V94.2燃气轮机发电机定子接地查找探讨

1、V94.2燃气轮机发电机定子接地查找探讨随着发电机容量的增大，绕组对地电容加大，定子绕组接地故障的危害性也更加严重。发电机定子绕组发生单相接地时，故障点电弧将烧伤定子铁芯并增加组的损坏程度，甚至引起匝间短路和相间短路。单相接地故障的危害，主要是接地点的弧光烧伤铁芯，电弧烧伤程度与接地电流的大小和故障持续时间长短有关。如果弧光将铁芯的两片矽钢熔化在一起，铁芯烧坏不能修补。因此，对大型发电机组定子绕组保护配置要求具有一定灵敏度的100%保护区。V94.2发电机定子单相接地保护采用工频零序电压保护80喷口外加低频（20HZ）电压式定子100娱地保护。某年12月27日17:07GT12#发电机C相接地

2、100麻口80麻护动作，0.5秒跳闸停机。1 定子接地后判别故障相1.1 绝缘电阻法当发电机定子绕组发生接地故障后，首先用摇表测电阻法判别故障相。方法是：断开发电机中性点与接地变压器之间的连线，断开发电机出口与变压器之间的软母连线，拆开并取出中性点连线。然后，根据高压试验规程和有关安全规程选取合适的摇表进行测量如表1C相绝缘为0M?，由此判断为C相接地。进一步用万用表测量C相绕组为900Q说明已形成小过渡电阻接地。为了消出绝缘薄弱点对摇表测量绝缘的干扰，分别对定子绕组A，B两相进行泄漏电流试验和直流耐压试验。经实验得，A，B两相在加电压为10KV和21KV时最大泄漏电流小于20uA，说明A，B

3、两相绕组完好。在做此实验时要将未测绕组接地，以保护未测绕组和减少测量误差。2 查找接地故障点2.1 电容器放电法查找接地故障点实验接线如图1所示，选用电容器为1uF，用1000V的摇表对其充电，电容器电充满后一端接绕组C相，另一端接地瞬时放电，在观察时只能听到放电声，而看不到接地故障点。对此问题分析是：由于接地故障点是经小过渡电阻接地，实验现象不明显，所以再选用电容器为2uF，用2500V摇表充电后对绕组C相放电，试验发现了接地故障点有放电弧光，经过几次放电后确定了接地故障点的位置，接地故障点在32槽中间部位。为了进一步说明接地点位置，将故障绕组C相中性点x端与电容器放电，结果完全一样，在同一

4、个位置出现弧光放电。在拆下32槽上层线圈时，发现故障点在绕组侧面，并对发电机绕组A，B，C三相进行摇表测电阻和直流耐压试验均合格，由于当时大气湿度较高2/6测量试验值有点偏高，根据预防性试验要求A，B两相绕组完好，排除了C相还有其他接地点和A，B相绝缘薄弱的地方。此方法是最简单最直接也是最安全的一种。注意：做此实验最好是在夜晚，因为电容器放电，弧光在白天不宜被发现。如果故障部位在下层线圈或是在槽底或是在层间，此种试验方法存在死角无法直接观察到现象，所以必须用其它方法。2.2 电磁感应原理查找接地故障点当导线中通过交流电时，在导线周围会产生交变的磁场，在交变的磁场中有闭合的导线就会有电流流过，这

5、即是电流互感器的工作原理，根据这一原理可以用钳形电流表查找发电机定子绕组接地故障点。当发电机定子绕组接地后，在其故障绕组相施加相对地交流电压，绕组中流交流电，在导线周围会产生交变的磁场，将钳形电流表的口张开与发电机定子绕组槽口对接，刚好形成一个闭合的磁路。当钳形电流表沿着发电机定子故障绕组所对应的定子槽移动时，在经过故障点时上下层线圈总电流会突变，钳形电流表会有显示。测量布置原理如图2所示，钳形电流表在Xd段有较大的电流值与毫安表测的相接近，在经过故障点d时电流突变为接近0mA.。实验采用交流220V电源，R为可调电阻限制回路中电流，防止接地电阻Rg降低，电流过大烧损定子铁芯。mA为毫安表用以

6、测量回路电流，故障绕组中的电流用钳形表测量，如图3测量示意图所示。V94.2发电机是双YY接线，实验之前要确定好故障绕组在定子槽中的分布。在做实验时电流从中性点x端通入，在测得有一槽电流突变时，可以说明接地点就在此位置。为了进一步这一点就是故障点，可将实验电流从C相的首端通入并测量，观察是否也是在同样的位置发生电流突变现象。在测量时注意同相同槽，由于上下层电流大小相等方向相反总电流也为0，但这跟接地槽电流为0性质不同。同相同槽中，从首到末槽中总电流都是0；而在接地槽，只有在过了故障点时电流突变为0或是从0突变为某一值。由于钳形电流表与定子槽口对接不是很吻合，接触气隙变大增大了漏磁，测量值比毫安

7、表的偏小，为了增加测量灵敏度可以自制一个与槽口对接较好的“电流互感器”。为了保证通入发电机的电流是安全电流不损毁铁芯。电压为10.5KV发电机容量在(50-100)MW的通入电流应在3A以下。2.3 直流电压法找接地故障点直流电压式查找接地点位置原理(如4图)按图所示将C相绕组末端x端接测控装置(电流表)另一端接地线。当K接通和K断开时，分别记录下电流i1和i2的值，算出Rg再求出aE(aE=R*i)当K接通时：测控装置的电流为i1=(aE+100)/(Rg+30)当K断开时：测控装置的电流为i2=(aE+100)/(Rg+60)解上两式可得：Rg=(60i2-30i1)/(i1-i2)根据实

8、验测量数据所得i1和i2带入上两中可的aE值故障绕组长度Lx=aE/Ra为定子绕组百分数，R为绕组每米电阻发电机定子绕组为双YY,总共54糟，每相绕组为28杷，同槽同绕组的为8槽，单个绕组为18槽。每槽长度为3.8米，绕组端部长度2.8米，出线端长度为0.8米，C相绕组总长度为18X(3.8+2.8)+0.8=119.6米。绕组电阻率为0.01851Qmm2/m,绕组截面积为2500mm2,每米电阻为R=0.01851X2500=46.275Q。故障绕组长度Lx=aE/46.275,根据绕组在定子槽中的分布从而可以找到故障点在第几槽。由于绕组的实际长度存在误差，计算出来的长度只能“粗测”故障点位置。3 结束语对于发电机定子绕组接地故障，首先要用摇表测量绝缘判别是哪相接地，再做无故障相的直流耐压试验，检查其它两相绕组有无绝缘薄弱或泄电流增大。对于在发电机端部无明显故障现象的，要抽出樊电机转子检查；对于小电阻接地，可以直接用电容器放电法查找故