水轮发电机转子一点接地故障的查找及其优化措施

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。

一种转子一点接地的特殊表现形式及查找方法发布时间：2021-12-20T06:13:11.803Z 来源：《工程管理前沿》2021年第20期 作者： 万航博[导读] 水力发电机组因安装形式及安装环境的特殊性，转子绝缘问题一直为重点检测项目，转子一点接地对发电机的安全稳定运行影响极大，引起转子一点接地的原因多样且复杂。

万航博

陕西汉江投资开发有限公司蜀河水力发电厂 725000

［摘要］水力发电机组因安装形式及安装环境的特殊性，转子绝缘问题一直为重点检测项目，转子一点接地对发电机的安全稳定运行影响极大，引起转子一点接地的原因多样且复杂。水电机组潮湿的运行环境更加影响了水电转子的绝缘情况，论文从水电机组转子一点接地的实际案例以及排查方法做出总结与论证，对常见的转子一点接地做出概述，并列举出一种转子一点接地的特殊情况，根据实际的排查处理过程进行论证总结，从故障的显现到排查系统性地进行分析论证，从而得出一种转子一点接地的特殊表现形式及处理方案以供水电机组转子一点接地的故障排查及处理参考。［关键词］转子；绝缘；飞车；失磁；一点接地；风洞；周期性；整流桥；脉冲0 引言

转子作为发电机的重要组成结构，在发电机的正常运行中起着至关重要的作用，转子安全稳定运行直接关系着发电机是否可稳定运行，转子绝缘是转子安全运行的重要技术指标，对于灯泡贯流式水轮发电机组，转子运行环境恶略，长期处于高温、高湿度的环境下运行，转子绝缘更是尤为重要。转子一点接地保护对于转子是一种在线监测转子绝缘的重要方式，在运行转子一点接地可不做处理，但需进行检查重视，当转子发生一点接地的时候，极易发生两点接地或者是多点接地，当转子发生两点接地或者多点接地时，如不进行停机处理，将会进一步将事态扩大，转子回路运行中断开，发电机将面临失磁，倘若运行负荷较大，发电机为能及时停机，进一步将发电机失磁故障扩大为发电机失步故障，此时发电机的转速将大大过速于正常转速，失步情况下发电机极易造成转子飞车事故，此时将影响大坝以及下游人民的生命财产。因此转子一点接地应大大引起运维人员的重视，在电网运行方式允许的情况下尽量停机对转子回路进行检查。从而将故障从根本生得到控制。1 故障现象

发电机转子接地故障及查找预防逊克县库尔滨河流域水电公司高华刚孙勇王鸿志发电机励磁回路，绝缘最薄弱的环节是转子部分。

转子在运行是不停地旋转，使线圈受到较大的离心力和高温的作用。

在长期的离心力作用下，会使转子绕组产生严重的晃动而使绝缘擦伤，在长期高温作用下，会使转子绕组绝缘老化变质，会将灰尘，电刷粉末堆积在转子里面等等。

这些因素极易造成转子绝缘遭受破坏而发生接地故障，危及发电机安全运行。

发电机转子绕组一点接地时，因为对地尚未形成回路，所以其接地点并无接地电流通过励磁回路仍可维持正常状态，发电机可继续运行。

但若未能及时处理，一旦发生另一点接地便形成两点接地故障，这是十分危险的短路事故。

发电机转子绕组发生两点接地，使部分转子绕组被短路，转子绕组的直流电阻变小，励磁电流增大。

若被短路的转子匝数较多，将会造成发电机气隙中的主磁通大量减少，使发电机向电网输送的无功功率显著减少，励磁电压及发电机端电压下降，而定子电流却可能增大。

此外，转子部分被短路后，使发电机的磁路平衡遭到严重的破坏，导致发电机产生强烈的振动，甚至还可能引起共振，这将给发电机带来极严重的损伤，甚至还会因共振的作用而危及厂房的安全。

由于转子绕组两点接地，造成励磁电流剧增而大大超出额定值，如果不及时进行停机处理，必将造成转子绕组绝缘因严重过流而毁坏，甚至连转子绕组铜线也有被烧坏的可能。

因此，一旦发现控制盘上励磁电流表，定子电流表读数突然大增，励磁电压表，定子电压表读数突然下降，功率因数表读数升高甚至进相，发电机产生强烈振动，可基本确定转子已发生了两点接地故障。

此时必须立即进行紧急停机，跳开灭磁开关，将磁场变阻器打倒最大位置，待机组停稳后，立即对转子和励磁回路进行认真细致检查，找出故障进行妥善处理。

转子绕组发生接地故障的根本原因是其绝缘遭到损坏而造成的。

所以，要预防发电机转子绕组接地故障的发生，在运行管理方面必须随时掌握转子绕组绝缘状况，并根据其绝缘状况进行针对性的维护、保养及检修处理。

发电机定子绕组接地故障查找方法原因分析与处理措施徐兴国湖南省双牌水电站摘要：大型发电机定子绕组发生接地故障后，不易快速查找确定故障点。

本文介绍了一种常用的故障查找方法，从接线原理到现场的应用进行分析，为1号发电机的故障处理提供解决方案。

关键词：发电机；定子绕组；接地故障；查找方法；处理措施1 前言发电机定子绕组接地故障是指发电机在运行中或预防性试验时，定子绕组绝缘击穿，绝缘电阻下降或绝缘电阻到零的现象。

发电机定子绕组接地故障在电厂时有发生，特别是运行多年的发电机，由于定子整体绝缘水平下降，绝缘受潮或外力原因都可能造成发电机定子绕组接地故障。

发电机定子绕组接地后，可能烧毁定子绕组和定子铁芯。

发电机定子绕组在运行中和试验中发生接地后，必须找出接地点并设法消除。

发电机定子绕组接地故障点可能发生在上层定子线棒，也可能在下层定子线棒，可能在定子线棒的端部，也可能在定子线棒的槽部。

上层线棒故障或线棒端部故障容易查找和处理，下层线棒及槽部故障不易查找。

2 发电机定子绕组接地故障查找方法2014年3月10日，双牌水电站开始对1号机组进行C级检修。

11日按规定对定子进行预防性试验。

首先对定子绕组各相之间及地进行绝缘电阻测试，三相数值均合格，分别为A相660/280MΩ,B相为1070/350MΩ,C相为910/340MΩ，吸收比分别为2.35，3.06，2.68。

随后分别进行直流耐压试验，当对A相进行试验时，第一加压点为5.25Kv，泄漏电流为12μA，当电压继续上升至7 Kv时，泄漏电流激增至700μA，随即降压。

放电后对A相进行绝缘测试，其结界：A相上分支为0.5MΩ,A相下分支为962/465MΩ，说明A相上分支存在绝缘缺陷。

2.1 第一步，充电查找法：将发电机定子绕组的其余5个分支并联，用2500—5000v摇表挡位分别对其充电，然后对A相故障分支放电多次后摇测绝缘，发现绝缘并不下降，说明故障分支为高阻接地。

水电站机组转子接地故障分析及处理【摘要】为探讨水电站机组转子接地故障分析及处理，采用实际案例结合理论实践的方法，立足水电站机组转子接地故障排查的方法以及成因，分析了相应的处理方法，以及降低水电站机组转子接地故障概率的措施。

分析结果表明，水电站机组转子接地故障是水电站机组运行中最为常见的故障之一，引起此故障的原因比较多，造成的危害比较大，需要结合故障的成因，采取有针对性的处理方法，并加强经验的总结分析，才能为类似故障的预防和处理提供借鉴，以提升水电站机组运行的稳定性和可靠性。

【关键词】水电站；机组；转子；接地故障【引言】水电站作为一种清洁、可再生的能源，得到了越来越广泛的应用。

机组转子是水电站的重要组成部分，其运行稳定与否直接影响到水电站的发电效率和运行安全。

然而，机组转子接地故障是水电站运行中常见的问题之一，一旦发生将会给水电站带来不可估量的损失。

因此，对机组转子接地故障进行深入的分析和处理，对于保障水电站的安全运行具有重要意义。

1、案例分析南欧江七级电站安装有2台立轴混流式水轮发电机组，发电机型号为SF105-30/8500，额定转速200r/min，额定容量120000KVA，额定电压13.8KV。

2022年04月16日上午10点30分，中控室上位机报1号机组转子一点接地报警。

维护专业人员对集电环转子绝缘进行测量，测量值为0MΩ，随后对滑环室进行了清扫，简单清扫后测量转子绝缘，测量值仍为0MΩ，接地故障依然存在。

2、机组转子接地故障排查方法机组转子接地故障的原因有很多种，包括机组转子绝缘损坏、接地电阻过大、接地线路接触不良等。

在实际运行中，由于机组转子的长期运行，其绝缘材料逐渐老化、磨损，安装质量问题逐渐暴露，从而导致机组转子的接地电阻逐渐增大。

如果不及时进行检修和更换，就会引起机组转子接地故障。

因此，为缩小故障排查范围，现场决定采用分段排除法：第一步、将机组转子集电环与励磁电缆连线断开，通过绝缘测量分析，发现单测励磁电缆（至励磁灭磁柜）绝缘测量值趋近于无穷大，集电环、引线、磁极绝缘测量值0MΩ，从中可以看出，引起本次故障机组转子接地故障的原因并非是励磁电缆接地故障。

发电机转子回路接地分析、处理及接地查找摘要发电机转子包括转子铁芯、励磁绕组、阻尼绕组、紧固件和风扇等。

发电机转子回路接地故障是发电机常见故障之一，严重威胁机组安全稳定运行。

所以在发电机转子回路发生接地故障后，运行人员必须及时准确分析、处理接地故障和查找接地点，保证发电机组的安全运行。

本文总结和提出了发电机转子接地原因、现象，处理及转子回路接地点查找方法。

关键词转子接地原因；转子接地处理；转子接地点查找1发电机转子回路接地分析1.1发电机转子回路接地的原因发电机转子回路接地原因很多，根据实际运行经验，总结出以下几条：1）因鼠类等小动物窜入励磁回路，或在励磁回路上有施工或其他工作，因不慎误碰到设备端子、构件等造成转子回路接地；2）转子的滑环处，槽及槽口、端部、引线等部位绝缘损坏也有可能造成转子回路接地；3）发电机转子部分匝间绝缘垫片由于异常振动脱落，将转子部分通风孔堵塞，使转子绕组局部过热，从而导致绝缘老化造成转子回路接地；4）定子进出水支路绝缘引水管破裂漏水等造成转子回路接地；5）转子材质不好、制造工艺不良、设计不合理、检修工艺不良，造成转子回路接地；6）氢气湿度大、纯度低，发电机进油、进水，使发电机转子回路绝缘下降造成转子回路接地；7）发电机滑环、电刷处积存碳粉、脏污，接地电刷脏污造成转子回路接地；8）有、无功负荷大幅反复波动，造成转子反复承受交变应力使绝缘受损；9）励磁系统整流回路故障造成转子回路接地；10）保护、测量装置故障误发转子接地报警信号。

1.2发电机转子回路接地的现象发电机转子回路发生一点接地时，“转子接地”光字报警信号来。

测量发电机转子回路正对地、负对地电压可能不平衡。

发电机其余各参数无明显变化。

发电机转子回路两点接地时，发电机转子接地报警”、“励磁系统综合故障”光字报警信号来。

发电机转子电流指示剧烈增加。

发电机励磁电压指示降低，发电机功率因数增大，可能变为进相运行，发电机负序电压增大。

灯泡贯流式水轮发电机组发电机定子接地故障处理措施分析摘要：长洲水电站外江9F机组在运行过程中发生定子接地故障，保护装置及故障录波显示定子C相接地，定子接地保护正确动作经现地排查，发电机组定子绕组C相绝缘电阻数据为0Ω，数据不合格，有接地现象。

机组无法运行发电。

接地故障若不能成功的找到并处理，就只能对机组进行A级检修，把定子、转子吊装出来进行处理。

这样就进一步增加了工作量和经济损失。

因此成立9F机组定子接地故障处理小组，查阅资料和现场勘察制定方案攻坚克难。

关键词：水轮发电机组；定子接地；故障查找；解决措施0引言长洲水电站15台单机容量为42MW的灯泡贯流式水轮发电机组，总装机容量630MW。

9F机组厂家为天津阿尔斯通，额定容量42MW,定子槽数384根，转子磁极80个，定子接线方式双层波绕组。

1 成果内涵及做法1.1接地故障查找（1）方案概述：拉开9F机组中性点接地变刀闸、拆除所有接地线后在中性点电缆处加2500V电压用摇表测量发电机定子绝缘为0，在风洞内检查定子引线、母排接头未发现有绝缘破损接地现象，检查转子空气间隙，未发现有卡涩现象。

根据检查情况分析，初步判断9F 机组风洞内存在定子线棒为金属性接地现象。

通过电流导通方法对定子接地进行故障判断，给C相绕组施加5A电流，电流从C相绕组流入，流经接地故障点，然后流入定子铁芯，在施加的过程中用钳形电流表，沿着C相绕组依次测量，测量到故障点前面时，钳形电流有电流显示，测量到故障点后面的时无电流显示，从而缩小故障点存在的范围。

图1接地故障查找原理图1.2接地故障查找实施：1）试验开始前，通过调整220V单相调压器旋钮，控制输出电流进行调节，确认在安全电压下进行作业。

2）试验人员检查接线准确无误后，合上电源开关，调整220V单相调压器旋钮，调整输出电流，试验人员通过钳形电流表观察输出电流，保证输出电流控制在1A以内。

3）测量人员用钳形电流表测量依次C相绕组线棒。