发电机转子接地保护动作行为研究

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1、发电机转子接地保护动作行为研究　　【摘要】本文通过对鲁布革水力发电厂，西门子发电机转子接地保护动作过程，对接地保护的原理、机组励磁系统及发电机运行环境的的详细分析。对故障的查找总结出的一些实践经验和相关防范措施，为电厂机组的安全稳定运行提供可靠地技术保障。【关键词】转子接地保护故障点录波图动态模拟鲁布革水力发电厂位于云南省罗平县境内，共装机4台，单机容量15万千瓦。第一台机于1988年7月投运，发电机保护为西门子集成电路机组保护。2008年，我厂开始对4台机组保护进行改造，更换为西门子SIPROTEC4型多功能电机微机保护装置（7UM62）。20

2、11年9月28日，2#发电机转子接地保护动作出口跳闸，本文对此次事故进行详细分析，找到了故障原因，成功模拟了故障，对现场设备管理及运行积累了一定的经验。1故障原因分析1.1故障现象描述52011年9月28日，2#发电机转子接地保护动作出口跳闸，跳闸前发电机所带功率为15万千瓦。事故发生后，检修人员采用1000V摇表对发电机转子回路进行绝缘测量，发电机转子绝缘电阻为170МΩ，显示发电机转子绝缘电阻正常。对机组保护录波分析没有发现异常。故障的初步检查提示，此次故障有两疑点：发电机转子绝缘是否发生破坏，新的发电机转子接地保护动作出口是否正确。1.2转

3、子接地保护分析（1）发电机保护装置录波分析及检查：发电机跳闸后，继电保护人员检查#2发变组保护两套发电保护装置内部元器件，未发现异常；均未发现异常，对机组保护动作录波图进行分析，可以看出测量电压UMeas（TD3）有尖顶脉冲波形，计算出故障电阻为2kΩ，小于跳闸定值5kΩ，故保护出口跳闸。从录波图可以看出机组转子发生了绝缘下降，并达到二级出口定值。（参看下图）（2）为查找跳闸原因，9月30日22：11，#2机零起升压正常后，机组空载运行，进行转子接地动态模拟实验。1）检测两套发电机转子接地保护采样精度正常。2）用电阻箱模拟转子回路经75kΩ高阻接

4、地故障，转子接地I级保护正确动作，延时告警。3）用电阻箱模拟转子回路经2kΩ低阻接地故障，转子接地保护Ⅱ级正确动作，瞬时跳闸，对录波图分析，排除保护测量回路受外部干扰信号影响，录波图形与跳机动作录波一致，保护装置动态试验正常。1.3励磁系统检查5对励磁系统与转子连接的主回路绝缘电阻进行测量，励磁正极绝缘280MΩ，励磁负极绝缘260MΩ，调节器自用电源变压器T05及灭磁电阻绝缘电阻值2000MΩ均正常。对与转子回路有电气联系的电压、电流采样板件PSUU81、U82，脉冲板A02进行检查，均未发现异常。1.4发电机转子回路检查对转子上下端、磁极引线

5、、励磁系统直流汇流母排侧外观检查均正常，对发电机上端、下出风槽、磁极间隙检查均正常。对转子回路绝缘电阻进行测量，转子本体—滑环170MΩ、励磁电缆（直流侧）290MΩ、励磁电缆（交流侧）280MΩ、励磁变低压侧300MΩ，绝缘电阻均合格。再次检查发现：部分磁极引出线绝缘块表面、支撑螺杆端部油污积垢有被冲刷痕迹，进一步检查分析认为：机坑上盖板拼缝处密封局部破损，清洁机组盖板的水通过破损处渗入机坑，被机组转动形成的气流吸到转子磁极间连扳支撑螺杆绝缘组件处，导致转子回路绝缘骤降，引起磁极引线瞬间接地，转子接地保护Ⅱ级瞬时动作跳闸。机组停机后，因发电机机

6、坑内的加热器投入工作，故内部温度较高，受潮绝缘体绝缘很快恢复，故障点消失，转子回路绝缘测量正常。2故障模拟对比试验及分析5随后进行了故障模拟试验，来证实判断的准确性。对磁极引线支撑螺杆受潮转子绝缘进行测试，绝缘电阻为160MΩ，转子接地保护不动作。磁极支撑螺杆绝缘块表面放置小片湿纸巾，测得绝缘电阻为67kΩ，转子接地保护I级延时动作告警，Ⅱ级不动作。磁极支撑螺杆绝缘块表面放置小片湿纸巾并搭接螺杆，测得绝缘电阻为4kΩ，转子接地保护Ⅱ级瞬时动作跳闸。通过对磁极上端部件检查发现，在机组运行工况下，存在少量流体介质被发电机气流吸附到支撑螺杆处的可能。并

7、在试验后调取机组保护录波图对比，故障模拟录波与实际故障录波一致都为负极性接地。从而印证了故障重现模拟的正确性。3结语此次发电机转子接地保护故障，由于故障点隐蔽查找困难。造成机组退出备用时间较长，故造成机组发电量较大损失。通过此次故障查找，可以发现机组日常运行维护管理存在不当之处，现场设备的运行维护的方式方法有待改进。为保证今后机组的安全稳定运行，采取了以下防范措施：发电机盖板的密封及清洁工作进行风险评估，制定风险防控措施，使用适当的清洁溶剂；对设备的故障记录数据及录波是分析故障的依据，是判断装置动作正确动作或误动重要证据，要足够重视；对故障查找的

8、常规技术手段失效后，故障点的查找及故障重现模拟是非常重要的故障查找途径。应拓宽思路，采取多种方法查找故障。参考文献：5[1]西门子公司7