浅谈发电机定子接地

浅谈发电机定子接地

陈斌

(徐州华润电力有限公司江苏省徐州市221000)

【摘要】伴随电厂单机容量的增大，发电机定子绕组对地电容有所增加，相应定子单相接地电流也不断增大，一旦定子发生单相接地故障，若保护动作不及时可靠，接地弧光过电压可能导致发电机其它位置绝缘破坏，严重时还会演变成相间或匝间短路故障。本文引用两起接地事故介绍发电机定子接地的危害。

【关键词】发电机定子接地

1前言

发电机定子结构和制造工艺非常的复杂，导致铁芯检修难度大，定子单相接地保护动作的实时性、可靠性、准确性等要求也很高。

发生定子接的原因五花八门，一、可能是发电机本体的问题，如发电机本身制造问题、槽楔松动切割线棒等；二、可能是检修工艺存在问题，如：定子冷却水管的接头漏水、压线板松动；三、可能是运行中定冷水有杂质，堵塞在发电机定子冷却水管内，导致定子高温后绝缘损坏发生接地故障；四、可能因为发电机本体外定子回路故障导致发电机定子接地保护动作，如：发电机封闭母线绝缘存在问题、发电机出口电压互感器存在问题等等。

2案例一

某厂某机(300MW)负荷为230MW，控制室发“主变差动速断保护”、“发变组差动速断保护”跳闸信号，发电机停运。调看故障录波器录波数据，故障前发电机机端电压正常，电流为7700A。故障时发电机A、C相电压到零，发电机B相电流到零，A、C相电流突增至约69000A。判断为发电机A、C相分别对封母外壳放电。

检查发电机变压器组，发现发电机出口离相封闭母线有异常现象：A相封闭母线在距离主变低压侧1米左右处的顶部有放电痕迹，C相封闭母线在主变垂直上方水平段拐角处顶部有放电痕迹。在对封闭母线内部的检查中，发现A相封母在距离主变低压侧1米开始，有一段不均匀喷射状铝点，应当是导体放电迹；C相封闭母线正对顶部拐角处有一个直径约5厘米大的小洞，应当是尖端放电造成。C相封闭母线正对顶部拐角处，因放电造成的一个直径约5厘米大的小洞。

图1C相封闭母线正对顶部拐角处，因放电造成的一个直径约5厘米大的小洞

原因分析：6月初南方多雨，空气湿度较大。该发电机微正压装置电机烧毁，该装置故障后停运二十天，封母内气体湿度为93%。该装置从发电机封母端AC相进气，从主变封母端B相回气到装置进行气体循环干燥。当微正压装置缺陷消除后投运装置时，由于当时封母内空气湿度大，将原封母内较潮湿空气的从装置端压缩集聚到主变端，造成主变端封母空气温度过大、导致A、C两相封母电晕对外壳放电，是本次事件的直接原因。

3案例二

某厂某#2机负荷220MW，机组各项参数正常。18分20秒，集控室“发变组保护动作”、“发变组回路异常”两个光字牌报警，发变组第一套、第二套“定子接地保护”同时动作，发电机出口开关跳闸、主汽门关闭。

保护动作时发电机三相电压出现不平衡，保护启动后第一个周波内二次有效值分别为A相电压54.39V，B相电压61.42V，C相电压54.96V，发电机机端零序电压7.76V；发电机中性点零序电压8.24V；发电机机端三次谐波电压2.79V；发电机中性点三次谐波电压2.24V；三次谐波电压差值2.46V（持续80mS）。发电机定子A相电流值为2.17A，B相电流值为2.22A，C相电流值为2.20A；发电机零序电流为0.1A。

从保护A柜、保护B柜录波及故障录波器数据显示：在故障启动瞬间，发电机A相、C相电压下降，B相电压上升，机端电压3U0上升明显，发电机三相电流无明显变化，中性点电流3I0上升。保护启动后发电机机端侧和中性点侧零序电压最高点上升至18.5V，其有效值均上升并稳定在13V。

理论分析高阻接地，会造成中性点电压偏移，此时虽单相接地，但表现为两相电压降，一相电压升高。检查测量发电机出口电压互感器发现：C相1、3YH有闪络放电现象，可以判断C相PT出现非金属性接地造成C相绝缘下降，由于C相发生非金属性接地，造成发电机中性点偏移，B相电压上升，A相、C相电压下降并产生零序电流上升，基波零序电压上升达到保护值后定子接地保护动作。

4结语

在电厂电气专业的实际管理中，防止发电机定子接地故障的方法有以下几个方面：一。定期进行预防性试验，包括发电机本休、发电机出口电压互感器以及发电机出口避雷器，认真分析对比试验数据中存在差异，不要放过任何异常；二、空气湿度大时，检查封闭母线内的湿度以及封母的除湿装置；尤其是南方要注意这个问题。三、注意检修质量的把控，重点是发电机定子端部的检查、槽楔检查、定冷水汇水管检查、封闭母线内清理，包括支持瓷瓶清理及各绝缘件清理。这个是新投运机组及运行多年后机组应注意的问题。

在发变组系统中，没有哪个重要哪个不重要，往往是大家对发电机、变压器重视，对封闭母线和微正压系统、对发电机出口开关以及PT\CT和相关本体接地等重视程度略差。大家要知道，引起绝缘问题的部件和设施很多。往往是这些不起眼的部分引起的故障率高。比如，震动造成PT\CT等接地，保护回路中接线接触了接地壳体，磨损造成接地。微正压系统，在北方大家重视更不够，南方潮湿天气，微正压系统是很有必要投运的。投运也讲究注入的空气不仅要保证干燥，更要有气体温度低于环境问题的问题，不然就有封闭母线内部结露现象。发电机本体内部需要把握好的内容就很多，重点是端部绝缘，内部绑扎以及氢油系统的运行，不要让油进入发电机内部。大家可以分门别类的，按系统、分层次、程序化、标准化，责任制落实做好每一项工作。

参考文献:

[1]樊兵团杨睿孙钢虎兀鹏越，一起发电机定子接地事故的分析处理，《电气技术》2012年11期

[2]白伟，发电机定子接地保护动作原因分析，《电工电气》2012年12期

作者简介:

陈斌徐州华润电力有限公司发电部