浅析发电机注入式转子接地保护原理

浅析发电机注入式转子接地保护原理
摘要：本篇文章研究并谈论了传统的发电机注入式转子接地的保护原理，介绍
了多种应用调试方法和其优越的各方面性能，同时也指出了传统的注入式转子接
地保护的局限与不足之处，希望在以后的发展中能够改进。

文章中谈到了低频方
波注入式转子接地保护的作用，在运行大型发电机组设备的时候，这类型的转子
接地保护还能够起到一个监查的作用。

文中还阐述了在运行调试和应用操作的时
候的注意事项，避免出现操作不当或其他人为或者非人为原因引起的误动，导致
出现安全事故和人员伤亡。

关键词：注入式转子接地保护
[引言]自上世纪无刷励磁的发现应用以来，大量无刷励磁发电机投入生产并使用。

无刷励磁发电机具有噪音小，产生的污染垃圾少，安全稳定操作简单等优点，但由于简化了一部分
操作过程和零件，使得发电机在实际运行过程中也出现了一些问题和故障。

对于监测转子接
地保护的过程也加大了难度，以及其运行时的电压和电流不易监测。

转子接地故障中一种比
较常见的故障就是发电机磁回路一点接地。

这种故障是指转子一点接地，就会造成回路闭塞。

这种故障本身不会对发电机体造成较大的损害，但如果在这个故障发生之后，再次发生第二
点接地故障，将会引起励磁绕组短路，烧毁转子本体。

气隙磁通过的电流过大，导致失去平
衡引起大幅振动以及轴系统转子磁化等严重故障。

这种故障造成的损害是非常严重的，不仅
会影响到发电机的安全运行，还有可能引发一系列次生灾害，例如火灾等危害人生命和财产
的重大性事故。

1.电力工业目前面临的问题及转子接地保护的重要性
随着我国对电力能源的迫切需要，电力系统进入了一个飞速发展的时代。

我国人口众多
幅员辽阔，无论是人民生产生活用电，还是国家单位事业的用电都是需要非常大的电能的，
因此，特高压、大机型和大电网成了当前电能相关单位追求的目前和面临的发展趋势。

而这
种大型的发电机和发电设备造价极其高，因此，操作失误造成的损失就会太大，相关部门就
应该在前期做好研究分析工作。

要求配备完善的保护措施和设备，提高大型发电机的使用性，延长其使用寿命。

近年来，各种转子接地保护的原理和设备大量流于市面，其中交流电压注
入式、直流电压注入式、电桥式等各种原理都存在不同程度的局限和不足。

这其中，除了受
电容电压的影响之外，其灵敏度也不高。

因此，一种新型的RCS-985式转子接地保护的优点
就被显现出来，相比以往的多种保护原理，这种注入式转子接地保护综合了其他保护的优点，并在此基础上改进了缺点，使其能够更好的应用。

2.注入式转子接地保护的简介
RCS-985式转子接地保护的运行原理是在其负端与大轴之间注入电源（注入端也可以选择两端），随时监测设备中的电阻值。

保护装置自行产生电压。

如下图
与其他类型的保护相比较，此种转子接地保护接线的方式比较灵活，可在现场调试的时
候绕组方式，单端注入和双端注入都砍人正常运转。

且注入电源的模块更加方便快捷。

注入电源的频率可以自行调试，适应多种电容的大小，且不受接地位置的影响，比较灵
活的切换方式。

并且监测和测量的结果数值精准度高，误差小。

不受转子电压的控制和影响，在不同位置的接线结果并无差异，能够在未加压的状态下
监测转子的绝缘状况。

具有高智能记忆功能，可以用于定期监测。

3.相关的回路设计
3.1低频方波注入式转子接地保护的注入值大概在60V以内，它其中的直流电压的正负极的变换速度大概在2至4次每秒，具体的变换频率取决于设定的值。

励磁绕组注入的电压，
受到操作单元的控制影响，此时低频方波被传送到发电机的回路。

通过串联电阻的电流，可
以测量出电压和控制电压。

如下图：
3.2测量转子回路中的电流，只需要知道注入到转子中的直流电压，此时，转子电压中两
极会发生反转。

监测的过程中，需要保证发电机转子回路的对地电容处于某个水平之上，而
大型的机组正好满足这个条件。

这个时候测量出有转子中充电中电流低于一个稳定值，就可
以确定回路中存在故障，比如线路出现问题接触不良，回路闭塞等。

2.保护原理性能情况
目前，在发电机注入式转子接地保护中，存在两种在实际应用中胡用到的保护方式，其
一是直流式，二是方波式。

转子绕组的优点在于提供绝缘检测时不受限制，在只引出一端的
情况下也可进行作业，它的灵活性和实用性更强。

方波注入式保护在稳定的状态下测量，得
出的结果和数据计算中可以忽略不计，此时不作为考虑因素。

在试验过程中，必须降低控制
单元的注入方波频率，以保证结果的精确性。

但是，在测量过程中，测量过程和结果还将受
到两个因素的干扰。

一个是发电机本题当中存在的高次谐波电压峰值，它会使得测量工程出
现叠加效果，即直流励磁电的数据被重复计算，此时，可以采取保护数字滤波来控制和避开
这种干扰信号。

另一个干扰因素是转子回路当中，分量的励磁电压，这个信号收到接线位置
和电压的幅值的影响，因此在测量过程中注意避开幅值范围，并且在测量开始前选择一个合
适的接地点位置就能够减小误差，提高精确度。

3.结果分析
由以上步骤和方法试验测出的数据得出结果可知，发电机注入式转子接地保护操作简单
快捷，安全指数高，相较于其他市面上保护的原理和方法更能得到广泛的应用。

这种方法可
以精确的测量接地电阻，保护无死区，不受接地位置的影响，拥有很高的灵敏度。

但在应用
的过程中要拒绝习惯性操作，避免误动。

4.总结
随着近些年我国对电力逐渐增大的需求，发电设施在大功率的发电和传输电能的同时，
其安全性能和使用寿命也在受到重视。

国内市面上越来越多的大型发电机组之中，转子接地
保护起到了非常重要的作用。

在同类型的保护设备中，转子接地保护具有明显的优势，其安
全性能和灵活度的评价相当高，既能最大的避开操作中其他电磁信号的干扰，又能准确的对
机体的情况进行定期的监测和保护。

排除部分不可避免的误动，转子保护还能在发电机体停
机的时候进行监测，此种不间断的智能监测功能大大提高了发电机的正常运行的速率和保证
了安全。

因此，大型或特大型的发电机组适合采用这种原理，应用注入式转子接地保护。

本
文阐述了注入式转子接地保护相关介绍，调试及注意事项。

希望能够更加广泛的应用到我国
的电力建设工作当中，促进我国工业和社会经济的快速发展。

参考文献：
[1]屈艳萍，姚荆，陆原.低频方波注入式转子接地保护的原理和误动分析[J].电气时代，2011，03：94-96.
[2]王佼，徐岩，马天祥.单端注入式转子接地保护在无刷励磁发电机中的运用[J].陕西电力，2011，07：34-37.
[3]王佼，徐岩.双端注入式转子接地保护在无刷励磁发电机中的运用[J].黑龙江电力，2011，06：463-466.
[4]朱文杰，刘恒.300MW发电机转子接地保护改造[J].科技与企业，2013，19：268+270.
[5]许丽娜，张波涛.注入式转子一点接地保护原理[J].云南电力技术，2010，03：67-69.。