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。

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。

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。