发电机注入式转子一点接地
发电机转子接地保护注入式和乒乓式对比与应用金臻琴
发电机转子接地保护注入式和乒乓式对比与应用金臻琴发布时间：2023-06-05T03:40:44.411Z 来源：《中国科技信息》2023年6期作者：金臻琴[导读] 转子接地是发电机的常见故障，转子一点接地对发电机不会造成直接危害，但若再发生一点接地，则会破坏气隙磁场，引起机组振动，所以，准确地检测转子一点接地是避免发生两点接地而造成严重故障的前提。
浙江大唐乌沙山发电有线责任公司浙江省宁波市 315722摘要：转子接地是发电机的常见故障，转子一点接地对发电机不会造成直接危害，但若再发生一点接地，则会破坏气隙磁场，引起机组振动，所以，准确地检测转子一点接地是避免发生两点接地而造成严重故障的前提。
本文重点比较分析目前比较常用的两种转子接地保护――乒乓式和注入方波电压式转子接地保护的原理，对比了它们的优缺点，并以某650MW火电机组为例，介绍了该厂20Hz方波电压注入式转子灵敏接地保护的原理、应用及改造注意事项。
关键词：转子接地保护；注入式；乒乓式；20Hz方波。
前言近年来，在发电厂中，机组长期运行，由于转子内部受潮、冷却介质泄漏、绝缘老化等原因，造成转子对地绝缘水平降低进而引发转子接地故障，转子一点接地对发电机并不会造成直接危害，但若再相继发生第二点接地故障，两故障点之间在励磁电压的作用下将会流过较大的故障电流，则可能因过热而进一步烧伤转子本体；由于部分绕组被短接了，气隙磁场的对称性遭到了破坏，发电机所能发的无功功率减少了，在无功需求很大的情况下对系统不利；更严重的是气隙磁通失去了平衡，将会引起发电机旋转的不平衡，引起振动，对于多级发电机而言振动还会相当剧烈，从而造成灾难性的后果，严重威胁发电机的安全。
由于故障发展到转子两点接地时已对发电机组造成了严重的损坏，因此在转子发生一点接地时，应发出信号，运行人员立即转移负荷，平稳停机处理。
若发生转子两点接地应立即停止发电机的运行，所以，准确地检测转子一点接地是避免发生两点接地而造成严重故障的前提。
单端注入式转子接地保护在无刷励磁发电机中的运用
所以在计算接地 电阻时可 以不考虑接地 电容 的作 用， 因此在 每半波周期 内， 电路 可以看作是 直流注 入 。下面分析单端注入式转子接地保护的原理。
２１１ 励 磁 电 压 不 变 ．．
一Ｉ吲
由图２ 知 ， 方波 的正半 波可 列 出方程 组 ： 可 在
中图分类号 ：Ｍ３ １ Ｔ ４ 文献标志码 ： Ａ 文章编 号：６ ３ ７ ９ （０ １０ — ０ ４ ０ １７ — ５ ８ ２ １ ）７ ０ ３ — ４
步发 电机 由有刷 励磁 进化 到无 刷励磁 主要 是有 了交
０ 引 言
无 刷励 磁 发 电机从 ２ 世 纪６ 年 代 问世 以来 ， ０ Ｏ 得 到 了广 泛 的应 用 。 由于取 消 了直 流 电机励 磁 系统 中 的机 械 整 流部 分 和半 导 体 励 磁 中 的炭 刷 和集 电环 ， 无刷 励磁 发 电机具 有 噪声小 、 无碳 粉铜 末 、 火 花 的 无
单端注人式转子接地保护原理如图ｌ 所示 。 此种
作者简介 ： 王
佼 （ ９ ７ ） 男， １ ８一 ， 河北保定人 ， 在读硕士研究生 ， 研究方 向为 电力系统继 电保护。
Ｙ Ｎ√ Ｕ Ｙ Ｅ Ａ Ｉ Ｕ Ｆ Ｎ朋
钟 秀 与 分
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研 究 与 分 析
Ｙ Ｉ Ｕ Ｆ Ｎ Ｘ ＡＮＪＵＹ Ｅ
簟端注入式转子接地保护在无刷励磁 发 毫机 中的 通用
王 佼， 徐 岩， 马天祥
０ １０ ） ７ ０３ （ 华北 电力大 学 电气与 电子 工程 学院 ， 河北 保 定
■ 摘
要： 无刷励磁 发 电机只在励端装 有一个测量 电刷 ， 固定 引出转子绕 组的负端 ， 无法应用乒乓 式转子接地保 －
一起发电机转子一点接地故障的原因分析及处理
一起发电机转子一点接地故障的原因分析及处理摘要:运行中发电机发生一点接地故障不会对发电机造成危害，但必须及时处理。
结合某电厂1号机组发电机转子一点接地实际案例，从故障表象并结合电气试验、仿真分析，分析转子一点接地报警原因，给出现场检查处理的方法，提出预控措施。
关键词：发电机、转子一点接地前言发电机转子接地分为一点接地和两点接地。
转子接地有瞬时接地、断续接地、永久接地之分，也有内部接地和外部接地，金属性接地和电阻性接地之分。
发电机转子发生一点接地对发电机不会造成危害，若发展为两点接地后，会使一部分绕组短路，由于电阻减小，所以另一部分绕组电流增加，破坏了发电机气隙磁场的对称性，引起发电机剧烈震动，同时无功出力降低；如果电流较大，可能烧坏转子和汽轮机轴系、叶片等部件被磁化；由于转子本体局部通过电流，引起局部发热，使转子缓慢变形而偏心，进一步加剧振动。
下面结合某发电公司1号机组转子接地报警故障为例，对转子接地保护装置的原理、发生报警的原因及故障查找处理方法、预控措施进行分析介绍。
1机组运行概况1号汽轮发电机为WX18Z-054LLT型三相交流同步汽轮发电机，冷却方式为水氢氢，即定子绕组水内冷，定子铁芯及端部结构件氢气表面冷却，转子绕组气隙取气氢内冷冷却方式。
励磁调节器型号为WBF8-5G。
发电机转子接地保护装置为7UM6X型双端注入式发电机转子接地保护装置。
2事件概况某发电公司60MW无刷励磁机组，其励磁机电枢绕组通过二极管整流桥全波整流为发电机提供励磁电流。
励磁机励磁回路处于静止状态，其励磁电源由励磁调节器输出，励磁系统可控硅的交流电源由厂用电提供。
励磁机输出旋转二极管整流桥为三相全波整流，每组5个整流二极管，二极管正负并联阻容吸收回路。
3 事件经过某发电公司1号汽机发电机在带负荷运行后，发电机转子一点接地保护动作于报警，经现场检查，保护装置运行正常，复位后，报警依然存在。
保护装置显示的转子绕组对地泄漏电流为68mA~73mA，远大于机组报警设定值10mA。
发电机注入式转子一点接地故障分析
发电机注入式转子一点接地故障分析作者：吕国涛杨浩尹永利黄闻韬来源：《数码设计》2017年第05期摘要：转子接地保护是水轮机组继电保护的重要组成部分，转子接地保护装置的正常运行对机组稳定运行起着非常重要的作用。
本文分析了双端注入式原理测量转子绝缘电阻时，影响转子绝缘降低的可能性原因，对转子绝缘降低故障查找具有一定的参考指导意义。
关键词：转子绝缘降低；注入式；一点接地；双端注入中图分类号：TM621.3 文献标识码：B 文章编号：1672-9129（2017）05-0090-02Abstract： rotor ground protection is an important part of relay protection of hydraulic turbine unit. The normal operation of the rotor grounding protection device plays a very important role in the stable operation of the unit. This paper analyzes the reason of the influence of the rotor insulation resistance when measuring the rotor insulation resistance， and it has certain reference significance for the rotor insulation reduction and fault finding.Key words： rotor insulation reduction， injection type， one point grounding， double ended injection引言对于水轮发电机组而言，当励磁绕组及其相连的直流回路发生一点接地故障时，由于没有形成短路回路，接地点并没有故障电流，所以并不会产生严重的后果。
浅析发电厂注入式转子1点接地保护应用与维护
ISSN1672-9064CN35-1272/TK作者简介:叶甲寅,从事电力行业工作12年,现任国投云顶湄洲湾电力有限公司设备部电气专工。
浅析发电厂注入式转子1点接地保护应用与维护叶甲寅(国投云顶湄洲湾电力有限公司福建莆田351100)摘要针对火电1000MW 机组使用南瑞继保RCS-985B 发电机变压器组保护装置的双端注入式转子接地保护,从转子接地的基本原理、保护优缺点、转子1点接地现象和处理方法、日常维护等各个方面浅析了注入式转子的接地保护。
关键词注入式转子1点接地保护接地碳刷中图分类号:TM772文献标识码:A文章编号:1672-9064(2019)04-044-02国投云顶湄洲湾电力有限公司2台1000MW 国产超超临界抽汽凝汽式汽轮发电机组,发电机设备是上海电气集团股份有限公司制造的。
2台机组发电机变压器组接线接入500kV 配电装置,发电机额定容量:1112MVA ,发电机额定功率:1000MW ,额定电压:27kV 。
发电机变压器组保护选用南瑞继保RCS-985B 保护装置。
发电机的转子接地保护采用双端式注入1点接地保护。
为避免2点接地故障对发电机带来的危害,发变组定值采用转子1点接地跳闸方式。
1基本原理1.1工作原理南瑞继保RCS-985B 保护装置的注入式转子接地保护,可根据现场转子绕组的引出方式,选择双端注入式或单端注入式转子接地保护原理,在转子绕组的正负两端(或负端)与大轴之间注入48V 电压,通过装置内部电子开关定时切换,使得外加电源模块输出偏移方波电压,实时求解转子1点接地电阻,防止反应发电机转子对大轴绝缘电阻的下降。
双端注入式和单端注入式转子接地保护设有2段动作值,灵敏段动作于报警,普通段可动作于信号也可动作于跳闸。
1.2实际应用国投云顶湄洲湾电力有限公司2台机组转子接地保护采用双端注入式1点接地保护,在转子绕组的正负两端与大轴之间注入48V 电压,通过装置内部电子开关定时切换,实时求解转子对地绝缘电阻值,注入电压由保护装置自产,装置内部面板可显示发电机转子对大轴绝缘的电阻值。
发电机转子一点接地测量原理
发电机转子一点接地测量原理摘要：文章介绍发电机转子一点接地保护装置原理，重点分析注入式转子接地保护装置动作原理，介绍发电机转子接地原因和转子接地的危害，并给出处理方法。
关键字：中压；慢切；切换；中图分类号：文献标志码：A 文章编号：引言发电机在长期运行过程中，由于转子内部受潮、冷却介质泄漏、绝缘老化以及机械振动等诸多方面的原因，容易造成转子对地绝缘水平的降低进而引发转子接地故障。
发生一点接地故障时影响很小，但发展为两点接地对发电机有严重影响。
1.转子一点接地保护原理转子一点接地保护依据原理分为注入式和非注入式，非注入式转子接地保护由于没有外加检测电源，在未加励磁时不能检测转子绕组对地绝缘，在启停机过程中无法监视转子对地绝缘情况。
注入式接地保护装置通过设置检测碳刷，经过检测碳刷引出转子正级或负级实现转子接地保护，为减少碳刷磨损，延长碳刷的使用寿命，采用定时检测的方式。
下图为注入式转子接地保护示意图：正极、负极、地极三个电刷测量回路是分开的，两用一备，可以使用负极电刷和地极电刷，也可以使用正极电刷和地极电刷，通过改变控制柜内接线的方式选择使用的电刷（看哪个测量效果好选择使用哪一个，一般选择使用负极电刷和地极电刷）。
以选择使用负极电刷和地极电刷为列，举刷后三个电刷同时举起，三个测量回路通过发电机转子连通，回路中供应50V交流电在负极电刷和地极电刷之间形成通路（正级电刷虽然也与转子接通，但是由于测量回路未接线无法形成通路），测量转子对地的绝缘电阻值。
发电机接地电刷和大轴滑环是转子接地保护测量回路中的一部分，有3个滑环及电刷，用于转子接地保护及转子直流电压的测量。
接地探测电刷由电磁铁供电举起,电磁铁由110V直流电源供电，测量时举刷装置内部电磁铁线圈通过110v 直流电，在电磁力作用下电刷举起，正极、负极、地极三个电刷同时举起。
正常运行时,不考虑电刷与轴的接触电阻,继电器流过的电流为：其中,为CmE 的容抗和RE并联后的阻抗。
转子接地故障的继电保护配置
转子接地故障的继电保护配置转子接地是发电机较常见的故障之一。
当励磁回路发生一点接地故障时，对发电机还不会造成较大危害，但如果再发生第二点接地故障，则会使发电机转子电流增大，无功出力降低，甚至产生剧烈振动，严重威胁发电机的安全。
如果汽轮发电机励磁回路发生两点接地，则有可能使轴系和汽机磁化。
所以发电机必须装设转子一点接地保护。
转子一点接地保护根据原理的不同可分为非注入式保护和注入式保护二大类。
非注入式保护依靠励磁绕组本身的电压或电流量作为保护判据的基本参量；注入式保护则需要外加辅助电源，由该辅助电源把计算保护判据用的电压量或电流量注入转子，以此作为保护计算的基本参量。
汽轮发电机通用技术条件规定，对于空冷及氢冷的汽轮发电机，励磁绕组的冷态绝缘电阻不小于1MΩ，直接水冷却的励磁绕组，其冷态绝缘电阻不小于2kΩ；水轮发电机通用技术条件规定，绕组的绝缘电阻在任何情况下，都不应低于0.5MΩ。
当励磁绕组及其相连的直流回路发生一点接地故障时，由于没有形成短路回路，接地点并没有故障电流，所以并不会产生严重的后果。
但是如果继发第二点接地故障时，接地点流过的故障电流将烧伤转子本体，部分转子绕组被短接，励磁绕组中电流增加将因过热而烧伤。
部分励磁绕组被短接以后气隙磁场发生的畸变会造成转子振动的加剧(这一点对于水轮发电机尤其严重)此外两点接地后还可能发生轴系和汽轮机的磁化。
这些都将严重威胁发电机的安全，对调相机也是一样。
为了大型发电机组的安全运行，无论水轮发电机、汽轮发电机或者调相机，在励磁回路一点接地保护动作发出信号后，应立即转移负荷，实现平稳停机检修。
1 转子接地保护原理分析(1)切换采样式切换采样式转子接地保护原理如图1所示：图1 切换采样式转子接地保护原理图U r为转子电压，kV；R g为一点接地电阻，k；R为转子回路切换电阻，k；S1、S2为电子开关；切换电子开关有2种状态：一种是S1合，S2开，对应的测量电流为i1和i2，kA；另一种S1开，S2合，对应的测量电流是i'1和i'2，kA。
发电机定子接地保护原理(注入式、基波电压)及保护调试方法
主要内容
一、定子接地保护原理 基波电压式 注入式 二、调试方法
定子接地保护原理
基波定子接地保护
假设在右图中F点的A相绕组发生 接地短路。F点到中性点的匝数
占该相绕组总匝数的百分比为
。此时机端T 点各相的对地（对 A相的F点）电压为：
定子接地保护原理
所以机端T点对地的零序电压为：
零序电压值随短路点位置α的 变化而变化的关系如图所示。 在机端单相接地时零序电压最 大，在中性点处接地时零序电 压为零。
定子接地保护原理
基波零序电压保护发电机85～95 ％的定子绕组单相接地,在中性点N附 近发生接地故障，保护有死区。
基波零序电压保护设两段定值， 一段为灵敏段，另一段为高定值段。
灵敏段基波零序电压保护，动作 跳闸时，需经主变高压侧零序电压闭 锁，防止区外故障时定子接地基波零 序电压灵敏段误动；
调试方法
注入式定子接地调试方法及步骤 1、检查注入式定子接地保护电源正常 2、检查非电量保护柜内注入式定子接地保 护闭锁输出压板退出（解、接线前先投入， 解、接后再退出） 3、检查发电机保护A柜内投注入式定子接地 保护功能压板
调试方法
注入式定子接地调试方法及步骤 4、在接地变处接入电阻箱，一端接在接地刀闸靠近定子侧，一 端接地 5、通过调节电阻进行检查，补偿后相角通常在274°左右，测量 阻值按照工序卡与输入阻值基本一致，并验证报警及跳闸值。
100%的定子绕组接地短路保护的一种方案是用三次谐 波电压和基波零序过电压两种保护联合构成。三次谐波 电压定子接地保护对于中性点附近的单相接地短路有很 高的灵敏度，它与基波零序过电压保护正好有互补性。 所以可用这两个保护联合构成100%的定子绕组接地短 路保护。
水轮发电机转子一点接地故障分析及处理对策
水轮发电机转子一点接地故障分析及处理对策摘要：文章介绍水轮发电机转子一点接地故障所造成的危害，分析水轮发电机转子一点接地保护原理，并在此基础上分析目前针对水轮发电机转子一点接地故障所采取的故障查找方法，以实例介绍其故障处理过程，以供参考。
关键词：水轮发电机；转子一点接地；故障分析；处理1引言在目前我国在进行能源结构调整和电网结构优化的过程中，水电站在电网中的地位不断提高，且建设数量和装机容量在不断增加，为满足我国社会不断增长的用电负荷要求以及维护供电稳定发挥着重要作用。
但是在水电站水轮发电机组的运行中，其比较容易出现的故障类型之一就是发电机转子一点接地故障，如果不及时查找并进行处理就会导致故障扩大对转子造成烧毁或者发展为两点接地而将绕组和铁芯烧毁并引发机组振动加剧等问题，所以需要在出现上述故障时进行及时排查和处理来确保机组运行的稳定和电能质量。
2水轮发电机转子接地危害水轮发电机组正常运行中出现转子一点接地故障时，通常不会对发电机造成直接危害，但是此时会产生故障隐患，并且在一点接地故障之后励磁回路对地电压也会升高并容易导致两点接地故障的发生。
如果此时出现了两点接地就相当于转子绕组一部分被短路，另一部分电流增加，就会对发电机转子磁场的对称性进行破坏，这就会导致发电机产生剧烈振动并导致无功功率的降低。
转子电流通过转子本体时如果其数值较大还会对转子造成烧毁的危险或者导致大轴磁化问题的发生。
如果上述问题没有得到及时解决，就会使得转子绕组绝缘和励磁回路中的其他设备因严重过流而烧坏并导致出现失磁故障而危及发电机安全并造成严重的经济损失。
3水轮发电机转子一点接地保护原理对于水轮发电机转子一点接地保护来说，比较常用的就是单端注入式转子接地保护，其示意图如图3.1所示，其原理就是在转子绕组的负端以及大轴之间注入电源，并且此电源可以根据转子绕组对地电容的大小来对其切换周期进行调整，这样就可以实现对转子一点接地电阻的实时求解，从而可以起到对大轴绝缘电阻下降的控制来实现对发电机转子的保护。
注入式转子一点接地保护原理
２ 转 子 一 点 接 地 保 护 原 理
转 子 一 点接 地 保 护 反应 发 电机转 子 对 大轴 绝
缘 电阻 的下 降 。当 接地 电阻 小 于 整定 值 时 ，起 动 元 件动 作 。
２ １ 单端 注入 式原 理 ．
注入式 保护 和注 入式保 护两 种。非 注入 式保 护
（ 括 电桥式 和 乒 乓 式 ） 原 理 简 单 、造 价 低 且 可 包 靠 ，但这 种原 理 的保 护 是 建 立 在有 一 定 励 磁 电压
充放电时间，考虑一定 的裕度，确定最终 注入 电 源周期定值 ，龙滩转子接地保护方波切换 周期整
定 为 ｌ。 Ｓ
图 １ 单端注入 式转子接地 电阻测量图
￡ｒ ，＋
２ ２ 双 端 注入式原 理 ．
在转子绕组 的两端与大轴之间注入偏移方波
电源 ，通过 计 算接 地 电 阻 的阻值 ，构 成 转子 一 点 接 地保护 ，称 为 双端 注入 式 。龙 滩水 电厂采 用 的 就是这种 原理 的转 子 一点 接 地保 护 。该 保 护 的转 子 接地 电阻测 量 图如 图 ２所 示 。Ｕ ｑ是 由辅 助 电 ｓ
图 ２ 双 端 注 入式 转 子 接 地 电阻 测 量 图
源装置发 出的 ４ ．Ｖ的方 波 电压 ，方 波频 率为 ６２ ０５ ４ ｚ ． ～ Ｈ ，具体值与电阻电容 的时间常数 有关。 Ｒ 为一对等值的平衡 电阻，该方波电压通过 Ｒ 、 ｙ ｙ
转子 对地 电容 ｃ 对 地 电阻 Ｒ 及 测量 电阻 Ｒ【 ｇ ）构 成 回路 。在 转子 绝 缘 良好 的情况 下 ，理论 上 可 以 认为 Ｒ 为无 穷大 。注入 电压 通过 对 地 电容 Ｃ ｇ 返
中图分 类号 ：Ｔ ３ Ｍ７
发电机注入式转子一点接地
发电机注入式转子一点接地保护一、保护原理保护采用注入直流电源原理，直流电源由装置自产。
因此，在发电机运行及不运行时，均可监视发电机励磁回路的对地绝缘。
该保护动作灵敏、无死区。
考虑到双套化配置方案中，转子接地保护由于保护原理的要求不能双套化，否则会相互影响导致测量失误。
如采用一套运行一套备用方式，需要时应可靠安全地带电切换。
要说明的是：对于励磁系统是可控硅整流系统时，由于励磁电压中有较高的谐波分量（例如ABB公司生产的励磁装置，运行时产生的6次谐波、12次谐波电压远大于直流分量电压），可能影响转子一点接地保护的测量精度。
保护的输入端与转子负极及大轴连接。
保护有两段出口供选用。
其保护逻辑如图一；图一转子一点接地保护逻辑框图二、一般信息注：对应的保护压板插入，保护动作时发信并出口跳闸；对应的保护压板拔掉，保护动作时只发信，不出口跳闸。
2.52.6投入保护开启液晶屏的背光电源，在人机界面的主画面中观察此保护是否已投入。
（注：该保护投入时其运行指示灯是亮的。
）如果该保护的运行指示灯是暗的，在“投退保护”的子画面点击投入该保护。
2.7参数监视点击进入发电机转子接地保护监视界面，可监视保护整定值，开/合电流，接地电阻计算值等信息。
三、保护动作整定值测试3.1 动作值校正曲线的测定在保护装置端子排接转子电压负极端子与接大轴的端子之间接一电阻箱，使电阻箱的电阻分别为5KΩ、10 KΩ，观察并记录界面上显示的测量电阻值。
要求：显示电阻值清晰稳定，显示电阻与外加电阻之差应小于10%。
模范现场运行工况，接入专用转子一点接地测试装置，在此模拟测试装置的正极和负极之间加入一直流电压，设置接地电阻0KΩ、5KΩ、10 KΩ，设置接地方式负极接地、正极接地，观察界面显示的测量电阻值，要求：显示电阻值清晰稳定，显示电阻与外加电阻之差应小于10%。
如果测量精度不满足，需检查调整硬件，重新测试。
电阻小于整定值时，保护动作，记录动作电阻。
发电机转子一点接地保护隐患分析和处理
发电机转子一点接地保护隐患分析和处理韩晓惠【摘要】In order to test the reliability of the generator-transformer unit and the accuracy of the secondary circuit, we decide to simulate the rotor one-point earthing fault under unloaded state. Though the real machine test of the onepoint earthing fault, we find out a serious safety loophole in the DGT-801 series protection equiqment. When the insulation of rotor get down or the two-point earthing fault occurs for any reason, the one-point earthing protection will not able to correctly reflect the value of the grounding resistance, which makes the one-point earthing protection and the two-point earthing protection refuse to act. Though the analysis of one-point earthing protection in the DGT-801 series equipment, we propose some suggestions in order to prevent false action and rejecting action of the protection equipment which leads to disastrous consequence of the generator-transformer unit.%为有效检验发变组保护的动作可靠性及回路正确性, 在机组空载状态下模拟发电机转子一点接地故障, 检验发变组转子一点接地保护能否正确动作.通过对DGT-801系列发变组保护进行转子一点接地故障模拟试验, 发现该系列保护存在较大安全隐患, 在机组出现转子回路绝缘降低或转子回路两点接地时, 转子一点接地保护出现采样异常, 不能正确反映接地阻值的大小, 从而造成转子一点接地保护或两点接地保护拒动.本文通过对该系列转子一点接地保护采样异常原因分析, 提出处理方法和检查建议, 防止出现保护误动、拒动, 避免发电机组发生严重损害.【期刊名称】《青海电力》【年(卷),期】2019(038)001【总页数】4页(P57-60)【关键词】发变组保护;转子一点接地;故障模拟试验【作者】韩晓惠【作者单位】大唐户县第二热电厂,陕西西安 710302【正文语种】中文【中图分类】TM341;TM7740 引言发电机励磁回路一点接地故障，是常见的发电机故障形式之一，两点接地故障也时有发生。
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。
发电机转子一点接地保护在官地水电站的运用
发电机转子一点接地保护在官地水电站的运用摘要：转子一点接地保护能发现发电机转子回路内部的缺陷和故障，对机组安全稳定运行意义重大。
本文主要论述了官地水电站转子一点接地保护改造前后的配置及基本原理，对保护装置的运行效果进行了评估。
关键词：发电机；转子；转子一点接地；官地水电站0前言当发电机发生转子回路一点接地故障时，一般不会造成直接危害，但再发生第二点接地故障时，将会在故障点出现很大的故障电流，烧伤转子本体、损伤轴系等严重后果。
1官地水电站改造前发电机转子一点接地保护配置及存在问题1.1改造前保护配置存在问题官地水电站发电机转子一点接地保护，分别为注入式转子一点接地保护和乒乓式转子一点接地保护，两套保护都采用南自DGT801D型数字式微机保护装置。
根据装置运行情况，发现转子一点接地保护装置投运后故障率较高，多次误报警，且存在部分主要元器件停产等重大隐患。
其中2016年#3发电机乒乓式转子一点接地保护装置CPU插件故障导致保护装置上电运行时发生数次短时死机又自动恢复正常的现象。
2官地水电站改造后转子一点接地保护配置及基本原理2.1改造后转子一点接地保护配置官地水电站发电机转子一点接地保护改造后型号为南瑞RCS-985（注入式+乒乓式）。
RCS-985RE转子保护装置采用了高性能数字信号处理器DSP芯片为基础的双CPU硬件系统，装置有独立的启动CPU作为整机起动元件，该起动元件在电子电路上（包括数据采集系统）与保护CPU完全独立，动作后开放保护装置出口继电器正电源。
2.2改造后转子一点接地保护原理简介2.2.1发电机乒乓式转子一点接地保护图1发电机乒乓式转子一点接地保护原理图乒乓式切换电路原理如图1。
当励磁绕组经电阻Rf发生一点接地短路时，励磁电势等效为αE和（1-α）E。
当转子绕组没有接地故障时，图1中的Rf不存在，电阻R1上电压为零，装置检测显示转子回路绝缘良好。
假设转子回路绝缘发生损坏，例如在B点出现了转子一点接地，保护装置通过控制电子开关S1和S2的导通和关断改变电路结构参数，然后测量励磁电压E和辅助电阻R1上电压的大小，通过网孔方程，求解Rf和α。
发电机转子一点接地保护原理图附案例!
发电机转子一点接地保护原理图附案例！一、某厂发电机组及励磁系统概述某厂一台发电机是由东莞电机厂有限责任公司生产的QFSN-660-2型三相同步汽轮发电机，采用水氢氢冷却方式，励磁方式采用静态励磁。
发电机为三相交流隐极式同步发电机，采用整体全封闭、内部氢气循环、定子绕组水内冷、定子铁心及端部结构件氢气表面冷却、转子绕组气隙取气氢内冷的冷却方式。
发电机定、转子绕组均采用F级绝缘。
发电机组于2009年9月正式投产。
二、发电机转子接地保护装置原理简述发电机转子一点接地保护装置为南京南瑞RCS-985RE保护装置，该装置采用注入式转子接地保护原理，在转子绕组的正负两端或其中一端（通常选择负端）与大轴之间注入一个48V电压，通过装置内部电子开关定时切换，实时求解转子对地绝缘电阻值，注入电压由保护装置自产，保护反映发电机转子对大轴绝缘电阻的下降。
转子一点接地保护。
可根据现场转子绕组的引出方式，选择双端注入式或单端注入式转子接地保护原理，在转子绕组的正负两端（或负端）与大轴之间注入一个48V电压，通过装置内部电子开关定时切换，使得外加电源模块输出偏移方波电压，实时求解转子一点接地电阻，保护反应发电机转子对大轴绝缘电阻的下降。
双端注入式和单端注入式转子接地保护的工作电路如图1和图2所示，图中Rx为测量回路电阻，Ry为注入大功率电阻，Us为注入电源模块，Rg为转子绕组对大轴的绝缘电阻。
一点接地设有两段动作值，灵敏段动作于报警，普通段可动作于信号也可动作于跳闸。
图1：双端注入式转子接地保护原理发电机转子一点接地保护原理图附案例！图2：单端注入式转子接地保护原理发电机转子一点接地保护原理图附案例！转子两点接地保护。
若转子一点接地保护动作于报瞥方式，当转子接地电阻Rg小于普通段整定值，转子一点接地保护动作后，经延时自动投人转子两点接地保护，当接地位置α改变达一定值时判为转子两点接地，动作于跳闸。
三、环球电机分析发电机转子一点接地保护报替原因1、故障现象及现场检查情况2013年某日，该机组DCS系统发“发电机转子一点接地’’报警信号，专业人员到设备就地进行检査，转子接地保护装置检测到接地电阻值在0.3K到300K之间波动，装置一点接地报警持续发出。
转子一点接地保护
转子一点接地保护一、发电机励磁回路接地故障的危害发电机正常运行时，励磁回路对地之间有一定的绝缘电阻和分布电容，它们的大小与发电机转子的结构、冷却方式等因素有关。
当转子绝缘损坏时，就可能引起励磁回路接地故障，常见的是一点接地故障，如不及时处理，还可能接着发生两点接地故障。
励磁回路的一点接地故障，由于构不成电流通路，对发电机不会构成直接的危害。
那么对于励磁回路一点接地故障的危害，主要是担心再发生第二点接地故障，因为在一点接地故障后，励磁回路对地电压将有所增高，就有可能再发生第二个接地故障点。
发电机励磁回路发生两点接地故障的危害表现为：(1)转子绕组的一部分被短路，另一部分绕组的电流增加，这就破坏了发电机气隙磁场的对称性，引起发电机的剧烈振动，同时无功出力降低。
(2)转子电流通过转子本体，如果转子电流比较大(通常以1500A为界限)，就可能烧损转子，有时还造成转子和汽轮机叶片等部件被磁化。
(3)由于转子本体局部通过转子电流，引起局部发热，使转子发生缓慢变形而形成偏心，进一步加剧振动。
二、直流电桥原理构成的励磁绕组两点接地保护的工作原理1、原理按直流电桥原理构成的励磁绕组两点接地保护如图7-10所示。
可调电阻只接于励磁绕组的两端。
当发现励磁绕组一点(例如K1点)接地后，励磁绕组的直流电阻被分成r1和r2两部分，这时运行人员接通按钮SB，并调节电阻R，以改变r3和r4，使电桥平衡(r1/r2=r3/r4)，此时毫伏表mV的指示最小(理论上为零)。
然后，断开SB而将连接片XB接通，投入励磁绕组两点接地保护。
这时由于电桥平衡，故继电器K内因无电流或流有很小的不平衡电流而不动作。
当励磁绕组再有一点(例如K2点)接地时，已调整好的电桥平衡关系被破坏，继电器K内将有电流流过，其大小与K2点离K1点的距离有关。
K2与K1间的距离愈大，电桥愈不平衡，继电器K中的电流愈大，只要这个电流大于K的整定电流，它就动作，跳开发电机。
浅析发电机转子一点接地的查找和处理
浅析发电机转子一点接地的查找和处理作者：朱克来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第42期【摘;要】文章首先对某厂当中的一台发电机组在日常工作状态下的运行情况进行了分析，然后阐述了发电机转子具有的接地保护功能的构成以及特点，在基础上探究了转子接地保护为什么会发出错误信号，最后，制定了相应的解决方案。
【关键词】发电机;转子;一点接地;查找;处理发电机工作过程中，因为炭刷运行中会受到油、粉尘影响，或是受潮等，所以，经常会出现转子一点接地这种情况。
假如在实际运行的时候，励磁回路中其他某一部位再有一点接地现象发生，那么必然引发两点接地故障，此时在短路处流过的电流会变得非常大，转子绝缘有可能会被破坏，转子铁心也有可能被烧坏，严重时还有可能使发电机出现激烈震动情况。
因此，针对发电机转子运行，做好查找以及处理一点接地问题极其重要。
对此，笔者做了下述讨论。
一、简述某厂当中的发电机组和励磁系统笔者选择某厂中一台汽轮发电机进行研究，此发电机是三相交流隐极式，运用空气冷却器对发电机定子、转子进行冷却的方式。
其中发电机转子绕组以及定子绕组都运用了F级绝缘。
二、对发电机转子接地装置的工作原理进行介绍发电机中转子一点接地这种装置，对注入式转子与地相接的保护原理进行了合理运用，在转子绕组一段或两端和大轴中间加入电压，通常此電压值为48V，运用定时切换装置中电子开关的方式，计算转子对地产生绝缘效果的电阻值，其中加入的电压是保护装置自身产生的。
转子一点接地这种保护方式可以运用转子绕组引出方式，对转子接地保护的工作原理进行选择，如，单端注入式、双端注入式等，然后在转子绕组两端和大轴中间加入电压[1]。
最后，运用定时切换装置中的电子开关，使外加电源模块对偏移方波电压进行输出，进而计算出一点接地的电阻值，防止发电机转子运转影响大轴。
三、分析发电机中转子一点接地发出报警的原因（一）故障现象与检查现场的实际情况当此机组当中DCS系统发出报警信号以后，专业维修人员达到设备安装地点进行检查，监测到转子接地装置的接地电阻值波动范围在0.3K至300K，一点接地装置持续发出报警信号。
发电机注入式转子接地保护装置分析
门子 的 ７ ＵＭ６ １ ２ 中还 集 成 有许 多 其 他 功 能 利 用 对 地 电 容 作 按 地 回路 断 线 的 判 据 ， 如 究有 着 相 当 的 借 鉴 作 用 。 西 门子 公 司 的 保 护 ， 子 接 地 保 护 只是 其 中的 一 部 分 。 在 转 该 果 采 样 电流 没 有 电容 充 放 电 的 暂 态 过 程 ， 产品 中 ， ＵＭ６ ｌ ７ ２ 型保 护 装 置具 有 转 子一 点 保 护 单 元 采 集 两 路 模 拟 量 ， 主 回路 的 注 即 采 样 电流 如 果 也 像 注 入 电 压 一 样 ， 形 即 波
直 流 干 扰 电 压 的 影 响 ， 此 可 以 准 确地 对 因
为 任 何 发 电 机 的 转 子 对 地 电容 不 可 能 是 零， 只要 存 在 对 地 电 容 ， 回采 电流 就 一定 有
暂 态 过 程 。 以 从 监 视 接 地 回 路 断 线 的 角 所 转子接地 故障进行检测 。 ３西门子保护装 置不足之处及 改进措施 ２． 西 门子 保护 装 置各 组件 的基 本 工作 原 ２ 西 门 子 公 司 给 出 的 各 项 性 能 指 标 可 度 出发 ， 地 电容 不允 许 太 小 ， 果 太小 的 接 如 理 知 ， 套 保护 系统 的注 入 电压 为 ±５ Ｖ， 该 ０ 注 话 就 无 法 区分 正 常 状 态 和 回 路 断 线１０
入 频 率 为０． ５～４ ， 地 电阻 的 测 量 范 围 ＨＺ 接
所以下限取为 。
控 制 单 元 ７ Ｔ７ ０ 是 整 套 保 护 装 置 中 在 １ Ｏ 间 ， Ｘ １０ ～８ 之 分辨 率 为 ， 许 的 转 子 对 地 ３ ５耦 合 电阻 允 ． 的核 心 部 件 ， 由该 模 块 来 产 生 ０ ５ Ｈｚ ． ～４ 的 电容 为 。 无论耦合单元７ ＸＲ６ ０ 采 用 何种 接 线 ０４ １ 形 式 ， 于 主 回路 来 讲 ， 合 电 阻 都是 。 对 耦 因 方 波 注 入 电压 ； 从 其 内 部 的采 样 电 阻ＲＭ ３． 注 入 电 压 并 上 得 到 回 采 电 压 进 而 反 映 出 回 路 的 回 采 电 正 常 情 况 下 发 电机 的 励 磁 电压 一 般 不 为 在 有 刷 励 磁 情 况 下 ， 合 电 阻 直 接 加 在 耦 ２０ 通 ０ ＭＷ 及以 下的机 组 励 磁 绕 组 的正 负 极 上 ， 合 电 阻 与 励 磁 绕 耦 流 ， 靠 注 入 电压 和 回采 电 流 计 算 出 转 子 超过 ｌ ０ Ｖ， 常对 于６ ０ 依 的接地 电阻值 。 Ｘ ７ ０ 能 否 正常 工 作决 定 为 ６ Ｏ 注 入 的 方 波 电压 是 直接 加 在励 磁 组 形成 回路 ， 磁 电 压是 电压 源 。 果耦 合 ７ Ｔ ｌ０ Ｏ Ｖ， 励 如 着 整 套 保 护 装 置的 可 靠 与稳 定 。
发电机转子接地有转子一点接地和两点接地
发电机转子接地有转子一点接地和两点接地，另外还会发生转子层间和匝间短路故障。
与定子接地一样，转子接地有瞬时接地、断续接地、永久接地之分，也有内部接地和外部接地，金属性接地和电阻性接地之分。
1、转子接地的原因工作人员在励磁回路上工作时，因不慎误碰或其他原因造成转子接地；转子滑环，槽及槽口、端部、引线等部位绝缘损坏；长期运行绝缘老化，因杂物或振动使转子部分匝间绝缘垫片位移，将转子通风孔局部堵塞，使转子绕组绝缘局部过热老化引起转子接地；鼠类等小动物窜入励磁回路，定子进出水支路绝缘引水管破裂漏水，励磁回路脏污等引起转子接地。
2、转子一点接地的现象及处理发电机发生转子一点接地时，中央信号警铃响，“发电机转子一点接地”光字牌亮，表计指示无异常。
转子回路一点接地时，因一点接地不形成电流回路，故障点无电流通过，励磁系统仍保持正常状态，故不影响机组的正常运行。
此时，应检查“转子一点接地”光字牌信号是否能够复归。
若能复归，则为瞬时接地；若不能复归，应检查转子一点接地保护是否正常，若正常，则可利用转子电压表通过切换开关测量正、负极对地电压，鉴定是否发生了接地。
若发现某极对地电压降到零，另一极对地电压升至全电压（正、负极之间的电压值），说明确实发生了一点接地。
运行人员应按下列步骤处理：a）检查励磁回路是否有人工作，如系工作人员引起，应予以纠正；b）检查励磁回路各部位有无明显损伤或因脏污接地，若因脏污接地应进行吹扫；c）对有关回路进行详细外观检查，必要时轮流停用整流柜，以判明是否由于整流柜直流回路接地引起；d）检查区分接地是在励磁回路还是在测量保护回路；e）若转子接地为一点稳定金属性接地，且无法查明故障点，除加强监视机组运行外，在取得调度同意后，将转子两点接地作用于跳闸，并申请尽快停机处理；f）转子带一点接地运行时，若机组又发生欠励磁或失步，一般可认为转子已发展为两点接地，这时转子两点接地保护动作跳闸，否则应立即人为停机。
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发电机注入式转子一点接地保护
一、保护原理
保护采用注入直流电源原理，直流电源由装置自产。
因此，在发电机运行及不运行时，均可监视发电机励磁回路的对地绝缘。
该保护动作灵敏、无死区。
考虑到双套化配置方案中，转子接地保护由于保护原理的要求不能双套化，否则会相互影响导致测量失误。
如采用一套运行一套备用方式，需要时应可靠安全地带电切换。
要说明的是：对于励磁系统是可控硅整流系统时，由于励磁电压中有较高的谐波分量（例如ABB公司生产的励磁装置，运行时产生的6次谐波、12次谐波电压远大于直流分量电压），可能影响转子一点接地保护的测量精度。
保护的输入端与转子负极及大轴连接。
保护有两段出口供选用。
其保护逻辑如图一；
图一转子一点接地保护逻辑框图
二、一般信息
注：对应的保护压板插入，保护动作时发信并出口跳闸；对应的保护压板拔掉，保护动作时只发信，不出口跳闸。
2.5
2.6投入保护
开启液晶屏的背光电源，在人机界面的主画面中观察此保护是否已投入。
（注：该保护投入时其运行指示灯是亮的。
）如果该保护的运行指示灯是暗的，在“投退保护”的子画面点击投入该保护。
2.7参数监视
点击进入发电机转子接地保护监视界面，可监视保护整定值，开/合电流，接地电阻计算值等信息。
三、保护动作整定值测试
3.1 动作值校正曲线的测定
在保护装置端子排接转子电压负极端子与接大轴的端子之间接一电阻箱，使电阻箱的电阻分别为5KΩ、10 KΩ，观察并记录界面上显示的测量电阻值。
要求：显示电阻值清晰稳定，显示电阻与外加电阻之差应小于10%。
模范现场运行工况，接入专用转子一点接地测试装置，在此模拟测试装置的正极和负极之间加入一直流电压，设置接地电阻0KΩ、5KΩ、10 KΩ，设置接地方式负极接地、正极接地，观察界面显示的测量电阻值，要求：显示电阻值清晰稳定，显示电阻与外加电阻之差应小于10%。
如果测量精度不满足，需检查调整硬件，重新测试。
电阻小于整定值时，保护动作，记录动作电阻。
电阻的精度。
3.2动作时间定值测试
注：一点接地保护时间整定误差为±1秒
保护逻辑是否正确（打“√”表示）：正确□错误□
保护出口方式是否正确（打“√”表示）：正确□错误□
保护信号方式是否正确（打“√”表示）：正确□错误□。