发电机转子一点接地

发电机转子接地保护注入式和乒乓式对比与应用金臻琴发布时间：2023-06-05T03:40:44.411Z 来源：《中国科技信息》2023年6期作者：金臻琴[导读] 转子接地是发电机的常见故障，转子一点接地对发电机不会造成直接危害，但若再发生一点接地，则会破坏气隙磁场，引起机组振动，所以，准确地检测转子一点接地是避免发生两点接地而造成严重故障的前提。

浙江大唐乌沙山发电有线责任公司浙江省宁波市 315722摘要：转子接地是发电机的常见故障，转子一点接地对发电机不会造成直接危害，但若再发生一点接地，则会破坏气隙磁场，引起机组振动，所以，准确地检测转子一点接地是避免发生两点接地而造成严重故障的前提。

本文重点比较分析目前比较常用的两种转子接地保护――乒乓式和注入方波电压式转子接地保护的原理，对比了它们的优缺点，并以某650MW火电机组为例，介绍了该厂20Hz方波电压注入式转子灵敏接地保护的原理、应用及改造注意事项。

关键词：转子接地保护；注入式；乒乓式；20Hz方波。

前言近年来，在发电厂中，机组长期运行，由于转子内部受潮、冷却介质泄漏、绝缘老化等原因，造成转子对地绝缘水平降低进而引发转子接地故障，转子一点接地对发电机并不会造成直接危害，但若再相继发生第二点接地故障，两故障点之间在励磁电压的作用下将会流过较大的故障电流，则可能因过热而进一步烧伤转子本体；由于部分绕组被短接了，气隙磁场的对称性遭到了破坏，发电机所能发的无功功率减少了，在无功需求很大的情况下对系统不利；更严重的是气隙磁通失去了平衡，将会引起发电机旋转的不平衡，引起振动，对于多级发电机而言振动还会相当剧烈，从而造成灾难性的后果，严重威胁发电机的安全。

由于故障发展到转子两点接地时已对发电机组造成了严重的损坏，因此在转子发生一点接地时，应发出信号，运行人员立即转移负荷，平稳停机处理。

若发生转子两点接地应立即停止发电机的运行，所以，准确地检测转子一点接地是避免发生两点接地而造成严重故障的前提。

励磁回路一点接地如何处理1)、用转子绝缘监察表测定转子绕组的绝缘情况。

2)、全面检查励磁回路有无明显接地，并用干燥空气对励磁回路进行吹扫。

3)、检查发电机励侧轴碳刷的接触情况。

4)、配合检修人员利用电桥确定接地点在转子内部还是外部。

5)、若非稳定性金属接地，且不属于自动调节部分，而在发电机转子外部时，请示停机处理，若在发电机转子内部稳定性接地，将转子两点接地保护投入，两点接地保护投入后，严禁触动平衡电阻，励磁回路不得进行任何工作，并经常检查平衡电阻的发热情况。

6)、发电机转子发生一点接地故障时，引起不允许的振动或转子电流明显增大(变化达10%以上)，必须立即减少负荷，使振动或转子电流减少到允许的范围，尽快停机处理。

7)、如一点接地运行时，发生欠磁和失步现象，一般可认为发展为二点接地，转子两点接地保护将动作跳闸，否则手动解列停机。

励磁回路一点接地故障的查找及处理发电机励磁回路（转子）发生一点接地，即转子绕组的某一点从电的方面来看与转子铁芯相通。

由于电流构不成回路，所以按理能继续运行。

但这种运行不能认为是正常的，因为它有可能发展为两点接地故障，发电机在运行中发生两点接地时，有很大的短路电流流过短路点，此时，部分线匝被短路，电阻降低，转子电流会增大，其后果是转子绕组剧烈发热，而且因为磁场不平衡而使发电机产生强烈振动。

因此对凸极式发电机（水轮发电机）转子绕组发生一点接地时，应迅速转移负荷，停机处理，一般不允许继续运行。

1 现象正常时发电机转子绕组正对地或负对地的电压为零或是在接近于零处波动、当励磁回路发生一点接地故障后，保护装置动作发信号提醒运行人员，此时测量转子绕组对地电压会发生变化，正对地或负对地的电压将会比故障前明显增加。

（1）2009 年5 月29 日，涔天河右岸电站1 # 机运行中，电脑后台报转子一点接地，1 # 机保护测控屏1G 接地保护单元U + =68.6 V、U - =45 V、U=23.6 V, 运行值班人员将集电环擦拭无效后，停机吹去滑环上的碳粉,也不起作用，通知检修人员来处理，前后处理了三次才处理好，持续时间一个多月。

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。

关键词 发 电机 误发报警信号 转子一 点接地保护 乒乓式
０ 引言
某热 电厂 主 ６ ｋ Ｖ 系统 发 电机 组 装 机 容 量 只 有 ３ ×
参数的远方监测及电气控制 ，更重要 的是 ，其微机保护装
置使得机组继电保护功能实现变得更为简单 ，功能也更为
完善［ １ ］ 。热电厂发电机组的保护装置装设在主控室专 门的 保护屏上 ，一 机一 屏 ，共两套 保 护装 置，即 主保护 单元 Ｅ Ｉ ￣Ｓ － ７ ３ ５ ０和后备保护单元 Ｅ Ｄ Ｃ Ｓ － ７ ３ ４ ０ 。其 中 Ｅ Ｉ Ｘ； Ｓ － ７ ３ ５ ０ 主要完成机组大部分继 电保护功能，Ｅ Ｉ ￣＿ Ｓ － ７ ３ ４ ０主要 完成 监测控制功能和部分保护功能 ，两套装 置相辅 相成 ，协调
护 发 出信 号 ，以便 加强 检 查 和监 视 。系 统 改 造 后 采 用 了乒
转子一点接地保护启动 （ 开始计算转子两点接地 电阻） ，同 时投入转子两点接地保护 ，延时 （ ５ ｓ ） 后发 出转子一点接 地报警信号 ；若延时后仍满足故 障延 时条件 ，则继续保持
延 时直 到 延 时 时 间 （ ６ ０ ０ Ｓ ） 再 驱 动 ，并 配 置 相 应 的 出 口
继 电保 护 技 术
发 电机 转 子 一 点 接 地保 护 误发 报警 信 号 的原 因及 处 理
。
李淑芬
６ １ ７ ０ ０ ０ ）
（ 四川机 电职 业技 术 学院 ，攀枝 花
［ 摘要］ 某热 电厂主 ６ ｋ Ｖ 系统在发 电机组微机保 护改造 前从 未发 生过 转子接 地事故 ，但 经 Ｅ Ｄ （ 综合 自动化 系统改造 后 ，作为发 电机励磁 系统重要保护的转子一点接地保护却 出现 了多次误发报 警情 况，对此进行 了详 细分析 ， 查 出报警原 因并提 出解 决方案 。

无刷励磁同步发电机转子一点接地保护的探析目前针对同步发电机转子一点接地保护方法与技术的研究多针对有刷同步发电机而言，较少涉及到针对无刷励磁同步发电机转子一点接地保护问题的研究。

本文为弥补研究局限，尝试对无刷励磁同步发电机的运行原理进行分析，并从单端注入方波电压一点接地保护、叠加直流电压一点接地保护两个方面着手，就无刷励磁同步发电机转子一点接地保护的关键技术手段与实现方式进行了分析与探讨，仅供参考与关注。

标签：无刷励磁同步发电机;转子;一点接地保护现代电力工业中对同步发电机的应用规模日益扩大，电力系统生产中同步发电机所扮演作用是非常关键的，其运行质量直接对整个电力供应系统的运行性能产生影响。

但受结构以及安装质量等一系列因素的影响，同步发电机在高速旋转状态下转子承受较大离心力作用，导致转子绕组频频出现绝缘故障，以绕组接地为最常见故障表现形式。

1 无刷励磁同步发电机概述无刷励磁同步发电机主要构成包括主发电机、旋转整流器、交流励磁机这几个部分。

主发电机为旋转磁级同步发电机，旋转整流器为三相整流桥，交流励磁机则为旋转电枢同步发电机。

无刷励磁同步发电机的基本运行原理是：在原动机面向主发电机提供拖动作用力同時旋转的过程当中，交流励磁机的转子上电枢绕组对发电机剩磁进行切割处理，此过程中基于自励机制形成三相交流电，并在旋转整流器的处理条件下将三相交流电经整流形成直流电，在此基础之上进入主发电机转子绕组内达到励磁目的。

2 单端注入方波电压一点接地保护下图（如图1）所示为无刷励磁同步发电机单端注入式转子接地保护的基本工作原理示意图。

采用单端注入方波电压的一点接地保护模式在转子负端与大地间增加一个方波电源压，参考转子绕组对地电容大小对注入电源所对应切换频率进行动态调节，以满足转子一点接地电阻实时性求解需求。

该一点接地保护反应无刷励磁同步发电机转子对大轴绝缘电阻的下降。

图1中，定义R为注入大功率电阻，Us为注入方波电源，Rm为测量回路电阻，Rg为转子绕组相对于大轴的绝缘电阻水平，UL为无刷励磁同步发电机励磁直流电压。

水轮发电机转子一点接地故障分析及处理梅宏志摘要：引起发电机转子一点接地故障的原因很多，但是掌握转子一点接地的保护原理，定期对励磁系统进行检查、清扫能很好的预防故障的发生，同时运用测量与计算相结合的方法能更快的查找故障点，不但可以省时省力，增加发电机利用小时数，而且能够提高发电厂的经济效益，本文基于水轮发电机转子一点接地故障分析及处理展开论述。

关键词：水轮发电机；转子；一点接地；故障分析及处理引言发电机发生转子绕组绝缘故障的原因很多，有可能是制造缺陷或是安装与检修留下的缺陷，也可能是长期运行使绝缘老化等。

发电机转子绕组的绝缘故障，绕组变形、端部严重积灰时将会引起发电机发电机转子接地故障，表现为转子一点接地、两点接地和层间、匝间短路等形式，转子一点接地故障是水轮发电机组常见的故障形式之一，发生一点接地故障时励磁绕组与地间尚未形成电气回路，影响较小，但若未及时排查故障，导致发电机转子两点接地或多点接地故障时，会破坏定、转子间气隙磁场，导致力矩不平衡，引起机组震动；严重时会烧损转子绕组、定子铁芯，造成事故甚至危害人身安全。

因此，当发电机转子出现一点接地后，应迅速转移负荷，停机立即组织人员查找故障、消除故障，一般不允许继续运行。

当发电机发生转子一点接地保护报警时，可从保护装置误报、集电环刷架接地、接地电刷接触不良、转子绕组绝缘受损或老化、励磁回路接地，转子磁极及其附件在离心力作用下产生位移或变形导致的动态接地等方面进行逐次排查。

1转子一点接地的现象发电机发生转子一点接地时，总控单元后台发信报警，“发电机转子一点接地”警铃响起，表计指示无异常，转子回路一点接地时未形成电流回路，发生的故障接地点没有电流过，励磁机和发电机均正常运行，此时，运行人员遵循操作规则执行检查“转子一点接地”保护信号是否能够复归，若能复归，则为瞬时接地;若不能复归，应检查转子一点接地保护是否正常，经运行人员对发电机保护屏总复归按钮进行复归后信号消失未再报警。

转 子 一 点 接 地 的 危 害
发 电机 的励磁绕组 高速旋转极易发生一点接地故 障。发 生一点接地后 ，无 电流流过故障点 ，不形 成电流通路 ，无 电
未真正接地 。分别甩开转子 、励磁功率柜 ，分段 测量励磁动 力 电缆对地绝缘 ，并没有发现任何异常。每次发电机出现转
子一 点接地报警 信号时 ，检查发 电机运行正 常 ，机组有功 、
不出规律 ，但总算 找到了一点关 系，往前迈 了一步 ，将查找 范 围缩 小 了。经查看 、分 析 １ Ｓ主励磁 回路 图 、 １ Ｓ励磁 Ｇ Ｇ
交 、直流 回路图 ，转子一点接地测量原理图等 ，绘制 出图 １ 。 根据图 １ 可知 ，１ Ｓ励磁调节柜 的交流 电源引 自厂用 电 ４ ０ Ｇ ０Ｖ
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交流与探讨
发 电机转 子一 点接地 故障 处理
黄 大健
（ 广西宜州水 电厂， 广西 宜州市 ５６ ０ ） ４ ３ ０
【 摘
要】发 电机转子一点接地是发 电机 一种 常见 的故障。本文针对一起误发发 电机转子一点接故 障信号的事件 ， 分析 处理
组正常运行 ，不致于停机 ，但总是一个谜 ，需要解开。
点接地短路 ，一部分 励磁绕组被短 接 ，其后果是 ： （）转 １ 子磁场发 生畸变 ，力矩不平衡 ，引起机体震动 ，无 功出力降 低 ； （）故障点流过很 大的短路 电流 ，接地 电弧将烧 坏励 ２ 磁绕组和转子本体 。接地 电流可能使轴系和汽缸磁 化 ； （） ３ 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。 当一点接地信号 发出 ，同时判 断为永久性接地故 障后 ， 人为投入转子两点接地保护作用于跳 闸，或者人为安排停机

关键 词 ： 电机 ； 子 ； 地 ； 发 转 接 处理 ； 防 预
１转子一 点接地的原 因及影 响 图１ 是交流电源降低转子绕组的接地电阻的接线图 （ 其中 Ｆ Ｕ为 转 子绕组是励 磁回路 中绝缘最 容易受 到损伤 的部位 。在 发电机 组 １Ａ保险） 主要视利用交流的热效应， ５ 。 降低接地点的电阻。 为了减少转 运行时， 转子在高速旋转， 线圈受到非常大的离心力作用 ， 长期运行可 子绕组交流阻抗的影响， 将转子滑环短接， 在滑环与转轴间接人交流电 能会使转子绕组产生轻微松动从而导致绕组的绝缘遭到损伤 。同时大 源 ， 使转子在 ７０ ｍｎ ０ ｇ ｉ左右旋转 ， 检测接地电阻。通过调解 自耦变压器 型机组的励磁电流往往比较大，大电流产生的热效应也能加速转子绕 Ｔ ， １使电流为 ５ Ａ左右， 通电 ５ １ 分钟后， —０ 电流表读数逐步增加 ， 说明绝 组绝缘的老化。此外。 油污和空气中灰尘等通过通风孔吸附在绕组上， 缘 电阻下降， 通电至 Ｆ Ｕ熔断 ， 电流大约 １Ａ 注意控制电流不要超过 ５（ 绕组冷却介质湿度过大也会导致转子绝缘降低。 制造和检修工艺马虎， ２Ａ， 接地点烧 穿时损 伤钱 ） 除 电源 ， 该转 速下绝缘 电阻为 ０ 防止 。拆 测 绕组导体边缘毛刺没清理干净，遗留金属导体碎屑等原因都极易使转 零 。 子绕 组遭到破 坏而导致转 子接地故 障。 然后用 ２０ Ｄ ０ ￣ 的电容器 ， ００ 、． Ｆ ２ 充电后对转 子绕组反 复放 电， 至静 成为稳 定接地 。 当发生转子 一点接 地后 ， 因为对地不 构成 电流 回路 ， 电流 流过 止时绝缘 电阻为零 ， 故无 故 障点 ， 只是励 磁 电压会 略有增 加 ， 机组 并无 直接 危害 ， 绕组 仍 对 励磁 ３ ． ３接地故 障点检测 能保 持正常状 态 ， 发电机仍可 继续运行 。 ３． ．１电阻 比较法 ３ ２转子 两点接地 的危害及影 响 试验 接线 如 图 ２ 示。 所 点接地故障存在后， 如切合励磁开关及发电机出口断路器 ， 或者 若已知 Ｒ 。Ｒ 后 ， 。Ｒ 即可求出： 、 其他运行事故，转子回路产生过电压时 ， 将可能导致另外的接地点形 Ｒ＝ Ｒｒ Ｒ ２ ｌ ｌＲ １ （ ） ， 成， 从而发展成严重威胁发电机安全的两点或多点接地事故。 它通常会 Ｒ （ ｌＲ ２， Ｒｒ １Ｒｇ２ ） Ｒ （ ｔ ２ Ｒｌ ｌ ｇ 产生以下几种危害： ２ ｌ转子两点接地后， 绕组被部分短路 ， 使绕组的直流电阻变小， 励 其 中 ： Ｒ 为接地 点的接 地电阻 ；。 Ｒ 为正 负滑 环间 电阻 ； ｇ 正滑 Ｒｌ 为 磁电流变大， 发电机励磁回路的主磁通减小， 使机组发出的感性无功减 环对地 电阻 ； Ｒ 为负滑 环对地 电阻 ； 少， 引起机端电压下降， 定子电流急剧上升。 则接 地点位置可按 下式计算 ： ２， ２ 由于转 子磁场发生 了畸变 ，气 隙 中的磁 势也对 称 的遭 到破坏 ， Ｌ Ｒ （ ｌ ２ １Ｏ Ｆ ／Ｒ＋ ） ０％ Ｒ × 【－ Ｒ＋ ２ ｌ０ 厂Ｒ （ｌ ） Ｏ％ ＝ Ｒｘ 引起力矩不平衡， 导致转子剧烈震动 ， 大轴磁化等危害。 ２ ． ３两点 接地 后 ， 点 间的短 路电流会 非 常大 ， 接地 电流产 生 的电弧 其中 Ｌ、 ＿ Ｉ为接地点距正负滑环的距离与转子绕组总长度的比值。 ， ３． ．２直流压降法 ３ 可能会烧损励磁绕组和转轴， 甚至引起发电机着火爆炸。 转子 两点接 地在 盘 面上 一般 表现 为励磁 电流 和定 子 电流增 加 ， 励 直 流压降法是测 转子接 地的一 种 比较实 用 的方 法 ，它 不需要 精密 磁电压和机端电压下降， 功率因数上升， 并有剧烈震动等现场。此时， 应 的仪 器就能确 定接地 点距绕 组滑环 的大概距 离 。其原 理和 直流 电阻 比 马上紧急停 机处理 ， 灭磁 开关 。 跳 较法 基本相 同。实验 接线如 图 ３ 示 。 所 ３转子接地 的处理 Ｕ、 、 Ｕ。 是内阻相同量程相同的电压表 ； Ｕ ｚ为发电机转子绕组 ； 、 １ ＋ １为转 子滑环 ； ｇ 一 Ｒ 为转子 接地 电阻 ３ ． １接地故 障分析 转子接 地一般 分为稳定性 接地 和不稳定接 地 。稳 定接地是 指转子 在转子绕组两端加直流电压后， 测量三个位置的电压， 根据下式算 绕组 的接地 与转 速 、 等 因素无 关 ， 于金属性 直接接 地。这种 接地 出接 地点 的接地 电阻 。 温度 属 容易检测 和处理 。 不稳 定接地是 指接地故 障与转子状态有 关 ， 出现 有时 Ｒ Ｒ ／ ｒ ２Ｒ Ｕ（ ＋ ） Ｕ． ＿ Ｕ 有时消失 ， 以查找故 障点 。不稳定 接地可分成 以下几种 ： 难 其中 Ｒ 为电压表内阻。 ３． ．１高转速时接地。 １ 转子在静止或低转速时绝缘正常， 随转速的上 则 接地点位 置可按下式计算 ： 升， 转子绝缘 下降 ， 当到达 某转速后 ， 转子绝 缘为零 。这多是 因为在离 心 Ｉ ／Ｕ＋ ２ ｌ０ Ｕ （ ｌ ） Ｏ ％ Ｕ ｘ 力 的作 用下 ， 圈被压 向槽楔 低面 和护环 内侧 ，导致绝 缘损坏 产生 接 线 Ｌ ＝ Ｕ＋ ２ ｌ ０ ＿Ｕ （ Ｉ ） Ｏ％ Ｕ ｘ 其中ｋ、 为接地点距正负滑环的距离与转子绕组总长度的比值 。 地。这种故障多发生在槽楔和两侧护环下的上层线匝上。 ３． ．２低转速 时接 地。 １ 转子 在静止或者低 转速时绝缘 为零 ， 随转速 上 直流压降法 注意事项 ： 升， 转子绝缘 升高 ， 到某转速后 ， 绝缘正常 。这种 晴况是 由于在 当达 转子 １三块 电压表要求 同型号 ， 内阻不小于 １０ ￣。 ） ） 且 ０Ｋ ２ 电压 表与滑 环 离心力的作用下 ， 线圈离开转子磁轭 ， 使接地点与地之间有一定 间隙， 要 接触牢 固 ， 减少接 触电阻 。 ３ ． 流计测量法 ．３检 ３ 从而使故障消失。这类故障多发生在槽部的下层或者槽底的线匝上。 ３＿ ．３高温时接地。 １ 当转子温度较低时 ， 绝缘正常， 随温度升高， 其绝 此方法必须在接地电阻为零时使用， 否则可能出现零值区漂移 ， 测 缘下 降 ， 到某一温 度时 ， 电阻 为零 。这种 腈况多 是 由于绕组 随 量不准确。同时注意监视转子温度 ， 在达 绝缘 防止超温损伤转子。 方法 如下 ， 在转子 大轴两 端及两 个磁极 上 ， 直流 ６０ 用检 流 通入 ０ Ａ， 温度升高而膨胀的原因。此类故障多发生在转子两侧的端部。 ３ ． ２不稳 定接地 故障处理 计 （ ｖ） 测量轴 向及 径 向电位 。 Ｍ 分别 不稳定接地故障处理的方法 ， 一般是将其变成稳定接地 ， 然后检测 ３ ． 流耐压法 ．４交 ３ 此 办法对转 子不稳定 接地 的检查更 为 明显 ，在转 子缓慢 升压 的过 出接地点。目前比较好的处理办法是采用交流电源降低转子绕组的接 故障 便于查 找。 地 电阻 ， 后用 电容 放电 ， 样能 有效 的将 不稳 定接 地变 为稳 定接 地 ， 程 中， 部位会有 明显 的放 电声和火 花 ， 然 这 同时 也不损伤转 子绕组 。 ４转子接地 的预防

发电机（汽轮机）转子接地现象、危害与处理方法及措施一、总则：1、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。

2、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，则将严重威胁发电机的安全。

二、转子一点接地的危害：发电机转子一点接地故障是常见的故障形式之一，发生一点接地故障时励磁绕组与地之间尚未形成电气回路，转子的励磁电压和流过转子的转子电流受到的影响很小，所以并不对发电机造成危害，此时可通过转移负荷，平稳停机后再检查故障。

三、转子两点接地的危害：1、破坏发电机气隙磁场的对称性，使气隙磁场发生畸变，气隙磁通失去平衡，引起发电机剧烈振动，使电机损坏、无功出力降低。

2、汽轮发电机励磁回路两点接地还可引起轴系和汽机磁化，后果严重。

3、若装有横差保护，还会引起其误动，因此，转子一点接地保护动作后要将横差保护加上一个短的延时，防止误动。

4、两点接地造成非短路的绕组电流增大，如果流过转子本体的短路电流大(通常以1500A为界限)，热效应烧损转子的同时还会使转子发生缓慢变形，造成偏心增大，加剧振动。

5、可能损坏其他励磁装置，导致失磁故障，危及发电机和系统的安全。

6、为确保发电机的安全运行，当发电机转子绕组发生一点接地时，应发出信号，运行人员立刻进行处理；7、若发生两点接地应立即停止发电机的运行。

因此，发电机装设转子一点和两点接地保护是非常必要的。

四、转子一点接地的现象及处理：1、发电机发生转子一点接地时，中央信号警铃响，“发电机转子一点接地”光字牌亮，表计指示无异常。

2、转子回路一点接地时，因一点接地不形成电流回路，故障点无电流通过，励磁系统仍保持正常状态，故不影响机组的正常运行。

此时，应检查“转子一点接地”保护信号是否能够复归。

3、若能复归，则为瞬时接地；若不能复归，应检查转子一点接地保护是否正常，若正常，则可利用转子电压表通过切换开关测量正、负极对地电压，鉴定是否发生了接地。

发电机转子接地保护的分析摘要通过对具有不同原理发电机转子一点接地保护的分析和比较，阐述了免滑环转子装置和叠加直流式转子接地保护的工作原理及各自优越性，为电气运行人员进一步熟悉转子接地保护提供指导和建议。

关键词发电机；免滑环接地装置；转子绕组；一点接地；叠加直流式中图分类号tm6 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）97-0142-020引言发电机转子接地对发电机安全运行存在很大风险，严重时会导致设备事故。

本文着重分析美国通用电气公司的krm-100型免滑环转子接地装置与国电南自dgt-801c型叠加直流式转子接地保护工作原理。

1发电机转子接地故障的危害1.1 转子一点接地的危害发电机转子发生一点接地故障时励磁绕组与地之间尚未形成电气回路、转子的励磁电压和流过转子的转子电流受到的影响很小，所以并不对发电机造成危害，此时可通过转移负荷，平稳停机后再检查故障。

1.2 转子两点接地的危害破坏发电机气隙磁场的对称性，使气隙磁场发生畸变，气隙磁通失去平衡，引起发电机剧烈振动，使发电机损坏、无功出力降低。

汽轮发电机励磁回路两点接地还可能引起轴系和汽机磁化，后果严重。

两点接地造成非短路的绕组电流增大，如果流过转子本体的短路电流大，热效应烧损转子的同时还会使转子发生缓慢变形，造成偏心，加剧振动；另外，还可能损坏励磁装置，导致失磁故障，危及发电机和系统的安全。

2 krm-100型免滑环转子接地装置2.1 主要部件美国爱默生—kato公司生产的krm-100型转子接地保护装置有接地探测器传送模块、接地探测接收器、感应功率环形天线、数据天线、电源装置组成，具有转子接地装置故障、转子接地故障、旋转二极管故障报警功能。

2.2 装置工作原理发电机转子接地探测接收器经过ant端子接至由两个平行圆环并接的感应功率环形天线发射100khz射频使转动的接地探测器传送模块得到电源。

接地探测器传送模块在转子大轴和转子负极线圈之间加入一个方波电压，从而监测发电机转子接地电阻值，经过处理的数据，经过发射装置以418mhz无线信号发送至转子接地探测接收器，由于打包后的数据周期较短，每一个传送周期内发送相同的多次数据，转子接地探测接收器再通过数据处理计算出转子线圈对地电阻值，以便给主控室励磁系统发送报警信号。

浅析发电机转子一点接地的危害[摘要]发电机转子一点接地时，作为直流系统虽无电容电流的危害，允许继续运行。

但若不及时处理，再出现另一点接地时，形成励磁绕组两点接地短路，势必引起发电机组转子绕组被短路电流烧坏，造成事故，危机设备的安全可靠运行。

[关键词]转子接地危害保护1.发电机转子接地概述转子是水轮发电机的核心部件，起着电能转换的重要作用。

为了提高磁电转换效率，定子线圈与转子线圈之间的空气气隙较小，只有几毫米，因此要求定子及转子在转动时应保持较高的稳定性，即要求发电机系统转动时的振动值应保持在一定范围内。

当超出这个值时，会造成转子在转动中与固定的定子之间产生碰撞，损坏发电机的定子及转子铁芯和线圈。

为了避免转子一点接地的发生，除了在制造及密装时要保证符合规范外，在运行时也应加强运行管理，合理操作。

要加强发电机保护整定，当发生故障时能及时快速地排除故障，以减少故障电流对发电机造成冲击而产生振动；在正常运行时，应避开发电机的负荷振动区，以减少发电机的振动。

当发生发电机转子两点接地故障时，转子受到偏心力矩的作用，使转子的受力不均而产生强烈的振动，很容易造成发电机转子和定子的碰撞现象。

而要防止发电机转子两点接地，首先就要预防发电机转子一点接地的发生。

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。

在这种情况下运行，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，在此电压作用下，可能将励磁回路中其他绝缘薄弱的地方击穿，从而导致第二点接地。

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，可能会烧伤转子本体；另外，由于部分转子被短路，是气隙磁场不均匀或发生畸变，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，影响电网的稳定和电能的质量。

水轮发电机转子一点接地故障分析及处理对策摘要：文章介绍水轮发电机转子一点接地故障所造成的危害，分析水轮发电机转子一点接地保护原理，并在此基础上分析目前针对水轮发电机转子一点接地故障所采取的故障查找方法，以实例介绍其故障处理过程，以供参考。

关键词：水轮发电机；转子一点接地；故障分析；处理1引言在目前我国在进行能源结构调整和电网结构优化的过程中，水电站在电网中的地位不断提高，且建设数量和装机容量在不断增加，为满足我国社会不断增长的用电负荷要求以及维护供电稳定发挥着重要作用。

但是在水电站水轮发电机组的运行中，其比较容易出现的故障类型之一就是发电机转子一点接地故障，如果不及时查找并进行处理就会导致故障扩大对转子造成烧毁或者发展为两点接地而将绕组和铁芯烧毁并引发机组振动加剧等问题，所以需要在出现上述故障时进行及时排查和处理来确保机组运行的稳定和电能质量。

2水轮发电机转子接地危害水轮发电机组正常运行中出现转子一点接地故障时，通常不会对发电机造成直接危害，但是此时会产生故障隐患，并且在一点接地故障之后励磁回路对地电压也会升高并容易导致两点接地故障的发生。

如果此时出现了两点接地就相当于转子绕组一部分被短路，另一部分电流增加，就会对发电机转子磁场的对称性进行破坏，这就会导致发电机产生剧烈振动并导致无功功率的降低。

转子电流通过转子本体时如果其数值较大还会对转子造成烧毁的危险或者导致大轴磁化问题的发生。

如果上述问题没有得到及时解决，就会使得转子绕组绝缘和励磁回路中的其他设备因严重过流而烧坏并导致出现失磁故障而危及发电机安全并造成严重的经济损失。

3水轮发电机转子一点接地保护原理对于水轮发电机转子一点接地保护来说，比较常用的就是单端注入式转子接地保护，其示意图如图3.1所示，其原理就是在转子绕组的负端以及大轴之间注入电源，并且此电源可以根据转子绕组对地电容的大小来对其切换周期进行调整，这样就可以实现对转子一点接地电阻的实时求解，从而可以起到对大轴绝缘电阻下降的控制来实现对发电机转子的保护。

后采 用 １ ０ ０Ｖ档兆 欧表逐 一进 行排 查 ，励磁 电缆 、 ０
转子 中心体外围 ，组成一个 圆；额定励磁 电流 ： ３ ２０Ａ ３ ；额定励磁电压 ： ５ ；磁极 防护设备 ：挡 ３２Ｖ
风板 。
集电环、碳刷 、滑环的绝缘 良 ，磁极绕组与磁极 好 连接铜排 回路绝缘电阻为 ０ ，由此可判定 ，接地点 在磁 极绕组 与磁 极连 接铜 排上 。 同时 ，借 助发 电机 保护柜录波图（ 见图 １ 进行计算分析 ，判断接地点 ） 在 ９ ．２ ％的位置上 （ 号磁极位置为起点 ） ９５ ６ １ ，也 就是在 ４ 号磁极绕组 、１号磁极 绕组、４ ８ ８号与 １
号磁极 连接 铜排 位 置上 。
发 电机励 磁 回 路 均 由励 磁 电 缆 、集 电 环 、碳
刷 、滑环 、磁极绕组及其磁极连接铜排构成 ，在运 行过程中励磁回路绝缘 电阻 由 ＷＬ Ｃ ２ Ａ型发 电机转 子绝缘在线监测和接地定位装置实时监测（ 如励磁 回路 绝 缘 电阻 在 大 于 ５Ｍ 时 ，装 置均 显 示 ５ Ｑ Ｍ 。在正常情况下 ，发 电机励磁 回路保 护投入 ａ） 转子 “ 一点接地报警” 两点接地动作停机” 、“ 。 励磁 回路 中磁极 连接铜排规格为 ８ｍ ０ ｍ Ｘ ０ １
阿尔斯通水 电设备有 限公司生产，型号：Ｓ６０— Ｆ０
４／ ３２ ８ １９０；型 式 ：半 伞 式 ；额 定 电压 ：１ Ｖ；额 ８ｋ
定转速 ：１５ ／ ｉ； ２ ｍ ｎ 定子绕组连接 ：Ｙ形连接 ，中 ｒ
性点 通过 二次侧 带 负载 电阻 的接地 变压 器接 地 ；定
３ 原 因分 析
ｍｍ，铜排 外绝 缘采 用 云 母 带 （ 为 ０２ｍ 手 包 ， 厚 ． ｍ） 第 １ 层包 好后 ，云母 带 层 间刷 上 环氧树 脂漆 进行 粘

发电机转子接地保护原理发电机正常运行时，转子的转速很高，离心力极大，承受的电负荷又重，一次励磁绕组绝缘容易破坏。

绕组导线碰接铁芯，就会造成转子一点接地故障。

发电机励磁回路的一点接地是比较常见的故障，由于不会形成电流通路，所以对发电机无直接危害，因此发电机可继续运行。

但发生一点接地以后，励磁回路对地电压会有所升高，例如当负极接地，励磁绕组正极对地电压即增加到工作励磁电压值；正极接地，励磁绕组负极对地电压也增加到工作励磁电压值。

因此当转子发生一点接地后，如发电机仍然继续运行，遇上励磁绕组其他点绝缘水平降低时，就有可能发生转子回路的第二点接地。

励磁回路两点接地后构成短路电流通路，可能烧坏转子绕组和铁芯。

由于部分励磁绕组被短接，破坏了气隙磁场的对称性，引起机组振动，特别是多机组振动更严重。

此外，转子两点接地还可能使汽轮发电机组的轴系统和汽缸磁化。

因此，转子一点接地以后,应该对励磁回路进行认真检查.同时是否会有保护误动作:根据某些保护构成原理,检查是不是因为炭刷接触不良所引起.此外,还可以倒换备用励磁以找出接地范围.如果一旦确认转子一点接地,应该投入转子2点接地保护,这时候,严禁在励磁回路上工作,以防保护误动作。

需要指出的是,在转子一点接地的同时,若发电机出现振动,则应该立即解列停机。

一．转子一点接地保护1.绝缘检测装置用一个电压表定期测量励磁回路正负极对地电压，其接线如下图所示。

图中元件1为励磁绕组，元件2为接地炭刷。

励磁绕组对地存在着绝缘电阻，设这些绝缘电阻对地均匀分布，如图中的r1,r2,…，r n－1，r n。

当励磁绕组绝缘良好时，所测得的正极对地电压和于负极对地电压。

如果正极接地，则负极对地电压为工作励磁电压；如果负极接地，则正极对地电压为工作励磁电压。

如果励磁绕组其他点接地，一般情况下，正极对地电压不等于负极电压，而且所测得的电压低于工作励磁电压。

但是如果励磁绕组中部接地，则所测得的正极对地电压将等于负极对地电压，且为工作励磁电压的一半。

发电机转子接地保护原理发电机正常运行时,转子的转速很高，离心力极大，承受的电负荷又重，一次励磁绕组绝缘容易破坏。

绕组导线碰接铁芯，就会造成转子一点接地故障。

发电机励磁回路的一点接地是比较常见的故障,由于不会形成电流通路，所以对发电机无直接危害，因此发电机可继续运行。

但发生一点接地以后，励磁回路对地电压会有所升高，例如当负极接地，励磁绕组正极对地电压即增加到工作励磁电压值;正极接地，励磁绕组负极对地电压也增加到工作励磁电压值。

因此当转子发生一点接地后，如发电机仍然继续运行，遇上励磁绕组其他点绝缘水平降低时，就有可能发生转子回路的第二点接地。

励磁回路两点接地后构成短路电流通路，可能烧坏转子绕组和铁芯。

由于部分励磁绕组被短接，破坏了气隙磁场的对称性，引起机组振动，特别是多机组振动更严重。

此外,转子两点接地还可能使汽轮发电机组的轴系统和汽缸磁化。

因此，转子一点接地以后，应该对励磁回路进行认真检查。

同时是否会有保护误动作:根据某些保护构成原理,检查是不是因为炭刷接触不良所引起.此外,还可以倒换备用励磁以找出接地范围.如果一旦确认转子一点接地，应该投入转子2点接地保护,这时候,严禁在励磁回路上工作,以防保护误动作。

需要指出的是,在转子一点接地的同时，若发电机出现振动,则应该立即解列停机。

一．转子一点接地保护1.绝缘检测装置用一个电压表定期测量励磁回路正负极对地电压，其接线如下图所示。

图中元件1为励磁绕组，元件2为接地炭刷。

励磁绕组对地存在着绝缘电阻，设这些绝缘电阻对地均匀分布,如图中的r1,r2,…，r n－1，r n。

当励磁绕组绝缘良好时,所测得的正极对地电压和于负极对地电压.如果正极接地，则负极对地电压为工作励磁电压；如果负极接地，则正极对地电压为工作励磁电压。

如果励磁绕组其他点接地,一般情况下，正极对地电压不等于负极电压，而且所测得的电压低于工作励磁电压。

但是如果励磁绕组中部接地，则所测得的正极对地电压将等于负极对地电压，且为工作励磁电压的一半。

LD-3型转子一点接地继电器1 用途LCD-3型转子一点接地继电器(以下简称继电器)系作为监视大型发电机转子励磁回路对地绝缘之用，当发电机转子发生一点接地故障或某处绝缘下降到一定数值时，继电器立即动作，发出故障信号或直接作用于跳闸。

2 结构一般转子接地继电器，用转子接地电流作为测量判据，而这个新型的继电器用转子的绝缘电导作为测量判据，即测量转子接地电阻并进行监视。

它与转子的接地电容无关，只根据电机温升和电机容量而变化。

这样，继电器就具有很高灵敏度，即使用在具有很高转子接地电容的最大功率电机也不例外。

注：如接～220V，则使用①⑤，若要接～100V,则使用①③。

图1 原理接线展开图继电器采用嵌入式插拔机构。

这样便于使用和维护，不必停电就能进行调整、调试和更换。

继电器结构代号为：A33K、A33P如附图所示。

3 技术数据3.1 额定电压：100、220V；额定频率：50Hz。

3.2 整定范围：转子接地电阻0.5～20kΩ。

3.3 变差：不大于5%。

3.4 电容影响：按表1中的整定值范围CJD ≠0与CJD=0动作值之差不大于±10%。

3.5 电压影响：当电源电压为额定值的90%～110%时，其动作值与额定电压下动作值之差不大于±10%。

表13.6 返回系数：不大于3(电阻值)。

3.7 功率消耗：不大于11VA。

4 使用和维护4.1 继电器安装在垂直的屏板上，背后用两个顶板将继电器固定。

继电器应安放在清洁干燥和不含腐蚀性气体的地方。

继电器工作环境温度不小于-20℃，不大于+40℃。

4.2 调整和校验继电器在出厂前均作了详细的调整和校验，但为了避免运输时的振动或保管不当而造成机械变化，在投入运行前，也要进行一般的检查调整和校验。

继电器初步调整：将继电器面板上的连接片放在“投入”位置，按图4接好线，通入220V、50Hz 或100V、50Hz电压，将整定值旋钮旋至0.5～20kΩ之间任意位置，此时接入电阻应为零。

破 坏， 会 使 机 组 剧 烈振 动 ． 同 时 由 于转 子 电 流 增加 很 大造 成 励磁 回路 设 备 损 坏 。
【 关键词 １ 发 电机； 转子 ； 一点接地 ； 两点接地 ； 故障 ； 分析
０ 前 言
发 电机是电站中的主要设备 ． 它的安全 与否直接影响 电站的经济 效益 ． 也影响电力系统的稳定性和供 电质量 ． 因此对电站 中的任何一 种故障和事故都要及时进行排查和处理 ． 把故障和事故苗头 消灭在萌 芽状态。 济源国泰发电有限责任公 司装机容量为 ２ ｘ ｌ ２ Ｍ Ｗ＋ Ｉ ｘ ２ ５ Ｍ Ｗ： １ ＃ 、 ２ ＃机组分别采 用青 岛汽轮机厂 １ ２ ＭＷ 发 电机 组 ．分别 与 ２ ０ ０ ５年 和 ２ ０ ０ ８ 年投运 ． 机组一直运行正常 ． 且机组每次停运后测量发电机转 子 绝缘 电阻值均 在 ５ Ｏ兆欧以上 ： ３ ＃机组为 ２ ５ ＭＷ 武汉长 江动力机组 ， 投运于 ２ ０ １ ２ 年 １ 月 ．投运初期测量转子绝缘电阻值为 ｌ ０兆欧 。 ２ ０ １ ２ 年６ 月份机组因对中跑偏矫正检修后测量转子绝缘值 为 Ｏ ． ８ 兆 欧（ 因 当时天气潮湿 ． 机组停机时间较长） 。 再次投运两周后保护装置开始频 繁报转子一点接 地 Ｉ 段、 Ｉ Ｉ 段保 护动作 ， 动作值 Ｒ 试： １ ９ ． ８ 千欧 ， 且报警 能够复位
作者筒介 ： 徐 兴明（ １ ９ ７ ９ 一） ， 男， 汉族， 电力 系统继电保 护专业， 济源国泰发 电有 限公 司， 助理 工程师 ， 电气专责 。
｛ 上接 第 ２ ２ 页） 高校学生社团是校园文化 的重要阵地和提 升学生 学生能够有机会在相关专业老 师的指导下直接参与媒介信 息的制作 那 么他们对媒介真实 和现实真实 ． 对新 闻的客 观情况 及对媒 介 综合素质的主要平台 ． 积极开发各种学生社 团活动 ． 通过各种丰 富多 过程 ． 传输 过程和传媒运作方式等都会有一种更直观的了 彩、 形式多样 的文化活动开展媒介素养教育 ， 从而使接受教育 、 提 高素 产 品的制作流程 、 质成为大学生 的自觉行动。社 团可 以通过展板 、 宣讲等 多种形式来宣 解 和切身 的体会 ． 从 而达到培养和提高大学生对媒体及其传播信息的 传和传播媒介 素养知识 ． 可以组织讨论或辩论具体的新 闻事件来 提高 大学生们的理性思考意识和能力 第三 ． 充分利用校园媒介资源为大学生提供实践机会 【 参考文献 】 １ ］ 吴鹏泽 ， 杜世友． 中国大学生媒介素养现状研究［ Ｊ Ｊ ． 中国电化教育 ， ２ ０ １ １ （ ２ Ｏ ） 相对 于在课堂教授和听讲 座的方式 中． 大学生处于被 动接受 的地 ［ ９— ３２． 位． 为大学 生提供直接参与媒介信息 的制作 过程． 可 以让学生在媒 介 ２ ［ ２ ］ 宫淑红 ， 张洁． 媒介素养教育理论与实践［ Ｍ １ ． ｔ ｈ Ｅ ， ： 山东人 民出版社 ， ２ ０ １ ０ ． 素养教育中起主导作用