N-Y大型发电机励磁回路一点两点接地保护设计1.doc

本科毕业论文（设计）论文（设计）题目：N-Y大型发电机励磁回路一点，两点接地保护设计年 月 日II贵州大学本科毕业论文（设计）贵州大学本科毕业论文（设计）诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文（设计）作者签名： 日 期： 目 录摘要1Abstract2第一章 前言3第二章 研究大型发电机励磁回路一点，两点接地保护的实际意义62.1、1000MW机组的基本状况介绍72.2、进行发电机转子发生接地故障研究的意义82.3同步发电机可能发生的故障的类型分析92.3.1定子绕组部分所发生的故障92.3.2转子绕组部分所发生的故障92.4电机内部转子接地故障的研究所用到的一些理论以及方法102.4.1切换采样式即乒乓式励磁回路的接地保护102.4.2桥式的一点接地保护的原理112.4.3低频注入式的励磁回路的接地保护112.5转子绕组的接地短路故障的主要的故障的类型以及引起故障的原因122.5.1接地故障的几种主要的类型介绍122.5.2转子绕组发生接地故障的具体原因132.5.3对转子绕组的接地故障进行测试的主要方法13第三章 励磁绕组一点，两点接地故障的原理分析163.1励磁回路两点接地保护原理163.2注入式转子绕组的接地保护原理163.3实际计算过程中所涉及到的具体的参数及资料17第四章 1000MW型号的发电机的电机组的特殊性所带来的具体技术困难18第五章 结论20参考文献21致 谢2323贵州大学本科毕业论文（设计）N-Y大型发电机励磁回路一点，两点接地保护设计摘要对于社会生产和人们生活来说，能源是支撑其正常运转的重要因素。而在各种能源构成中，电能相较于其它能源来说又具有清洁、可再生等优越性。因此，在能源市场中，特别是日常生产生活能源中，电能是我们的首选。正是这种利益关系的驱使，大中型发电机的设计和制造成为许多投资人的选择。在发电机的设计中，电路保护设施作为电路正常运转的必要保证，是设计人员在设计过程中不得不关注和了解的重要组成部分。而就我国目前发电机保护设施的水平来看，存在着保护程度有缺陷甚至存在电路盲区等亟待解决的问题。这篇文章就是在这种情况下产生的。具体来说这篇文章从电气设备选择、电机工作原理、电路保护的不同层次等方面对大中型发电机的励磁回路一点、两点接地保护进行讨论和研究，以求能够在电路保护的实际应用发挥一定的作用。关键词：大中型发电机；电路保护；励磁回路；电力系统设计AbstractFor the social production and peoples life , the energy is an important factor supporting its normal functioning . In various energy mix , energy compared to other energy sources , it also has a clean , renewable and other advantages in . Therefore, in the energy markets , especially in the daily production and life energy , energy is our first choice. This interest is driven by the relationship between the design and manufacture of medium-sized generators of choice for many investors . In the design of the generator circuit protection facilities as necessary to ensure the normal operation of the circuit , is the designer in the design process have to focus and understand the important part. And on the level of the current generator protection facilities of view, there is a degree of protection even in the presence of defective circuit blind and other problems to be solved . This article is produced in this case . Specifically, this article from electrical equipment selection , electrical works, different levels of circuit protection and other aspects of the medium-sized generator excitation circuit point, two ground protection for discussion and research , in order to be able to practice in circuit protection play a role .Keywords : medium-sized generators ; circuit protection ; excitation circuit ; design power system第一章 前言由于发电机发生了一点故障特别是两点故障以后会对发电机的工作状态产生极大的影响，严重起来可能会直接导致发电机内部的短路，造成发电机的停机，然后引发一系列的后续问题。面对这样一种情况，领域内有许多工程师和研究员对于发电机的励磁回路一点，两点接地故障问题提出了自己的理解以及解决问题的办法。本文也是立足于发电机的整体的水平与质量的提高，从励磁回路一点，两点故障发生的原理、整个发电机中主要的电气设备的选择、我们的实际计算的方法与过程、我们在现有条件下对于该故障提出的新的解决办法等方面对于这个问题进行进一步的讨论和研究。就一般情况而言，我们在使用中的发电机转子是不能够接地运行的。在具体的发电机运转过程中通常存在着这样的情况，当励磁回路发生的故障属于一点接地故障时，通常发电机还能保证正常运转。我们之所以经常把发电机励磁回路一点两点接地故障连在一起说明是因为一点接地故障的出现会加大第二点发生接地状况的可能性。如果在发电机的运转过程中发生了两点接地故障，那么整个发电机的安全和正常运转都将受到极大的威胁。这就是我们要研究励磁回路一点两点接地保护的意义所在。就我国目前主要采用的励磁回路的接地保护的几种类型是：电桥形式、叠加型的直流电压的形式、同属叠加型但是是交流电压的形式、借助导纳型继电器运转的叠加型交流电压形式以及相关的切换进行采样的方式。这几种类型从功能上来说没有大的差别，主要是为了保证电路运转的安全性和连贯性；从工作原理上看，每一种类型的励磁回路的保护形式都是独一无二的，他们都有自己的优缺点。接下来，文章就立足每种励磁回路保护类型的具体性能来进行讨论和研究。就第一种电桥形式的励磁回路保护方式来说，它发生一点接地故障时，通常故障点出现在整个励磁绕组的中间点，而且它在发生保护作用时存在着一个致命的盲点，即即便发生的接地故障的性质属于金属性的接地状况，整个保护也很难发生动作。对于叠加型直流电压形式的特点是一点接地保护发生作用的程度在很大程度上都依赖于发生接地故障的具体的点，换言之就是采用这种方式进行接地保护的励磁回路不同位置发生故障时，经过继电器的电流差别会比较大，引起的问题是较大的灵敏度的差异也会在某种程度上造成死区。而同类型采用交流电的励磁回路保护形式存在的问题是过度依赖对地容量，当励磁回路的对地容量无法得到保护时，这种形式的保护方法就基本不能发挥作用了。最后一种借助导纳继电器进行叠加型的交流电压进行保护的形式不可控因素套多，在实际运行过程中会发生较多复杂的综合性问题，而获得结果的过程要求有比较精确。基于这几种形式的励磁回路的保护形式所存在的问题，我们要主要讲解的转子两点接地保护。这种形式的励磁回路一点两点接地保护的主要运行原理是设置连个不同的接地回路的计算方程，通过这两个方程来获得转子的过渡电阻的大小以及具体发生接地故障的点的位置。如果发现在电路运转过程中发生了一点接地故障那么就采用两点接地的保护模式。如果发生接地故障的故障点是一个动态的发展过程那，那么在这两个方程中设定的整定阀值也会不同，如若变化的范围超出了设定值的范围，那么我们就可以认为已经发生了两点接地的励磁回路故障。这种形式的励磁回路的保护的特点是整个设计所能检测到的故障点的误差的整定值会随着我们在方程中设定好的过渡电阻的整定值的增大而增大。按照这种发展趋势，如果故障点的误差很小的话，那么这个保护设计也就失去它应有的作用了。而就目前我国的发电机存在的一些比较常见的故障与问题来看，发电机的励磁回路的一点，两点接地故障是一种较为常见而且影响较大的故障类型。这种故障从故障类型来看，属于发电机转子绕组故障中的一种。这种故障在产生之初表现为单纯的一点接地故障。这种故障具体的解释是在发电机工作过程中发电机的励磁回路中的励磁绕组中的某一个点和转子的铁芯之间的绝缘体发生了损坏的状况，具体有可能是局部损坏或者是击穿。在整个励磁回路发生一点接地故障以后，发电机并不会马上发生停止工作的状况，而是在一点故障这样一种病态的状况下继续工作。这样一种工作状态事实上是一种高危的工作状态，在这种状态下发电机的励磁回路存在着极大的发生第二个点的接地故障，也就是我们接下来要研究的两点接地故障。当发电机发生两点接地故障以后，整个发电机就处在一种完全的生病状态了，在这种状态下，发电机基本上就失去工作的功能了。发电机停止工作以后不仅会带来整个电力系统的瘫痪与停用，有时候还会引起一些更为严重的事故，最终造成我们难以想象和控制的结果。在这一章中我们已经不同励磁回路一点，两点接地保护设计的几种不同形式做了一个简单的介绍，我们得出的结论是不同的励磁回路接地保护类型在运转原理上的差别在很大程度上决定了整个保护设计的功能性的大小。而每一种类型的励磁回路保护设计存在的缺陷就导致我们在具体的设计中要根据实际情况选择合适的励磁回路一点两点接地保护的具体形式，或者在励磁回路一点两点接地保护设计中寻求新形式新方法，以谋求励磁回路一点，两点接地保护的新的前景。第二章 研究大型发电机励磁回路一点，两点接地保护的实际意义人有生老病死，人有旦夕祸福。任何一种从产生到灭亡就不可能是一帆风顺的。发电机作为一种长期工作在一线的机器，发生故障的可能性相较而言会更大。然而由于发电机在整个书店系统中占据了相当重要的地位，因此在整个发电机的设计与制造过程中我们要能够尽可能的将发电机保护起来，保证发电机的工作过程能够安全流畅。任何一个发电机都存在着发生励磁回路一点，两点接地故障。我们都了解，电能作为一种可再生能源发挥功能的主要形式就是通过发电机的运转来生产和制造电能。而电能的生产和制造所依赖的主要组成部分就是我们研究的主要对象发电机。就发电机在整个电力系统中的地位而言，毫不夸张的说发电机处在核心地位，是整个电力系统的心脏，整个电力系统运转所需要的各种电能都是有发电机提供的。也就是说，想要保证整个电力系统能够安全可靠、经济连续的运转必须要能够保证发电机的安全可靠地运转。随着用电量的日益增大，发电机的机组容量也在不断增加，需要发电机的场合和领域也不断增多，相对应地也对发电机本身的性能及质量提出更为严苛的要求。面对这样一种状况，及时地检测出发电机的故障成了我们需要注意的主要问题之一。在通常情况下，我们在检测发电机故障方面主要采用在线检测这样一种极具时效性的检测方法。我们在标题中所提到的励磁回路一点两点接地故障属于发电机转子接地短路故障之一。正如我们前面提到的那样，励磁回路中真正引起故障的不是一点故障，而是两点接地的故障。而故障发生并不是一瞬间的，而需要一个过程。我们如果能够在发生大的事故之前检测出发生故障的故障点，并及时采取措施，那么我们就能够避免事故的发生，挽回许多不必要的损失。具体来说，转子对地的绝缘程度的损伤与破坏相较来说发展的比较缓慢，在未完全发生故障前进行有效的检修的时间与频度，尽量提高检修的质量以及效率，能够尽可能地减少停机等大型事故的出现。由于不同型号发电机对于励磁回路烦人保护装置的选择也有所不同，因此我们选取了1000MW的发电机作为我们在这篇文章中主要研究和讨论的主要对象。1000MW大型发电机组就其本身而言，存在着机组成本高、转子的额定电压高等特点。正是由于大型发电机这样一种特性，1000MW大型发电机的励磁回路的一点，两点接地保护就需要更完备的设计与考虑。就现在的研究水平与状况来看，励磁回路的一点两点接地保护的设计已经有一定的成效。对于不同类型的发电机也已经有了不同方法来应对我们可能遇到的励磁回路的一点，两点接地保护。虽然方法和种类从类型上来看较为丰富多样，但是就抽象的原理上来看都是借助一定的方法先对发生故障的点进行确认，然后再通过改变电流或电压又或者是电阻的值来补救故障点带来的伤害。在这种思路的指导下，我们目前了解到的发电机故障的解决措施的主要类型主要有：电桥形式、叠加型的直流电压的形式、同属叠加型但是是交流电压的形式、借助导纳型继电器运转的叠加型交流电压形式以及相关的切换进行采样的方式。这几种方式在不同的发电机中的运用也不尽相同，在这里我就不多加赘述了。在之后我们要具体研究和介绍的励磁回路的接地保护具体涉及到的环节中会再进行具体的介绍。2.1、1000MW机组的基本状况介绍就目前的发展状况而言，发电机组存在这样一种发展趋势：容量越来越大、参数越来越高、效率越来越高，这样一种趋势业界称之为超超临界机组趋势。值得介绍的是，超超临界发电技术本身是超临界发电技术的升级版，相较于超临界发电技术，升级版就具有更为明显的优势，通俗的说就是更为高级、先进。具体说来，这种技术能够有效地提高发电机机组的热效率。在国际上，这种技术的优越性已经征服了市场，发展成为一种成熟的发电技术，它的可靠性、实际操作性、灵活性及使用年限上都超出同水平发电机组，基本上达到了亚临界机组的水准。该技术的优越性使得该项技术在国内也存在着广泛的市场，也在国产化的道路上不断前进和发展，可以断言，我国的火电装机结构的发电机将会出现广泛的使用超超临界技术的局面。具体的超超临界技术的优越性我将用以下数据作为说明：当然，该种技术也不是全然不存在缺陷和不足。本来作为一种新的发展技术，本身就需要一个发展和完善的过程，而就目前国内的技术水平来说，还有更多的技术问题需要研究与解决。在众多问题中，材料是最关键的问题，因为发电机运行的环境比较复杂，要满足整个发电机的要求，材料必须有以下特性：首先是热强度高，其次是能够抵抗高温烟气氧化和高温水器的腐蚀，最后还需要有良好的工艺性和可塑性以及保证其经济性的低廉价格。就国内的生产制造水平来看，只有引进先进的技术水平，才能够提高发电机的各种功能的效率。而这一设想在华电国际邹县发电厂得以实现。我国最早出现的同类型的发电机是由该公司生产的21000MW工程项目。这个项目的意义在于提高了整个国内生产该种类型的发电机的水平。真正引起我们注意的是我们在不断夸大整个机组的容量的同时，相对应的我们需要设置的保护手段也变得相对来说更为复杂，我们可能遇到的故障的特征也越来越复杂。因此，在面对大型发电机的励磁回路的接地保护设计中我们需要在这个方面有所投入、有所思考。本文对1000MW发电机接地故障发生的基本原理、发生的具体原因、发生故障前的征兆以及发生故障以后的具体表现、发生故障以后的诊断方法等方面做出具体的讲解与解释。以此来谋求发电机的转子的正常运转。2.2、进行发电机转子发生接地故障研究的意义我们前面已经强调过发电机对于整个电力系统的重要性，在这里我们要着重介绍的就是发电机转子对于发电机的重要性。就一般情况而言，发电机转子的组成部分由以下几个方面：励磁线圈、励磁线圈的引线、阻尼的绕组等。这些部件的主要作用是在发电机工作的过程中代替发电机去承担整个发电机运行中产生的大电流以及在旋转运动过程中产生的离心力。这样一种工作方式就导致了发电机转子过程中极易受到损害甚至是罢工。具体的说在发电机故障中，发电机转子故障是除发电机本体故障以外最容易发生的故障，在发电机转子故障中发电机转子接地故障又是发生频度最高的发电机转子故障。我们在前言中已经对发电机励磁回路一点接地故障的原理、过程、危害都做了较为详细的介绍，在这里就不再对这个问题进行赘述了。唯一值得单独提出的是，由于1000MW型号的发电机本身具有很大的特殊性，就其本身的高工程造价、高电压要求来看，转子的接地保护装置也需要更好的设计。在这里，我们得出的结论是对于发电机转子接地故障的问题我们需要进行不仅仅是在发现问题以后的补救，还有提前预防发电机转子接地故障，及时在故障转变为事故以前对发电机的运行状况进行有效的检测，最终达到降低事故发生的频率，提高这个电力系统运行的持续性与安全性。2.3同步发电机可能发生的故障的类型分析首先，从总的方面来说，发电机的绕组可能发生的故障主要有以下几种类型：定子绕组的相间短路故障、定子绕组的一相匝间短路故障、定子绕组的单相接地的故障、转子绕组的一点接地和两点接地的故障以及转子的励磁回路的励磁电流消失的故障。每一种不同的故障都有自己的故障原理及具体的故障表现，接下来我就从不同类型的故障下笔，对这些故障类型进行分析。2.3.1定子绕组部分所发生的故障我们这里所要介绍和讨论的发电机的定子绕组的故障属于同步发电机的内部故障，而这样一个内部故障又可以单独分为很多更为细致的故障类型。这些故障类型主要是相同支路的匝间短路、拥有相同相和不同的支路的匝间的短路、相之间的短路和不同支路的自己开焊的状况。从故障原因上看，定子故障一般情况下都是由定子绕组上的绝缘部分的损坏引起的，这种绝缘损坏从具体的损坏状况来看又包括两种情况，一种绝缘体的自然状态下的老化，另一种是绝缘体在受到意外伤害的状态下所引发的绝缘体的击穿状况。接下来，将就我们主要讨论和研究的转子绕组的故障类型进行较为细致的分析。2.3.2转子绕组部分所发生的故障从大的方面来说，发电机的转子的绕组故障表现主要是以下两个方面：匝间短路、接地故障。接下来本文将就这两种不同的故障表现具体地讨论我们可能遇到的转子绕组故障。一是匝间短路。这种类型的故障广泛地存在在我国投入使用的大型汽轮发电机的电阻当中。它的具体的故障原理是当这个绕组中的绝缘受到伤害以后会接连引起转子绕组的匝间短路的状况，然后就发生我们前面提到的短路状况，这样一来就会造成某一个点的热度过高的情况。在发生这样的状况以后，转子绕组发生的故障还没有结束，接下来还会由这个过热的点引发更大面积的绝缘体的损坏，从而引发连环的匝间短路状况，最终导致转子绕组的崩溃。二是接地故障。接地故障从分类上看分为一点接地故障和两点接地故障。我们前面也已经介绍过，发生一点接地故障以后，发电机还能保持持续的工作状态，当转子绕组发生一点接地故障时，励磁回路也基本工作，但是这种工作状态已经不是我们事先设想好的状态，也就是说这是一种非常态的工作状态。这种非常态表现在，励磁回路的一点接地故障发生以后不会直接损伤发电机，只是在这种一点接地的状态下，励磁回路的励磁电源会发生大量的电阻泄露的状况，这样一来，接地所泄露的电流的数值就受到了极大的限制，一旦发生另一点的接地故障，也就是说一点接地故障演变为两点接地故障就会造成局部的匝线的短路状况，这种情况发生以后会造成很大的伤害，损失难以估量。2.4电机内部转子接地故障的研究所用到的一些理论以及方法从理论上来说，转子的接地保护可以分成非注入式和注入式两种不同的类型。这两种不同类型的接地保护的区别是：非注入式的转子接地保护是借助励磁绕组自身的电气量形成其自身的保护系统的；而注入式的转子接地保护是借助辅助的电源注入到转子绕组中，一次来采集相关的电气量来形成保护的一种方式。我们所了解到的原理主要包括切换完成采样的原理、直接注入直流电压的原理、注入交流电压的原理以及将注入电源改为方波电源的原理。这些方法虽然在具体的发电机设计与制造过程中都有所运用，但是我们在具体的介绍过程中还是以我们所需要设计到的励磁回路一点接地保护理论方法为主。这些方法主要是：采样切换式励磁回路一点接地保护、桥式的一点接地保护以及低频的注入式励磁回路一点接地保护。2.4.1切换采样式即乒乓式励磁回路的接地保护正如我们在题目中介绍的那样，切换采样式的励磁回路的接地保护又被称为“乒乓式”的转子接地保护形式。它的主要功能是在配合电桥式保护发挥作用的过程中所在电桥式保护所不能发挥作用的转子绕组的中点附近的接地点的死区的保护，这样一种保护形式在运转过程中借助了变电桥的思路。这种思路具体说来就是要在过程中引入一个测量用的电阻，从而建立两个电流的回路，再从两侧的电子的联动开关的两次的倒换过程中，联立的回路方程就可以得出相应的接地的电阻的计算判据方程以及接地的位置的方程。当然，这个保护方案在实际的运用过程中还涉及到一些不可量的问题，例如在实际运行的过程中如果励磁的电压发生了归零或者数值极低的情况，就会导致整个计算的波动，甚至是直接发生计算错误。长期以来，发电机励磁回路两点接地保护（特别是正常运转是投入工作的）均存在不够成熟、死区过大的问题。目前，发电机励磁回路保护大量采用了乒乓式励磁回路一点接地保护，这种保护不受励磁回路绕组对地电容及接地点的位置的影响，调试、整定方便，正确动作率高，功耗小，神兽广大电力系统人士的喜爱。它的动作依据是通过乒乓式工作原理来实现的，发电机运行中由时钟脉冲控制两个开关交替闭合，对电路进行采样分析得出测定电导G。同时根据电机参数设定整定电导，将两者大小对比判定保护装置是否动作，这种保护装置有点突出，但存在着电机停机或无励磁空载状态不能检测发电机励磁回路绕组接地故障的问题。2.4.2桥式的一点接地保护的原理我们都知道，电桥式的一点接地保护在具体的运转过程中所运用的主要是惠斯通的电桥原理。这种原理主要是用来保持动态监测转子绕组在发电机运行过程中和大轴之间的对地的电容和电阻的大小，在通过测量值来了解转子回路对大轴地的漏的电流的大小，从而判断发电机转子的回路发生接地的事故的严重程度。我们所了解到的惠斯通原理在发电机的转子接地保护中并不能单独的发挥作用，在它发挥作用的同时还需要对电容进行提前的检测及改装，具体的说来就是要保证我们惠斯通电桥在运转过程中遇到的电容必须能够和电桥本身完全匹配，是的电桥和电容之间达到平衡，只有这样才能保证保护能够正常发生作用，避免不必要的误动。电容部分的问题可以通过动态条平衡来达到发电机的转子的接地系统的电容能够和转子接地保护的电容等值。如果在这个过程中我们单纯的考虑发电机的接地系统的容抗而忽略了它的不匹配状况对于接地系统的影响，通俗的说就是电桥的不平衡，那么发电机的转子的接地系统对地的阻抗就变成了无穷大，但是在这一切发生之前还必须要保证发电机的转子的回路的对地的电阻能够为无限大。2.4.3低频注入式的励磁回路的接地保护这种类型的励磁回路的接地保护属于注入式的励磁回路的一点接地保护的众多形式中的一种。该种励磁回路的接地保护的形式相对于同类型的其它励磁回路的接地保护装置而言拥有较为明显的优势：原理相较来说更为简单、保护所能达到的灵敏程度更高、保护能到达的精确度也相对来说比较高。正是由于低频注入式的励磁回路的接地保护存在的优越性，这种接地保护在大型发电机中的运用越来越多。它在发挥作用的过程中主要用到的原理主要是方波电压的注入，具体的过程就是在方波的两次进行切换的过程中能够得到两个不同的测量电压的数值，并且通过电路之间的关系直接推导出接地的电阻的计算公式，然后得出判据方程。同时，有一个问题值得我们思考，按照这个保护方法，发电机产生的耦合电阻会比较大，在电压机性的改变式中，由于绕组的对地电容所引起的暂太的发生到结束所用的时间总的来说很小，从这个角度来说，整个保护方案的灵敏程度相对来说就能拍出励磁绕组的对地电容的影响。2.5转子绕组的接地短路故障的主要的故障的类型以及引起故障的原因2.5.1接地故障的几种主要的类型介绍在讨论转子绕组的接地故障的主要类型之前，我们首先要弄明白一个概念，就是转子绕组的接地故障具体指的是怎么一回事。通俗的来说我们把在绕组回路中的某一个点或某一个组成部分发生失去绝缘性能的状况的现象叫做转子绕组的接地故障，这种故障也可以理解为绕组回路与转轴本体间的绝缘电阻发生归零的状况也叫金属性接地或电阻保持在一个较低的水平的接触。对于转子绕组接地故障的类型的划分我们主要要搞明白的是我们的划分标准以及在不同划分标准下接地故障的主要类型。一是按照故障发生是的接地的程度划分，这种划分方法下主要将接地故障分为金属性接地故障和非金属性接地故障，在这种划分标准下我们一绝缘电阻量比2k低的叫做非金属接地，把绝缘电阻量比500低的叫做金属性接地。二是按照故障发生时转子的绝缘故障的性质进行划分，在这种花粉方法下接地故障可以分为稳定接地和不稳定接地两种类型。三是按照故障时具体引起故障的原因划分，具体说来有以下几种：由于转子绕组的温度过高而引起的绝缘体受到损害的状况、由于冷却器的泄露问题而引发的转子绕组短路状况、由于发电机在制造过程中的制造工艺水平不达标而造成的发电机本身的缺陷、采用的转子结构过于陈旧。四是按照故障发生时的具体的转子接地的具体位置划分，按照这种划分标准可以把故障类型分为级点环处的接地故障、引线或者导电杆处的接地故障、线圈在槽内处的接地故障、线圈在槽口处的接地故障、线圈在端部处的接地故障。2.5.2转子绕组发生接地故障的具体原因我们都知道，转子绕组中的主绝缘体的损坏所引起的接地故障的原因是十分复杂的，但是从已经收集到的资料上的显示来看，主要有以下几个不同的点：一是本身制造工艺限制锁导致的制造质量的不合格，二是转子绕组在进行质量的检修时没有完全达到要求，三是在转子绕组中有遗留的导电性质的金属车削或者其他的渣粒杂物，四是存在于转子绕组中的氢气的湿度过大。2.5.3对转子绕组的接地故障进行测试的主要方法当我们发现发电机的转子绕组出现了接地故障时，我们首先要做的就是对存在于转子绕组外部的连接回路进行仔细的排查，然后依照次序对外部的回路发生故障的可能性进行排查，然后再转过头来对转子绕组本身所存在接地故障进行仔细的排查。在这时我们前面对于转子绕组的故障类型的划分就可以发挥它应有的作用了。在这里，对于转子绕组接地点的测试方法可以依据稳定接地和不稳定接地两个不同的方面进行检测。具体的过程还是比较复杂的。当我们遇到励磁回路发生一点稳定接地的状况时，我们最先要做的事情就是对整个励磁回路进行分段式的检查方法，具体的测量的标准就是检查除了转子绕组外有没有其他的属于励磁回路的部分发生了接地的状况。在这个过程中，我们需要首先判断发生接地的故障点是否在转子绕组，具体的方法就是借用万用表测量它的接地的电阻的大小，如果发现发生接地故障的点的电阻比50大的话，就可以借助灯泡烧成的接地的电阻，并将电阻控制在50以内，这个时候再用贡品的电流把接地的故障点直接烧穿，迫使电阻将到我们可以接受的50以内，当我们这一目的达成时我们就可以进行再一步的工作。这时的工作方法又有所不同了，具体的工作方法我们再具体的介绍。一是电压表法又叫直流压降法。这种方法就是在转子绕组的两个端点处的集电环上同时添加上直流电压，然后再用电压表来准确测量正集电环和负集电环之间的电压U，并且分别把正负集电环的电压设定为和，然后再利用公式具体地计算发生接地的故障点的接地电阻值的大小。具体的计算发生接地故障的故障点的电阻大小的公式为：在具体的公式中，U表示了两个集电环之间的电压，单位是V，表示正负集电环的具体的对地电压的大小，表示的是 接地故障的故障点的电阻的大小，单位是，表示的是电压表之内的电阻的数值。二是直流电阻比较的方法，又叫直流电阻法。这种方法的具体操作过程是在发电机的停机状态下，利用两条臂的电桥来测量经过转子绕组的直流电阻和正负两个级别的集电环的对地的直流电阻的大小，然后再借助数学计算的方法来得到转子绕组发生接地故障的故障点的大致的位置。这样一种方法需要借助一定的图形，我们把测量得到的结果具体的表示在下面看到的图片中：在这个式子中l表示的是转子的绕组的总的长度。而在具体的计算过程中我们要注意的是，和都比较小，如果我们得到的的值偏大的话，就会导致测量的误差会很大，那么我们的计算结果也可能由于我们这个不合乎要求的计算误差而导致整个测量和计算结果的报废。在这样一种状况下，我们在进行测量工作的过程中需要把接线连接地面的那一端连接牢固安稳。之后我们要做的就是先用万用表粗糙地测量出整个转子绕组的电阻的大小，然后再用我们设计好的电桥进行测量，最后我们需要做的工作就是根据转子绕组的具体的结构来进一步推算出不同套的绕组的长度以及整个转子绕组的总长度。这样以后，我们就可以得到发生接地故障的具体的故障点的位置了。三是直流大电流的办法。这个计算办法的思路是当接地电阻的值在个位数以内并且发生了稳定接地的状况时，我们就可以利用大电流的办法进行查找过程。在具体的寻找过程中国我们要能够灵活的转换各种工作方法，具体的说来就是要在具体的工作过程中能够仔细地分辨不同的工作状态。就查找不稳定的接地点测试而言，由于不稳定接地的状况的不同，我们可以利用不同的方法将不稳定接地的状况转化为稳定的接地状况，在这之后再借助查找稳定接地点的方法来进行最后的测试。在这个过程中我们需要注意的点有以下两个：一是整个转子绕组的接地故障的相关因素只有转子的转速或转子运转过程中的温度。如果转子绕组的不稳定接地状况是由温度变化较大引起的话，我们在具体的运转过程中可以用在绕组中加入较大的直流电的办法来解决。在加入了较大的直流电以后，整个转子绕组的装套就会是受热而发生膨胀，当这个因为温度而发生的膨胀达到了接地的状态时，我们就可以再次利用直流压降法来进行测量，最后再用我们已经介绍过的查找稳定的发生接地故障的故障点的办法来进行测试。二是整个转子绕组的接地故障的相关因素是转子的转速和转子绕组运行过程中的温度。这种情况相较而言就要复杂得多。当转子绕组在具体的运行过程中发生转子绕组伴随转速和温度的变化同时发生不稳定的接地状况时，我们可以先让转子绕组在转动的状态下进行加热，人为的升高温度，与此同时用直流压降的方法来测量我们计算所需的接地电阻。然后在已经发生接地故障的转速和温度控制下，再次添加交流电使电路烧成稳定的接地然后再对整个转子绕组进行测量。第三章 励磁绕组一点，两点接地故障的原理分析3.1励磁回路两点接地保护原理3.2注入式转子绕组的接地保护原理就目前的形式来看，在现有的研究领域大家有这样一种共识：不管处在那种情况下，我们都要能够保证励磁回路的绕组能够安全正常工作。当发电机处在正常运行的状态下或者处在停机的状态下时，整个励磁回路的对地状况时处在绝缘状态的，我们平常所要讨论和研究励磁回路一点两点接地故障具体指的是在发生励磁回路接地故障以后，这种励磁回路的对地绝缘状态被破坏的一种情况。根据这个特点，我们能够比较清晰地分辨整个励磁是处在正常的工况状态下还是处在具体的接地故障当中。与此同时，我们需要在发电机的转子和大地之间增加一个另外的信号电源，这样一来，只要是处在正常的工作状态下，我们所设置的信号就基本不会产生电流，入股在这之后发生了接地故障，那么这个信号电源就会发出有对应频率的接地的电流，最后来一起完成整个保护动作。3.3实际计算过程中所涉及到的具体的参数及资料断路器故障率：q0.014f/a.母线故障率：W0.01f/a.线路故障率：L0.01f/a.断路器大修周期：0.02/a.断路器小修周期：1/a断路器故障运行时间：Tqf60h.断路器大修时间： Tqr500h.断路器小修时间：Tqr90h.故障查明时间： T0.3h.隔离开关分合闸时间：T0.1h.母线故障停运时间： Twf8h.母线检修周期：0.1/a.发电机主要参数如下：1#、2#机3#、4#机型号：QFSN-300-2QFSN-300-2额定功率：300MW300MW额定容量：353MVA353MVA最大连续出力：350MW330MW最大连续容量：414MVA388MVA额定电压：20KV20KV额定电流：10189A10189A额定功率因数：0.85（滞后）0.85（滞后）额定转速：3000r/min3000r/min额定频率：50Hz50Hz接法：YY/YYY/Y冷却方式：水氢氢水氢氢效率（保证值）：98.95%98.8%超瞬变电抗：0.150.15励磁方式：三机有刷励磁系统自并励静止励磁系统第四章 1000MW型号的发电机的电机组的特殊性所带来的具体技术困难我们前面已经强调过很多次，1000MW型号的发电从成本上来说，工程造价比较高，从本身运行所需的电流上来看对转子的额定电压要求比较高，因此我们在考虑相关问题时需要投入更多的时间和精力，付出更多的思考。我们在这里就具体的技术上难以攻克的关口具体地谈谈这种发电机的具体要求。通常情况下，较大型号的发电机的发电机的转子的本体和大轴之间会存在一种等效的分布电容，从分布电容的容量上看，整个分布电容的电容量比较大。而且一些特大型号的转子的绕组本身等效电容的电容量有时能够达到20F。除此之外，我们在解决发电机机组的轴电压过高的问题时有时还会不自觉地对轴电流、轴瓦造成损害，这样一来，在具体的发电机机组在励磁回路的系统中就需要安装一些特别的装置来完成整个保护装置的功能，具体的设置在下图中有显示：在电容进行放电的过程中，有时会不可避免地发生一些暂态的过程，有时候我们为了使得接地电阻的计算精确度更高，我们一般情况下会选择在乒乓切换式的接地保护的模式中等待暂态过程的结束，带到暂态过程结束以后再对转子两端的电压进行稳态测量，这样一来我们在开关的设置上一般会把电子开关的切换周期设置为1-2S。而且，在实际的状况中E是一个不断变化的动态数值，然而我们在预先的设置中一直把存在于乒乓切换式的接地保护原理中的E设为一个稳定的值，在这种情况下，我们钻泽的周期就不能够是一个长时间的周期。另外，在励磁回路发生作用的过程中我们还需要具体的讨论励磁回路的锅炉电压的问题。就普遍状况而言，大型和特大型的发电机的电压一致都处在一个较高的水准上，基本上都能达到500V的标准。这样一来，如果发电机发生了强励的短路状况的话，那么电压会上升到一个更高的水准，这个高压就会表现的更为突出。同时，转子的第二次的回路和转子的绕组之间本来是不存在电气上的隔离状态的，这样一来，二次回路就会随时受到高电压的威胁，使整个保护形同虚设。第五章 结论就目前的发展状况而言，整个社会的生产和生活都对电能产生了极大的依赖性。这种高度的依赖性是一把双刃剑，既有自己的优势，同时也带来了一些问题。一方面，电能这种能源在世界能源构成中来看，存在许多优势。相较于那些以石油为代表的有限的矿物能源来看，它本身就具有延续性，在总量上看，它是无限的。从利用的环保性能上来看，它在使用过程中又比石油等大污染能耗的能源更为清洁环保，具有可持续性。另一方面，这种对于电能的过度依赖是的电能的生产、制造、传送和使用都必须具有高度的安全性、可靠性、可持续性。这是由于这样一种状况的存在，整个电力系统都存在着较大的压力。而在与整个电力系统中，发电机就是整个电力系统的心脏部分。如果没有发电机为电力系统制造电能，那么整个电路组织也就成为了一个空壳，所谓的电力系统也就不复存在了。正是由于发电机在整个电力系统中的重要地位，发电机工作的每一个环节和步骤都需要受到十分的关注与重视。我们在前面已经不止一次地强调过发电机对于整个电力系统的重要性，发电机转子对于整个发电机的重要性。而作为国家重要的能源支撑，电能在供应方面所提出的要求是：充分保证整个用电客户的安全性，保证用电顾客能够享受到经济实惠的电能，这样一来发电机能够最安全、持续的环境中运转，在最经济实惠的环境中工作就成了我们在组织发电机设计与制造的工作的所必须要考虑的问题。我们在这篇文章中系统的介绍了发电机励磁回路一点两点接地故障自实际中可能会遭遇的一些理论上、技术上的一些难题。并就这些难题提出了自己理解与看法，对于一些难以解决的问题提出了自己的解决办法。在具体的实例分析中，基本上保证了图文并茂，让读者能够实际有效地从这篇文章中获得有效的信息，最终打动这篇文章的实际的协作目的。在表达自己对于发电机励磁回路一点，两点接地保护设计的看法的同时，在领域内为共同进行这个问题的研究的同仁们提供一些帮助。参考文献1王永福.变电站计算机监控系统技术方案及相关问题的探讨会议论文-20012王锡生.500kV变电站计算机监控系统若干问题的探讨期刊论文-高压电技术2004,30(z1)3庞继承.燕炜.变电站供电可靠性评估研究期刊论文-科技传播2011（23）4马卫平,程方晓.变压器及配套装置设计选型需要商榷的几个问题I.吉林电力,2009.5GBT6451-2008.油浸式电力变压器技术参数和要求S.6吴佳.配电网短路分析及短路电流计算方法综述期刊论文-电力自动化设备2009（6）7周青山,向铁元,邹荣盛,罗亚.短路电流计算程序的开发和仿真期刊论文-电力科学与工程2004(2)8李晓瑜，徐章艳，王炜，等 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