发电机两点接地故障处理

新疆塔河发电二厂青年攻关成果汇报发电机两点接地故障处理

1一、选题背景1、解决两点接地前机组运行状况由胜利石油管理局电力管理总公司自2007年6月开始维护保运的中石化青岛炼化公司两台60MW济南发电机厂WX18Z型汽轮发电机组自投运以来，一直存在频繁误发转子一点接地故障信号，由于生产任务紧张调试单位没有在深入研究，2007年3月并网发电投入运行直至2008年7月16日发生2#发电机转子两点接地保护跳闸。22、解决问题基本思路：由于两台机组在投产交接试验中，已做发电机转子直流耐压试验、直阻测量及伏安特性试验，数据基本和出厂试验相符合，因此排除转子线圈安装过程中可能有伤痕发生瞬间对非电解质放电的可能，经现场检查、分析，依据这两台发电机两点接地保护动作原理，主要从以下三方面入手排除发电机转子接地保护动作原因：一、对发电机转子线圈及励磁回路绝缘检查试验；二、对ARAS2731B型转子接地保护装置的可靠性进一步分析；三、转子接地保护装置及整个回路的抗干扰性。3二、发电机两点接地微机保护动作原理：发电机励磁回路一点接地是比较常见的故障，由于不会形成电流通路，所以对发电机无直接危害，但若发生一点接地后，再发生第二点接地，则励磁回路将构成短路电流通路，可能烧毁转子绕组和铁芯。由于部分励磁绕组被短接，破坏了气隙磁场的对称性，引起机组振动，还可能使汽轮机组的轴系统和汽轮机磁化，使机组修复困难，延长停机时间。通常对于100MW以下的汽轮发电机组，一点接地故障采用定期检测装置，励磁回路发生一点接地后，励磁接地发一点接地保护动作报警，工作人员应立即转移负荷，实现平稳停机检修。4微机保护中，发电机励磁回路发生一点接地后，若另外一点又发生接地，即出现两点接地故障，保护计算出的接地电阻会减小，因此，可以利用一点接地后接地电阻又减小某一数值，作为励磁回路两点接地保护的判据。为反映励磁回路一点接地故障，首先对对运行参数采样进行采样，将励磁电压经过降压以后的电压引到一个带有电子开关的电阻分压回路中，再把分压电阻两端的电压通过霍尔元件隔离变换，供转子一点接地和两点接地保护计算使用，由计算机对采样值按判据进行编程运算，算出转子绕组对地绝缘电阻和接地点位置，与整定值进行比较。机组保护装置采用的切换采样式转子一点接地乒乓式变电桥原理,原理接线如下图所示，其中：S1、S2为两个电子开关，Rg为假想的接地电阻。电子开关S由微机控制轮流接通和断开，当检测到接地电阻小于给定的接地电阻整定值时，发出转子一点接地信号，当接地电阻又减小某一数值，即作为励磁回路两点接地保护的判据。

5三、两点接地保护动作分析1、绝缘检查

鉴于以前做过直流耐压实验后仍频发一点接地报警随即复位，而且是两台机组都存在这样问题，转子线圈有伤痕发生瞬间对非电解质放电的可能很小。为迅速排除真正故障原因，首先在发电机励磁端部接发电机转子接地保护碳刷两极处，用万用表分别测量对地阻值，为18.9kΩ；用500V摇表测发电机转子连同旋转二极管、励磁转子线圈绝缘，为200MΩ；用万用表测量正、负极间阻值，为1.07Ω；用500V摇表检查插入所有插件后的直流回路、输出采集信号出口回路对地及之间的绝缘电阻大于100MΩ。检查无接地，回路良好。62、保护装置的可靠性分析对ARAS2731B型转子接地保护装置做保护试验，将“接地电阻定值”及“接地电阻时限定值”整定为整定范围内任意值，按下图接线，在装置背后端子50、52施加100V的励磁电压，装置施加交流电压220V，使装置处在切换运行状态。试验步骤是逐渐减小电阻箱的大小，使保护动作，记录保护的动作值。然后逐渐增大电阻的大小，使保护返回，记录保护的返回值。测得发电机一点接地报警值和两点接地出口跳闸值后，将电阻调到0.7倍两个整定值大小，然后突然施加该激励量，使保护可靠动作，记录保护的动作时间。外部接线图试验结果合格，保护在整定值报警动作正常。73、转子接地保护回路的抗干扰性分析在排除以上两种直接故障原因后，鉴于以前经常发转子一点接地报警随即复归的现象，干扰就可能是主要原因，干扰就是除有用信号以外的所有可能对装置正常工作造成不利影响内外电磁信号，微机保护装置内部干扰主要由内部继电器切换等原因引起，而外部干扰主要是由装置端子排从外界引入的浪涌电压，也就是说装置所有的输入输出线、电源线、地线（包括机壳）均会引入干扰。因此从以下分析的几个方面入手查找干扰源。8

3.1保护装置电源电路检查保护装置的电源插件，插件为直流逆变电源，采用逆变后的开关电源，即由蓄电池直流220V逆变成高频电压后经高频变压器隔离多个不同的副边绕组输入经抗干扰滤波回路后，输出本装置需要的三组直流电压，即5V、±12V及24V，三组电压回路相互独立。这种电源的稳压效果和抗干扰能力都非常强。93.2保护装置接地处理检查在微机继电保护中采用正确合理的接地是抑制干扰的主要方法，转子接地保护接地处理包括三个方面，一是发电机转子大轴可靠接地；二是保护装置外壳接地；三是保护装置内部的各种接地。在对线路及发电机本体接地进行检查中发现发电机转子接地不可靠，其他电厂发电机有类似转子大轴不可靠而造成误动的现象，因为保护装置对发电机转子接地的判定是通过转子大轴接地和实际发生转子线圈接地的电阻形成的桥形电路而计算出的转子接地电阻值，当转子大轴接地不可靠时会影响保护装置的计算结果从而可能发误动信号，因此对发电机的转子大轴接地都进行了处理保证了可靠接地。同时在检查中发现电源插件中的接地端子未做接地处理，微机保护装置的核心是数字部件，由多个插板组成，各个插板之间遵循一点接地原则，与电源接地连接共用一个接地点，因此对电源插件中的接地端子进行了可靠接地处理。103.3保护屏蔽与隔离检查为防止电场和磁场影响微机工作，要保证保护装置端子排任一点同微机部分无电的联系，防止干扰进入微机装置的屏蔽与隔离主要包括模拟量开关量输入和开关量数字量输出，在检查中发现保护装置连接发电机转子两极碳刷和大轴接地的线路使用的电缆不是屏蔽电缆，因其要经过发电机的强磁场区，且直接接入保护装置的直流量输入回路没有通过光电隔离或逆变整流环节进行交流隔离，故对输入回路干扰信号大，也可能造成保护装置误动，因此更换了屏蔽电缆。11

四、项目成效及经济评价在排除多方隐患后，建议解除了电机两点接地跳闸压板输出，从以后实际运行的效果看，再也没有发电机转子一点接地故障报警。由于迅速的排除故障，赢得客户好评，也