一种发电机励磁回路一点接地故障点不停电查找方法

摘要

本发明涉及一种发电机励磁回路一点接地故障点不停电查找方法。该方法是充分利用发电机励磁回路一点接地后上述故障特征，在发电机不停机的工况下，首先，测量励磁回路回路及封闭母线的连接部位的对地电压，包括连接到发电机转子正负极上滑环处对地电压、碳刷处对地电压，软连处对地电压，封闭母线拐角处对地电压，励磁出线侧软连处对地电压，整流柜直流输出对地电压。然后，比较上述各测量点的对地电压，对地电压正负的分界处即可判断为励磁回路接地故障点所在部位。本发明充分利用发电机励磁回路一点接地故障后形成零电位的特点和母线电阻压降，在发电机不停机的情况下实现了励磁回路接地故障点的快速定位。

说明书

技术领域

本发明属于测量技术领域，具体涉及一种基于母线压降的发电机励磁回路一点接地故障点不停电查找方法，用于发电机励磁回路一点接地故障发生后在不停电的情况下快速查找接地故障点。

背景技术

发电机正常运行时，发电机励磁回路对地之间有一定的绝缘电阻和分布电容，它们的大小与发电机转子的结构、冷却方式等因素有关。当转子绝缘损坏时，就可引起励磁回路接地故障。常见的是一点接地故障，如不及时处理，还可能接着发生两点接地故障。

发电机励磁回路回路的一点接地故障，由于构不成电流通路，对发电机不会构成直接的危害。对于励磁回路一点接地故障的危害，主要是担心再发生第二点接地故障。因为在一点接地故障后，发电机励磁回路回路对地电压将有所增高，就有可能再发生第二个接地故障点。

发电机励磁回路发生两点接地故障后会引起三个面的危害。第一、转子绕组一部分被短路，另一部分绕组的电流增加，这就破坏了发电机气隙磁场的对称性，引起发电机的剧烈振动，同时无功出力降低；第二、转子电流通过转子本体，如果转子电流比较大，就可能烧损转子，有时还会造成转子和汽轮机叶片等部件被磁化； 第三、由于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，进一步加剧振动。

因此，当发生一点接地故障后，要及时查找接地故障点，有必要时发电机停机检查。然而由于接地故障点一般都在封闭母线中，短时间内查找故障点的工作难度较大。

传统的励磁回路一点接地故障点查找方法主要有两种，一种方法是在发电机不停电的情况下观察是否有明显接地点，并用吹风机吹扫滑环和碳刷部位。这种方法难以准确查找到接地故障点；另一种方法是在发电机停电的情况下，用兆欧表摇测转子绝缘电阻阻值，这种方法需要发电机停运，将影响发电厂的经济效益。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中短路故障点难以查找的难题，而提供一种基于母线压降的发电机励磁回路一点接地故障点不停电查找方法。

本发明解决其发明目的所采用的技术方案为：

发电机正常运行时，由于发电机励磁回路回路为不接地系统，没有零电位点。当发电机励磁回路一点接地故障发生后，在发电机励磁回路上形成一个接地短路点，即形成一个基准电位点，该处电压为零。

本发明的技术方案就是充分利用发电机励磁回路一点接地后上述故障特征，在发电机不停机的工况下，测量励磁回路回路及封闭母线的连接部位的对地电压，包括连接到发电机转子正负极上滑环处对地电压、碳刷处对地电压，软连处对地电压，封闭母线拐角处对地电压，励磁出线侧软连处对地电压，整流柜直流输出对地电压。

然后比较上述各测量点的对地电压，对地电压正负的分界处即可判断为励磁回路接地故障点所在部位。

当对地电压正负分界点在发电机转子正负极上滑环之间，判断为发电机转子绕组一点接地，必须停机进行处理。

当对地电压正负分界点在励磁出线软连发电机转子侧，而没有在发电机转子正负极上滑环之间，判断为励磁回路封闭母线一点接地，然后根据对地电压正负分界点的位置准确进行定位，可以采用敲击的方法断开接地点，不停机进行处理。

当对地电压正负分界点没有在励磁出线软连发电机转子侧，判断为整流柜一点接地，可以分别断开脉冲电源后，拉开整流柜隔离刀闸，定位接地故障点。

本发明的有益效果为：

本发明充分利用发电机励磁回路一点接地故障后形成零电位的特点和母线电阻压降，在发电机不停机的情况下实现了励磁回路接地故障点的快速定位。采用本发明查找接地故障点，能够大大缩短故障点查找时间，在停机时间很短甚至不停机的情况下排除接地故障，减少了发电机事故停机的时间，提高了发电厂的经济效益。其优势在于充分利用发电机励磁回路一点接地故障后形成零电位的特点和母线电阻压降，在发电机不停机的情况下实现了励磁回路接地故障点的快速定位。

附图说明

图1为本发明中所述发电机励磁回路的示意图。

图1中U1、U1′为发电机正负极转子滑环，U2、U2′为发电机正负极转子碳刷，U3、U3′为正负极转子软连，U4、U4′为正负极封闭母线拐角，U5、U5′为正负极励磁出线侧软连，U5、U5′为正负极整流柜直流输出。 

具体实施方式 

实施例：

河北某热电有限责任公司1号机，发电机型号为QFSN-300-2，励磁调节器型号为UNITROL5000型数字式励磁调节器，额定有功功率Pe=300MW，为额定无功功率Qe=186MVar。

2012年10月25日22时12分5秒，主控室光子牌报“发电机转子一点接地”故障，发电机转子接地保护装置显示发电机转子接地电阻为0欧姆。

采用本发明所述方法测量发电机转子滑环U1、U1′，发电机转子碳刷U2、U2′，发电机转子软连U3、U3′，封闭母线拐角U4、U4′，励磁出线侧软连U5、U5′，整流柜直流输出U5、U5′各处电压如下：

U6=+0.6V、U5=+0.4V、U4=+0.1V、U3=-0.2V、U2=-0.3V、U1=-0.4V；

U6′=-134.2V、U5′=-134.3V、U4′=-134.6V、U3′=-134.7V、U2′=-134.8V、U1′=-134.9V。

由此可知，对地电压正负分界点在U3和U4之间，即接地故障点在发电机励磁回路正极直流母排发电机软连和封闭母线拐角之间，此段母排为一段垂直母排，用绝缘杆敲击该段母排，接地故障消失，转子接地保护装置测量励磁回路绝缘电阻大于50MΩ,满足要求。

结论：基于母线压降的发电机励磁回路一点接地故障点不停电查找方法能够在线快速对发电机励磁回路一点接地故障定位，为排除故障创造条件。