转子一点接地保护动作原因分析与故障查找

精品文档-下载后可编辑转子一点接地保护动作原因分析与故障查找本文通过对乌江渡发电厂#1机组两起励磁系统引起的转子一点接地故障的分析，阐述了转子一点接地故障排查方法和励磁系统绝缘故障引起转子一点接地保护动作的机理，强调了加强励磁系统元器件日常检查维护的重要性，并对DGT801A保护采用的叠加直流切换采样原理的转子一点接地保护提出了改进建议。

【关键词】转子一点接地同步变直流初励回路

1引言

乌江渡发电厂位于贵州省遵义县境内，是贵州电网、黔电送粤潮流调控中的主力调峰调频电厂。现有装机容量1250MW（5×250MW），采用静止可控硅励磁系统，配置3套功率整流柜，励磁调节器为SVR2000型微机励磁调节器，发电机保护采用DGT801A微机保护装置，配置有叠加直流切换采样原理的转子一点接地保护。#1机组近期先后发生同步变故障、直流系统接地引起的发电机转子一点接地保护动作。

2同步变故障导致转子一点接地保护动作分析

2.1故障现象

#1发电机运行中，上位机报“#1机转子一点接地保护动作”信号，发电机保护装置转子一点接地指示灯点亮，保护装置人机界面显示转子对地电阻为0.6kΩ。

2.2故障分析与查找

由于发电机励磁系统元器件众多，不利于故障点查找，将3个励磁功率柜的交流进线刀闸、直流出线刀闸及灭磁开关断开，分段进行绝缘检查试验。

对于发电机转子一点接地保护和转子绝缘监测仪来说，其测量回路与接于功率柜交流进线的同步变接地点隔着3组并联的可控硅，机组运行、可控硅导通时，相当于励磁回路与接地点连通，转子一点接地保护测得的对地绝缘电阻接近0，因此发转子一点接地保护动作信号；机组停机后，单个可控硅正向未导通电阻约40kΩ，由于3组功率柜的交流进线和直流输出均并联在一起，因此转子一点接地保护测得的对地绝缘电阻相当于3个可控硅正向未导通电阻的并联。

2.3转子一点接地保护原理分析

DGT801A保护所采用的有源切换转子一点接地原理只选用了负端中的一端来形成直流回路，原理是通过一个直流电源把转子绕组的正端或负端和地连接起来，形成一个转子接地保护的直流回路。在电子开关S1导通、截止的两种工况下，测量电压U1的值，计算不同状态下的漏电流，得到对地的绝缘电阻值，从而与接地电阻整定值比较判断保护是否动作。保护原理图如图1，其中R=R1=30kΩ，U=50V，UX为励磁电压，Rg为转子对地绝缘电阻。

图中S1为电子开关，由软件控制；Rg为转子接地时的过渡电阻；U1为测量电压。直流电源U由保护装置自产。在电子开关S1闭合和断开两种状态下，测量漏电流IH和IK，计算转子接地电阻Rg。

从保护原理上可以看出，转子一点接地保护由于采用了叠加直流电源的原理，不受转子对地电容的干扰，有较高的可靠性。但保护计算转子一点接地动作判据时，未考虑电子开关S1闭合和断开两种状态下转子电压的变化，这将在转子电压变化较大时造成一定测量误差，甚至在极端情况下会出现误报，如开机升压过程中，转子绝缘良好，S1闭合、断开时UX分别为25V、100V，此时保护测得的闭合电流约为开电流的2倍，计算所得绝缘电阻为0kΩ，此时只能靠保护装置延时来躲开。

2.4故障查找与原因分析

判断转子或其励磁回路发生了绝缘降低的异常情况后，断开灭磁开关，对发电机转子绕组、励磁变低压侧、励磁功率柜等进行绝缘检查均显示绝缘良好，未找到故障点。发电机开机至空转时，对发电机转子绝缘进行检测，发现转子绝缘良好、转子一点接地保护未动作，排除了转子磁轭绝缘破损在开机加速离心力作用下发生一点接地故障的可能性。

对发电机升压过程中状态发生变化的元器件进行排查发现，将初励回路切换为交流初励回路后，转子一点接地保护所测转子绝缘恢复正常，转子一点接地保护不再动作。进一步检查发现直流初励回路隔离二极管63D被击穿导通，失去反向阻断作用。

当发电机升压投入直流初励电源时（即合上67K、断开65K时），发电机转子回路与直流系统直接连通，转子一点接地保护将受直流系统对地电容干扰及对地绝缘下降的影响。由于当时直流正母线存在多个支路绝缘下降现象，直流正母线对地绝缘在40kΩ～100kΩ之间跳变，此时保护装置所测得的转子接地漏电流等于保护自产直流电源（50V）与一号厂直流系统（220V）叠加后作用于对地电阻产生的电流，其电流值随直流系统对地阻值变化而变化（若63D未击穿则不会受直流系统影响），从而造成转子一点保护动作。

3结束语

水轮发电机组在运行过程中，由于励磁系统元器件接地、转子受潮或碳刷在运行过程中的粉尘及油污等因素的影响，转子一点接地现象经常发生。

对于南自DGT801A保护采用的叠加直流切换采样原理的转子一点接地保护，建议厂家在计算绝缘电阻判据时考虑励磁电压的实时变化，增加在电子开关S1闭合和断开两种状态下对转子电压的测量，或在判据中增加对漏电流幅值的判断，增加保护装置对转子对地绝缘电阻测量的准确度，提高保护可靠性。保护增加对转子电压的测量也有利于在保护装置动作时录制转子电压波形，便于事故分析。

简介

陆健（1982-），男，江苏省泰兴市人。现为贵州省乌江