，转子励磁回路负极对地绝缘值（RG)有逐渐上升趋势，转子接地报警消失。

15日转子接地报警频繁，16日只有一次报警，17日后未出现报警。

接地电阻波动范围，15日在5-15kΩ之间，16日在13-17kΩ之间，17日在14-20kΩ之间。

其后在27-37kΩ之间（在30kΩ以上的数据占比大），α值在2-3%之间波动，“转子1点接地”灵敏段报警消失，但励磁系统负极对地绝缘值仍然偏低。

二、转子接地保护装置说明该厂发电机转子接地保护装置采用南瑞继保的RCS-985RE注入式发电机转子接地保护装置。

发电机的接地保护措施好的，下面我们就来详细讲讲发电机的接地保护措施。

首先呢，咱们得明白为啥发电机需要接地保护措施。

发电机在运行过程中啊，就像一个强大的能量源，如果它的绝缘出现问题，那电流可就会乱跑啦。

就好比家里的电线要是绝缘皮破了，电就可能会跑到不该去的地方，那是很危险的。

对于发电机来说，接地故障可能会引起设备损坏，甚至引发更严重的安全事故，所以接地保护措施那是必不可少的。

那具体有哪些接地保护措施呢？一、工作接地这是最基本的一种接地方式。

工作接地就是把发电机的中性点直接接地或者通过一个电阻接地。

这么做的目的呢，是为了保证发电机在正常运行的时候，三相电压能够保持平衡。

就像一个跷跷板，两边要平衡了才能稳稳当当的，三相电压平衡了，发电机才能正常工作呀。

具体操作方法就是找到发电机的中性点，然后通过合适的接地装置把它连接到大地。

这个接地装置可是有讲究的，它得能够承受发电机可能出现的故障电流。

一般来说，接地电阻的大小要根据发电机的容量和相关规定来确定，不能太大也不能太小。

如果电阻太大，在发生故障的时候就不能有效地把电流导入大地，那保护作用就大打折扣了；要是电阻太小呢，又可能会导致正常运行时的电流损耗过大。

这就好比给马配缰绳，缰绳太长了马就不好控制，太短了马又不舒服。

预期效果呢，就是在发电机正常运行时，能够稳定三相电压，而一旦发生接地故障，能给故障电流提供一个通路，让保护装置能够快速检测到故障并采取行动。

二、保护接地保护接地主要是针对发电机的外壳等金属部分。

想象一下，如果发电机的外壳带电了，人不小心碰到那可不得了。

所以我们要把这些金属部分可靠地接地。

这就像是给发电机的外壳穿上了一层“绝缘防护服”，把可能的漏电危险都导到地下去。

操作步骤就是把发电机的外壳、基座等金属部件，用接地导线连接到接地装置上。

这个接地导线要足够粗，这样才能保证在有漏电情况时，能够安全地把电流导走。

在连接的时候呢，要确保连接牢固，不能有松动的地方，不然就像系安全带没系紧一样，关键时刻可就不管用了。

发电机转子接地保护正常运行时，发电机转子电压（直流电压）仅有几百伏，且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。

但是，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，很大的短路电流可能烧伤转子本体；另外，由于部分转子绕组被短路，使气隙磁场不均匀或发生畸变，从而使电磁转矩不均匀并造成发电机振动，损坏发电机。

为确保发电机组的安全运行，当发电机转子绕组或励磁回路发生一点接地后，应立即发出信号，告知运行人员进行处理；若发生两点接地时，应立即切除发电机。

因此，对发电机组装设转子一点接地保护和转子两点接地保护是非常必要的。

规程规定，对于汽轮发电机，在励磁回路出现一点接地后，可以继续运行一定时间（但必须投入转子两点接地保护）；而对于水轮发电机，在发现转子一点接地后，应立即安排停机。

因此，水轮发电机一般不设置转子两点接地保护。

一发电机转子一接地保护1 转子一点接地保护的类别转子一点接地保护的种类较多，主要有叠加直流式、乒乓式及测量转子绕组对地导纳式（实质是叠加交流式）。

目前，在国内叠加直流式转子一点接地保护及乒乓式转子一点接地保护得到了广泛应用。

2 叠加直流式转子一点接地保护（1）构成原理叠加直流式转子一点接地保护的构成原理是：在发电机转子绕组的一极（正极或负极）对大轴之间，加一个直流电压，通过计算直流电压的输出电流，来测量转子绕组或励磁回路的对地绝缘。

其构成原理框图如图43所示。

U=图43 叠加直流式转子一点保护原理图在图42中：U－外加直流电压；=I－计算及测量元件；pR－转子接地电阻。

正常工况下，发电机转子绕组或励磁回路不接地，外加直流电压不会产生电流；当转子绕组或励磁回路中发生一点接地时（设接地电阻为R），则外加直流电压通过部分转子绕组、接地电阻、发电机大轴构成回路，产生电流i。

接地电阻越小，p i越大；反之亦反。

p测量计算装置根据电流i的大小，便可计算出接地电阻值。