黃義元

（永州市涔天河水利水電管理局 永州市 425500）

發(fā)電機(jī)勵磁回路（轉(zhuǎn)子）發(fā)生一點(diǎn)接地，即轉(zhuǎn)子繞組的某一點(diǎn)從電的方面來看與轉(zhuǎn)子鐵芯相通。由于電流構(gòu)不成回路，所以按理能繼續(xù)運(yùn)行。但這種運(yùn)行不能認(rèn)為是正常的，因?yàn)樗锌赡馨l(fā)展為兩點(diǎn)接地故障，發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中發(fā)生兩點(diǎn)接地時(shí)，有很大的短路電流流過短路點(diǎn)，此時(shí)，部分線匝被短路，電阻降低，轉(zhuǎn)子電流會增大，其后果是轉(zhuǎn)子繞組劇烈發(fā)熱，而且因?yàn)榇艌霾黄胶舛拱l(fā)電機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈振動。因此對凸極式發(fā)電機(jī)（水輪發(fā)電機(jī)）轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，應(yīng)迅速轉(zhuǎn)移負(fù)荷，停機(jī)處理，一般不允許繼續(xù)運(yùn)行。

1 現(xiàn) 象

正常時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組正對地或負(fù)對地的電壓為零或是在接近于零處波動、當(dāng)勵磁回路發(fā)生一點(diǎn)接地故障后，保護(hù)裝置動作發(fā)信號提醒運(yùn)行人員，此時(shí)測量轉(zhuǎn)子繞組對地電壓會發(fā)生變化，正對地或負(fù)對地的電壓將會比故障前明顯增加。

（1）2009年5月29日，涔天河右岸電站1#機(jī)運(yùn)行中，電腦后臺報(bào)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地，1#機(jī)保護(hù)測控屏1G接地保護(hù)單元U+=68.6V、U-=45V、U=23.6V,運(yùn)行值班人員將集電環(huán)擦拭無效后，停機(jī)吹去滑環(huán)上的碳粉,也不起作用，通知檢修人員來處理，前后處理了三次才處理好，持續(xù)時(shí)間一個(gè)多月。

（2）2010年5月10日，1#機(jī)運(yùn)行中，電腦后臺報(bào)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地，1#機(jī)保護(hù)測控屏1G接地保護(hù)單元U+=1.4V、U-=98V、U=97.4V,停機(jī)后檢修人員處理時(shí)花了近3個(gè)小時(shí)。

針對這兩起發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地的處理情況，如何快速查找接地點(diǎn)并迅速處理好，對確保汛期水電站發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益至關(guān)重要。

2 故障原因

發(fā)電機(jī)勵磁回路一點(diǎn)接地故障的原因很多，有可能是制造的缺陷，也可能是安裝、檢修時(shí)留下的缺陷，還可能是長期運(yùn)行使絕緣老化以及日常維護(hù)不好集電環(huán)碳粉積聚過多等。主要有如下原因：

（1）日常維護(hù)不好，集電環(huán)碳粉積聚過多；

（2）滑環(huán)絕緣或勵磁引線絕緣損壞；

（3）轉(zhuǎn)子線圈端部積灰；

（4）磁極繞組及絕緣墊板受潮；

（5）槽口處保護(hù)層老化、斷裂、脫落或絕緣損壞。

3 故障的快速查找及處理

3.1 接地故障查找

原則：由外到內(nèi)，先簡單后復(fù)雜。按下列順序查找：

（1）發(fā)生接地后，先檢查勵磁系統(tǒng)引線到集電環(huán)部分是否有明顯的接地現(xiàn)象，特別是集電環(huán)處要對碳粉進(jìn)行全面的清掃。

5·29接地故障處理過程：先檢查保護(hù)裝置接地（大軸）電刷，固定穩(wěn)固，接觸良好，并進(jìn)行清潔。開機(jī)試驗(yàn)故障依然存在，排除了因接地電刷固定不牢或沾上油污引起接觸不良而造成的“假接地”現(xiàn)象。其次，將正常運(yùn)行的2#機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地裝置調(diào)換到1#機(jī)上。開機(jī)試驗(yàn)同樣出現(xiàn)“轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地”故障報(bào)警信號，這就說明了微機(jī)保護(hù)裝置本身是正常的。接著對轉(zhuǎn)子外圍設(shè)備進(jìn)行檢查，對轉(zhuǎn)子滑環(huán)、電刷、刷架進(jìn)行吸掃、開機(jī)試驗(yàn)，轉(zhuǎn)子接地故障依然存在。停機(jī)、跳開發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)，拉開功率柜輸入，輸出刀閘，用500V搖表搖測轉(zhuǎn)子絕緣電阻在0.2MΩ以下。因此懷疑可能是轉(zhuǎn)子磁極引線及引線底板螺母、螺栓,機(jī)架形成接地回路產(chǎn)生動態(tài)接地，但檢查人員仔細(xì)檢查并沒有發(fā)現(xiàn)磁極有異常。故重新對滑環(huán)用酒精進(jìn)行仔細(xì)清洗，連固定滑環(huán)螺絲處也徹底清洗了。最后再次對轉(zhuǎn)子搖測絕緣為4MΩ。開機(jī)試驗(yàn)，轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地發(fā)信號消失。此次故障正是由于對滑環(huán)清掃不徹底所導(dǎo)致的。

5·10接地故障處理過程是將碳刷和集電環(huán)用汽油及無水乙醇清冼吹干，開機(jī)后還是發(fā)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地信號，最后查明是勵磁變到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的引線有一根外絕緣破壞導(dǎo)體搭在電纜橋架上直接接地，將引線絕緣處理好后開機(jī)正常。針對不同故障現(xiàn)象（表計(jì)指示），采取不同處理措施。

（2）經(jīng)過第一步后，排除了轉(zhuǎn)子外部的接地故障的可能性，可采取以下方法查找接地故障點(diǎn)：

●利用電壓降法確定接地故障點(diǎn)發(fā)生的大致位置。當(dāng)運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地故障后可不立即停機(jī)，利用高內(nèi)阻的直流電壓表在其表頭上外接上小銅棒分別小心接觸兩集電環(huán)，測量轉(zhuǎn)子繞組正對地電壓﹙轉(zhuǎn)子鐵心﹚為U+，負(fù)對地的電壓為U－，如果設(shè)定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的全長為L，則可據(jù)以下公式計(jì)算出接地故障點(diǎn)與正集電環(huán)或負(fù)集電環(huán)的大約距離，即：

接地故障點(diǎn)與正集電環(huán)的距離為：LU+/﹙U++U-﹚。

接地故障點(diǎn)與負(fù)集電環(huán)的距離為：LU-/﹙U++U-﹚。

如果計(jì)算值大于轉(zhuǎn)子繞組至集電環(huán)的引線長度，則證明接地故障點(diǎn)不在轉(zhuǎn)子繞組引線或外部而是在轉(zhuǎn)子繞組中間，這樣將需要進(jìn)一步確定接地故障點(diǎn)。

●對轉(zhuǎn)子各個(gè)磁極進(jìn)行檢查未發(fā)現(xiàn)明顯的接地點(diǎn)后，根據(jù)上面計(jì)算確定故障點(diǎn)的大概位置后，拆開轉(zhuǎn)子線圈的護(hù)環(huán)或是其絕緣層，采用對地電位分布法進(jìn)一步確定接地故障點(diǎn)。每拆除一個(gè)磁極護(hù)環(huán)后在集電環(huán)上施加直流電壓 （施加電壓以不超過轉(zhuǎn)子繞組額定電流為準(zhǔn)），然后采用靈敏度較高多量程的電壓表分別測量每層線圈對地的電壓值。越靠近接地點(diǎn)處的線圈對地電壓將越低，直到測得的電壓為零或接近于零的點(diǎn)即為接地故障點(diǎn)。

3.2 接地故障處理

（1）碳刷、集電環(huán)碳粉積聚過多，對碳刷、集電環(huán)處進(jìn)行全面的清掃。

（2）轉(zhuǎn)子線圈端部大量積灰，發(fā)電機(jī)的積灰常含有油質(zhì)，可用清潔劑清除干凈后補(bǔ)加一層絕緣帶。

（3）磁極繞組及絕緣墊板受潮。這種情況多發(fā)生在較長時(shí)間停機(jī)且空氣濕度較大時(shí)，所以，發(fā)電機(jī)在長期備用時(shí)應(yīng)投入相應(yīng)的加熱器防止受潮，碳刷及集電環(huán)下有碳粉或油污堆積時(shí)，可將油污用干布擦拭干凈，利用吸塵器將灰塵吸干凈。

（4）槽口處保護(hù)層老化、斷裂、脫落或絕緣損壞，可將槽口處的灰塵吹掃干凈后進(jìn)行修補(bǔ)，增加引線電纜的絕緣。

4 結(jié) 語

（1）運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備的日常維護(hù)，定期擦拭集電環(huán)清除碳粉。

（2）發(fā)生發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地故障時(shí)，可根據(jù)不同的故障象征，采取不同的方法進(jìn)行查找及處理。