发电机转子接地故障

  转子绕组绝缘破坏常见的故障形式有两种：转子绕组匝间短路和励磁回路一点接地。

    发电机转子在运输或保存过程中，由于转子内部受潮、铁芯生锈，随后铁锈进入绕组，造成转子绕组主绝缘或匝间绝缘损坏；转子加工过程中的铁屑或其他金属物落入转子，也可能引起转子主绝缘或匝间绝缘的损坏；转子绕组下线时绝缘的损坏或槽内绕组发生位移，也将引发接地或匝间短路；氢内冷转子绕组的铜线匝上，带有开启式的进氢和出氢孔，在启动或停机时，由于转子绕组的活动，部分匝间绝缘垫片发生位移，引起氢气通风孔局部堵塞，使转子绕组局部过热和绝缘损坏；运行中转子滑环上的电流引线的导电螺钉未拧紧，造成螺钉绝缘损坏；电刷粉末沉积在滑环下面的绝缘突出部分，使励磁回路绝缘电阻严重下降。

    转子绕组匝间短路多发生在沿槽高方向的上层线匝，对于气体冷却的转子，这种匝间短路不会直接引起严重后果，也无需立即消除缺陷，所以并不要求装设转子绕组匝间短路保护。转子绕组匝间短路的故障处理没有统一的标准，一旦发现这类故障，发电机是否继续运行应综合考虑现有的运行经验、故障的形式和特点、故障发现在机组运行期间或预防性试验中或机组安装时等诸多因素。我国某些电厂根据转子绕组的绝缘状况、机组的振动水平和输出无功功率的减少程度，决定机组是否停机检修。

    转子一点接地对汽轮发电机组的影响不大，一般允许继续运行一段时间。发电机组发生一点接地后，转子各部分对地电位发生变化，比较容易诱发两点接地。汽轮发电机一旦发生两点接地，其后果相当严重，由于故障点流过相当大的故障电流而烧伤转子本体；由于部分绕组被短接，励磁绕组中电流增加，可能因过热而烧伤；由于部分绕组被短接，使气隙磁通失去平衡，从而引起振动。励磁回路两点接地，还可使轴系和汽机磁化。

    励磁回路两点接地，即使保护正确动作，从防止汽缸和大轴磁化方面来看，已为时晚矣。一台300MW汽轮发电机，因励磁回路两点接地使大轴和汽缸磁化，为退磁需停机一个月以上；姑且不论检修费用和对国民经济造成的间接损失，仅电能损失就上千万元。励磁回路发生两点接地故障引起的后果非常复杂，处理很麻烦。

    近年来，大型汽轮发电机装设一点接地保护已属定论，国内外均无异议。但在一点接地保护动作于信号还是动作于跳闸的问题上，存在着不同的看法。主张动作于信号者，则考虑装设两点接地保护；主张动作于停机者，则认为不必再装设两点接地保护，这有利于避免发生汽机磁化。另外，由于目前尚缺少选择性好、灵敏度高、经常投运且运行经验成熟的励磁回路两点接地保护装置，所以也有不装设两点接地保护的意见。进口大型机组，很多不装两点接地保护。

    ABB公司的UN5000型励磁系统中带有电桥式转子接地保护装置，其对转子接地保护的设计思想是：当励磁回路绝缘电阻下降到一定值时报警；当绝缘电阻继续下降至一定值时，保护即动作切除发电机组，以防止发生两点接地导致灾难性事故。

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