一例发电机励磁回路接地故障的分析与处理

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发电机励磁系统常见故障及对策分析

发电机励磁系统常见故障及对策分析摘要：电力资源作为非常重要的基础资源，为各行业的发展带来了极大的便利，当然，火力发电厂也不例外。

本文结合以往的调试和运行实践经验，分析了发电机励磁系统常见故障，并提出了解决故障的对策，以供参考。

关键词：火力发电厂；励磁系统；常见故障；对策前言火力发电厂能够顺利运行必然离不开发电机设备，发电机作为其非常核心的设备，运行质量关系着整个火力发电厂能否顺利运行。

若是发电机在运行的过程中，励磁系统发生故障，会影响电能生产的安全性，带来非常大的损失。

所以，在实际工作中，我们需要认识到发电机的重要性，尤其是要处理好励磁系统存在的各种故障问题，以保证励磁系统能够正常运行。

1.发电机励磁系统常见故障通过实践可以知道发电机励磁系统在工作的过程中，一般会出现的故障有：发电机误强励故障、发电机失磁故障、发电机励磁回路一点接地。

这些故障的出现都会导致发电机运行异常，让发电机不能正常运行。

下面对这些问题的具体表现及带来的影响做一下简要分析。

1.1发电机误强励故障发电机在实际运行的过程中出现事故，电压持续性降低时，励磁系统会强行快速地给发电机最大的励磁，从而让系统电压能够在第一时间恢复，这种强行施加励磁的行为，就是强励磁[2]。

强励对保持系统稳定运行，有效调节励磁系统各项参数等各方面都有着非常重要的作用。

在工作中，我们常常都会将关注的重点放在强励倍数是否满足标准要求，而忽视了误强励问题，影响了设备的安全稳定运行。

发电机误强励现象可以分成两种形式，即负载、空载误强励。

其中，前者体现在系统没有故障的条件下，并列运行机组的无功功率瞬间增加，工作人员无法手动进行控制，同时，机组声音出现异常，或者是机组过流问题的发生；而后者主要体现在启动发电机没有并入电网，导致电压持续升高，无法通过手动的方式进行控制，且机组声音出现异常。

无论是负载误强励，还是空载误强励故障的发生都是因为设备故障或者是操作不正确导致的。

火电厂发电机励磁系统常见故障分析及处理方法

火电厂发电机励磁系统常见故障分析及处理方法励磁系统安全可靠性是确保发电机以及火力发电厂安全高效运行的关键。

本文阐述了火电厂发电机励磁系统的作用，分析了火电厂发电机励磁系统常见故障，提出了火电厂发电机励磁系统故障的处理方法。

标签：发电机励磁系统;作用;常见故障;处理方法励磁系统故障是火电厂发电机系统中比较容易出现的故障类型，并且会对火电厂的正常用电和发电机的安全稳定造成较大的威胁。

随着电力市场的快速发展和火电厂装机容量的不断扩大，对发电机励磁系统的运行维护工作提出了更高更新的要求。

因此，深入分析发电机励磁系统常见故障及处理方法是需要研究的课题。

1、火电厂发电机励磁系统的作用火电厂发电机中的励磁系统主要由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，其在火电厂中主要的作用就是向发电机提供直流电流，而且在发电机中建立直流磁场。

因此通过对励磁系统的有效控制则可以保证发电机的正常运行，当发电机出现故障之后也可以通过对励磁电流的调节来确保其安全运行。

因此，火电厂中发电机励磁系统的作用主要有以下几个方面：首先就是电压控制。

发电机励磁系统可以按照负荷情况的不同来对励磁电流进行调节，保证和维持电压的给定水平，实现对电压的有效控制以及保证系统的正常运行。

其次就是无功分配。

通过发电机励磁系统来合理分配发电机组中的无功功率，起到对发电机组中的功率因数、电流以及无功功率参数的有效控制和调节作用。

最后就是保证电力设备的安全运行。

发电机励磁系统可以在发电系统短路时进行故障切断来维持电力系统中的电压，提高电压恢复的速度，实现发电系统动态稳定性和静态稳定性的提升。

2、火电厂发电机励磁系统常见故障分析2.1自并励磁系统故障。

此故障主要表现在发电励磁互感器中存在电流突变的现象，而且还会使得励磁互感器在较短的时间内达到饱和状态，同时在延迟40ms之后会出现差动保护动作。

在10ms之后励磁开关会关闭并导致跳机的问题。

而在上述故障发生时通常会在B相回路的位置出现，并电流互感器中会出现短路电流，在高压绕组和电流互感器的影响下导致故障的出现。

浅析发电机励磁回路一点接地故障的查找及处理

（）槽口处保护层老化、裂、落或绝缘损坏。５断脱
８ｌ
黄义元，，浅析发电机励磁回路一点接地故障的查找及处理
３故障的快速查找及处理
３１接地故障查找．原则：外到内，简单后复杂。按下列顺序查找：由先（）发生接地后，检查励磁系统引线到集电环部１先分是否有明显的接地现象，特别是集电环处要对碳粉进行全面的清扫。５２接地故障处理过程：检查保护装置接地（轴）・９先大电刷，定稳固，触良好，进行清洁。开机试验故障依固接并然存在．排除了因接地电刷固定不牢或沾上油污引起接触不良而造成的 “ 接地 ” 象。次，正常运行的２机假现其将转子一点接地装置调换到ｌ机上。机试验同样出现 “ 开转
组的全长为Ｌ，可据以下公式计算出接地故障点与正集则
电环或负集电环的大约距离．：即
接地故障点与正集电环的距离为：Ｕ（＋Ｕ）ＬＴＵ＋一。接地故障点与负集电环的距离为：Ｕ／Ｕ＋一。Ｌ－＋Ｕ）（
《湖南水利水电）ｏ１２ｌ年第１期
பைடு நூலகம்
黄义元
（州市涔天河水利水电管理局永州市永４５０）２５０

论发电机励磁系统常见故障的分析及处理

车辆工程技术51维修驾驶随着社会经济的不断发展，人们用电需求得到了大幅度提升。

在此背景下，电力系统运行的安全性、稳定性得到人们越来越多的关注。

发电机作为电力系统重要组成部分，如何保证其励磁系统运行的稳定性与安全性，成为维护电站电力系统安全运行关注的主要内容之一。

因此，明确发电机励磁系统常见故障并采用行之有效的方法进行解决与改善，具有重要现实意义。

1　发电机电压升不起在发电机励磁系统中，励磁电压的建立是以剩磁为主导元素得以具体实现的。

因此，一旦发电机励磁系统中缺乏或没有剩磁后，励磁系统将无法实现励磁典雅的建立，故出现发电机升不起电压问题。

通常情况下，在多数新安装的发电机中，很容易发生该故障，其主要原则在于新安装的发电机励磁系统的剩磁相对较少，很容易发生励磁消失问题，从而引发故障。

与此同时，在对发电机励磁系统中各设备运行情况进行检修时，如果操作不当，出现“接线错误”时，将导致发电机励磁系统中励磁机励磁绕组的电流磁通与原有铁芯剩磁通形成逆向流动，从而削弱发电机励磁系统中的剩磁，甚至致使剩磁消失，进而出现发电机升不起电压故障[1]。

此外，在对发电机励磁系统进行“直流电通电试验”时，如果没有将励磁回路进行断开处理，就进行直流电阻测定试验或励磁系统自动调整装置调整试验，则将导致系统中形成的电流磁通与剩磁通出现反向流动，从而削弱发电机励磁系统中的剩磁，出现发电机升不起电压现象。

对此，针对上述问题可通过以下方法进行处理，避免发电机升不起电压故障的发生。

其一，在更新发电机时，需对其进行剩磁检查。

例如，启动发电机至额定转速，进行升压、励磁电阻减小等操作，并对其运行情况进行观察，如果发电机出现升不起电压问题，则需进一步对励磁回路接线情况、电刷位置等进行检查[2]。

在此过程中，如果各项检测结果皆不存在问题，同时励磁电压表上存在细微变化，那么表明发电机励磁系统中的励磁组存在“接线方向接错”问题。

其二，在进行发电机检修养护时，应保证检修工作的严禁性，避免励磁回路接线方向错误的产生，对此可采用标识管理法进行管理。

发电机励磁系统常见故障分析及处理

１１逆励磁产生的原因应根据具体情况分析．
１１１发电机在升压并列前励磁机发生逆励磁。如．．
新安装的发电机由于没有参加运行，的剩磁很弱，它在
作电气试验（如测量电阻）上试验电压时，正负极加若性接反就会将剩磁抵消或将剩磁方向改变，造成励磁
个大于额定电流１以上的瞬时短路电流，个电０倍这
流在转子绕组中出现一个瞬时电压，个电压可能比这励磁电压大，如果它的方向与原有电压相反，么便会那
逆励磁。例如（）３，
ＦＱＬＬＱＬ
１２
如图２所示，一路ｉ通过励磁机的电枢，电枢电流增ｌ使大，产生电枢反应，造成励磁机磁场减弱，另一路直接通过励磁机的励磁绕组，方向与励磁电流ｉ是相其ｌ反的结果会使励磁机的磁场减弱，即起到减少磁通的作用，不论励磁机的磁场是手动调整的还是自动调整的，灵敏度都很低不能很快增加励磁。因此，磁机的励
１０４
江
西
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见故障分析及处理
何元平
（江西贵溪化肥有限责任公司）
摘要：文主要对小型发电机励磁系统常见故障（磁机逆励磁、电机升不起压、本励发励磁机逆励磁失磁充磁换向器
２ｌ年６００月
发电机励磁系统常见故障分析及处理
Ｉｌ４
ｂ当系统发生短路时，电机定子绕组就会通过．发

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。

发电机转子一点接地故障原因分析和处理

发电机转子一点接地故障原因分析和处理摘要：发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性的作用，也是国家电网实现电力系统及其自动化的基础，同时发电机本身也是一个十分贵重的电器元件，包含很多自动化元器件。

因此，应该对于各种不同的故障和不正常运行状态，装设性能完善的继电保护装置。

发电机的内部故障主要是定子和转子绕组绝缘损坏引起的，所以配置可靠的转子接地保护就显得非常重要，本文详细地分析了在现场工作中遇到的转子一点接地保护装置动作后对问题的分析查找以及处理的过程。

关键词：转子接地保护；磁极连接线；绝缘一转子接地保护概况湘投铜湾水利水电有限责任公司（以下简称铜电公司）装有4×45MW灯泡贯流式发电机组，水轮发电机设备由天津阿尔斯通水电设备生产有限责任公司生产，其中励磁系统，采用的广州电器科学研究院附属广州擎天电气控制实业有限公司生产的EXC9000励磁系统，励磁电源取自发电机端部，用励磁变压器供给整流装置，整流装置输出的直流电供给发电机转子绕组。

发电机正常运行时，输出容量47.37MVA，Pf=0.95，端电压10.5KV，励磁电压365V，励磁电流1142A；发电机空载时，励磁电压170V，励磁电流747A。

发电机保护装置类型：WFB-811。

转子接地保护装置保护原理：在一点接地故障后，保护装置继续测量接地电阻和接地位置，并发出转子一点接地故障报警信号，不作用于机组停机，此后若再发生新的接地点，采用乒乓式开关切换原理，通过求解两个不同的接地回路方程，实时计算转子接地电阻值和接地位置，在单元管理机可实时显示转子接地电阻值和位置，并同时发信号至计算机控制系统，由计算机控制系统发出紧急停机信号作用停机。

二故障情况2012年7月3日凌晨，铜电公司2#机组突然发生紧急停机甩负荷事件，事后调出计算机监控记录，确定原因为轴电流过大引起（0.5A报警，超过1.5A，延时30s停机），然后对2#机进行检查，情况是：转子绝缘为零；接地碳刷接触不是太好；励磁系统检查无故障。

发电机励磁故障分析及处理对策

发电机励磁故障分析及处理对策摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，发电厂建设越来越多。

水轮发电机运行时励磁回路直流电压约数百伏,励磁回路对地电压约为励磁电压的一半,转子绕组及励磁系统对地绝缘,当励磁回路发生一点接地时,不会构成对发电机的直接危害,可平稳停机后再排查故障点。

因此本文就发电机励磁故障及处理对策进行研究，以供参考。

关键词：发电机；励磁系统；故障引言电励磁直驱水电机组是我国水力发电机常用的机组，机组主传动链使用双列圆锥滚子轴承，整个传动轴系采用单主轴承、外圈旋转结构，内圈通过过盈固定到支撑锥轴上，发电机为电励磁的内转子、外定子布局。

1低励限制原理水力发电机励磁系统的主要原理为:励磁电压的控制权由励磁控制系统中的主环稳定器以及低励控制中的控制信号通过竞比门方式决定。

开始低励限制动作前，通过电压稳定器实现水力发电机励磁系统的控制;低励限制动作开始后，励磁控制由低励限制实现。

2发电机励磁故障2.1励磁AVR柜报警电气专业对励磁系统的相关报警进行检查，信息如下。

（1）AVR柜控制面板警报。

AVR柜控制面板显示“警报（Alarm）”“出错（Error）”，按故障时报警时刻的先后时序。

通过查阅报警（Alarm）的故障代码“25010”，提示励磁系统发生可控硅异常，同时从表2中获知，励磁AVR通道1（CH1）及AVR通道2（CH2）均发生故障，触发励磁故障动作跳闸（Trip）。

（2）AVR装置故障录波情况。

查阅AVR装置，确认在故障时刻AVR装置自带的故障录波功能录取了相关的数据波形记录，但记录的是数据文件，在装置显示器上无法查阅波形，需要导出文件后在电脑上用专用软件复原数据文件形成电气波形。

（3）发变组保护盘动作检查。

故障发生后，检查发变组保护盘（A盘、B盘）仅存在“Trip”“Alarm”指示灯亮，86T3出口继电器动作，无详细保护动作指示灯亮；控制面板仅记录低频保护动作信息。

检查发变组保护压板，发现0号机发变组保护盘改造后图纸中标注为“备用”的LP13压板存在手写字样“AVR联跳”且处于投入状态，但查阅保护图纸，发现LP13压板的联跳信息及回路在图纸中缺失，即存在图纸与实际跳闸回路不相符合的问题。

发电机转子两点接地故障分析与处理

【关键词】燃煤电站发电机转子两点接地故障分析
回路对地绝缘情况。
２．１励磁系统静态、动态检测
在回路电缆绝缘无破损、接线螺丝紧固的前提下，对灭磁开关出线进行绝缘检查。首先将励磁电刷拆除，同时拆启励、过压、灭磁回路线，采用万用表分别测量正对地、负对地以及正负极间绝缘电阻，测量结果均大于１８．４４ＭＤ（国家标准三Ｏ．５ＭＤ）。依次接入上述功能回路并测试绝缘，结果满足标准规定。同样，以直流汇流母排为切入点，分别对
这一点与继保装置一点接地多次闪报相一致。进而对汽侧与励侧碳刷接触处进行外观检查，发现汽侧大轴表面锈蚀十分严重，表面凸凹不平，碳刷间存在明显间隙。针对这一现象，采用颗粒度较小的水砂纸，在盘车的状态下对其接触面进行均匀打磨，保证碳刷与大轴有良好接触。经此处理后，发电机再次并网运行期间未再出现发电机一点接地故障报警信号，整个运行情况良好。
２．２二次回路检测
在外电路检查正常的基础上，分别对故障录波和保护装置回路极间绝缘电阻进行测试，正负对地绝缘电阻最小值为１５０ＭＱ，其中故障录波装置 “电压、电流 ”通道和保护装置 “一点接地 ”通道对地电阻均显示为无限大，该回路正常。
基于上述测试结果，励磁变高压侧搭接临时电源，由励磁回路对发电机转子施加直流电压，进行对地电压测量。在升压期间，测试转子负极对地直流电压约为９３Ｖ，正极对地直流电压为２２５Ｖ，大轴对地电压约为６Ｖ，当切换至交流档测试电压约为１２０Ｖ，且极不稳定，波动幅度大。据此分析，可排除励磁系统接地故障的可能性。若该系统存在接地情况，必然会出现一极电压为零，另一极升至全电压的情况。

发电机转子一点接地故障的分析、查找与处理

发电机转子一点接地故障的分析、查找与处理发电机是水电厂的主要设备，当发电机发生一点接地故障后，要及时排查处理，以免扩大发生转子两点接地故障，造成发电机损坏，给企业造成经济损失，同时也影响到电网的稳定和电能质量。

文章介绍了一点接地的危害，转子一点接地保护原理，发生一点接地时的判断分析。

结合某水力发电厂发电机组发生的转子一点接地故障，介绍了故障查找思路，分析其原因，提出处理办法。

标签：发电机；转子；一点接地；动态；原因分析1、转子接地危害发电机正常运行时，发电机转子电压（直流电压）有几百伏左右，励磁回路对地电压约为励磁电压的一半，机组正常运行时转子对地电压为约为110V左右，转子绕组及励磁系统对地是绝缘的。

因此，当转子绕组或励磁回路发生一点接地时，不会构成对发电机的危害。

但转子发生一点接地后更容易发生两点接地。

因为发电机转子一点接地后励磁回路对地电压将有所升高。

如当励磁回路的一端发生金属性接地故障时，另一端对地电压将升高为全部励磁电压值，即比正常电压值高出一倍。

在发生转子一点接地故障时运行，当切断励磁回路中的开关或一次回路的主断路器时，将在励磁回路中产生暂态过电压，在过电压作用下，可能将励磁回路中绝缘薄弱的部位击穿，从而出现第二个接地点。

当发电机转子绕组出现不同位置的两点接地或匝间短路时，会产生很大的短路电流，极有可能损伤转子本体；另外，由于部分转子被短路，使气隙磁场变得不均匀或发生畸变，从而使发电机转动时所受的电磁转矩不均匀并造成发电机振动，损坏发电机。

发生两点接地导致机组甩负荷停机，造成非正常停机事故，影响电网的稳定和电能的质量，造成经济损失，而企业则将面临上级部门较为严厉的考核。

2、转子一点接地保护原理以某水电厂采用的北京四方CSC300保护装置为例。

转子一点接地保护反应转子对大轴绝緣电阻的下降。

采用“乒乓式”变电桥原理，其设计思想是：通过电子开关S1、S2轮流切换，改变电桥两臂电阻值的大小。

一例发电机励磁回路接地故障的分析与处理1故障情况某电厂由前

一例发电机励磁回路接地故障的分析与处理1故障情况某电厂由前苏联引进的1台200 MW汽轮发电机组采用三机励磁系统，带感应式主励磁机，自动电压调节器为磁放大器原理，参见图1。

经过二十多年的运行，原配置的电磁型发电机变压器组保护继电器严重老化，动作特性难以满足主设备安全运行的要求，2000年在机组大修期间进行了技术改造，更换为国电南京自动化股份公司生产的WFBZ-01微机型发变组成套保护装置。

机组大修启动后，新投运的发电机转子一点接地保护频繁动作发信，最多时1 d达30次以上，并且每次保护动作后均能复归。

绝大多数情况下，保护动作报告打印的转子接地绝缘电阻的测量值为1.87 kΩ。

按规程要求，发电机设有转子一点和两点接地保护。

前者只发信号，后者保护跳闸，并且只有在确定励磁回路发生一点接地后，才由运行人员投入两点接地保护跳闸出口。

由于该机组每次转子一点接地保护动作后均能复归，实际上也就没有机会投入两点接地保护。

并且事后不能确定转子绕组对地绝缘是否降低过，因此怀疑是新的保护原理对发电机特殊的励磁方式不适用而造成的误动。

2保护原理与整定该发电机原配置前苏联制造的电磁式转子一点接地保护，采用迭加交流电压原理。

更换后的微机型保护，采用新型的迭加直流电压方法，引入发电机转子负极与大轴接地线，迭加源电压为50 V，内阻大于50 kΩ。

装置利用微机智能化测量，克服了传统上这种原理的保护在转子绕组正、负极灵敏度不均匀的缺点，能准确计算出转子对地的绝缘电阻值，测量范围可达200 kΩ，转子分布电容对测量无影响，并且在发电机启动过程中转子无电压时保护也不会失去作用。

2.1动作逻辑该保护动作逻辑见图2。

2.2定值整定R g：保护动作的转子接地绝缘电阻值，kΩ。

对于空冷或氢冷发电机，根据经验一般整定为20 kΩ。

由于该机组的励磁系统整流元件采用了水冷方式，故将R g整定为10 kΩ。

T yd：保护动作延时，s。

该延时的整定比较有争议，规程上也没有明确要求。

(精选)发电机励磁回路接地保护

发电机短时承受负序电流的能力：
t
A
I
2 2
发电机在任意时间内承受负序电流的能力：
A
t
I
2 2
20
1、定时限负序电流保护两段式定时限特性曲线
I *2
a
在曲a线 b段内，保护动作时间大的于时允。间许
2.5
2.0 b
两段负序电流保护时限特性
1.5
c
d
1.0
4 10 16
e t(s)
在曲线 bc段内，保护动作小于允许。时间
21
2、反时限负序电流保护
保护判据： t A
I*2 a I *2
保护装置动作特性曲线
t A
I *2
t
保护动作时限具有反时限特性
22
个人观点供参考，欢迎讨论！
10入稳态异步运行三个阶段1失磁后到失步前的阶段失磁后到失步前由于发电机转子存在惯性失步前的失磁发电机滑差很小发电机输出的有功功率基本上保持失磁前输出的有功功率值可近似看作恒定而无功功率则从正值变为负值
7.5 发电机励磁回路接地保护
1、励磁回路一点接地保护
当励磁绕组绝缘严重下降或损坏时，会引起励磁回路的接地故障，最常见的是励磁回路一点接地故障。发生一点接地故障后，励磁回路对地电压将升高，在某些条件下会诱发第二点接地，励磁回路发生两点接地故障将严重损坏发电机。
缺点：1）若故障点K2点离第一个故障点K1点较远，则保护的灵敏度较好；反之，若K2点离K1点很近，保护将拒动，因此保护存在死区，死区范围在10% 左右。
6
2）若第一个接地点K1点发生在转子绕组的正极或负极端，则
因电桥失去作用，不论第二点接地发生在何处，保护装置将拒动，死区达100%。 3）由于两点接地保护只能在转子绕组一点接地后投入，所以对于发生两点同时接地，或者第一点接地后紧接着发生第二点接地的故障，保护均不能反映。

一起发电机转子接地保护误动事件的分析与解决方法

2020年增刊河南电力109一起发电机转子接地保护误动事件的分析与解决方法黄建礼1，王加军2（1．华润电力登封有限公司，河南登封452473；2．华润电力控股有限公司中西大区，河南郑州450046）作者简介：黄建礼（1987－），男，本科，助理工程师，从事电气二次维护、检修工作。

摘要：发电机转子接地保护是对发电机励磁回路一点接地故障的保护，发电机转子接地保护误动作，不仅影响发电机正常负荷调整，严重时可能造成机组跳闸，对电网系统产生扰动。

本文介绍了一起发电机转子接地保护误动作事件，对事件原因进行了认真的分析。

详细介绍了事件过程、检查情况、原因分析、解决方法等内容，对故障的查找总结出一些实践经验，为处理类似事故提供了借鉴经验和方法。

关键词：转子接地保护；励磁装置；轴电压；滤波回路中图分类号：TM311文献标识码：B文章编号：411441（2020）01－0109－030引言发电机转子接地故障是常见的故障形式之一，转子一点接地故障时，由于转子绕组及励磁系统对地是绝缘的，因此不会构成对发电机的危害。

当发电机转子绕组出现不同位置的两点接地或匝间短路时，很大的短路电流可能烧伤转子本体。

另外，由于部分转子绕组被短路，使气隙磁场不均匀或发生畸变，从而使电磁转矩不均匀并造成发电机振动，损坏发电机。

因此，发电机转子接地保护应能真实反映发电机转子绝缘情况，使之能正确动作。

本文针对南瑞电控公司NES －5100励磁系统设计不合理，造成许继电气公司WFB －805A 转子接地保护误动作事件进行分析，提出在运行及维护中应采取的防范措施，对于转子接地保护及励磁装置的设计、稳定运行具有重要意义。

1事件回顾2018年8月29日，某电厂600MW 发电机转子接地保护动作告警，检查发变组保护A 柜报“转子接地高定值”告警，告警接地电阻为19.861k Ω（定值为20k Ω），告警信息见图1、图2，经复位后告警消失，保护装置实测接地电阻为24.473k Ω。

#1发电机磁场接地分析、处理

平圩#1发电机磁场接地故障检查、分析及处理建议一、故障现象：7月26日18：10，#1机组运行监盘人员发现“#1发电机磁场接地”报警，复位后报警消失，运行人员在DCS盘上进行发电机磁场接地检测试验，仍发“#1发电机磁场接地”报警信号。

运行联系继电保护及电气值班人员连夜进行检查，确认检测装置无异常，二次回路电缆的绝缘电阻值≥10MΩ，说明发电机磁场接地现象确实存在。

二、检查试验：7月27日上午，公司领导组织有关技术人员对26日发生的接地现象进行了认真分析，要求电气、仪控（继电保护）专业分别进行更进一步的检查、试验，以判断分析发电机磁场回路接地报警故障性质。

试验分以下几步：1.仪控（继电保护）部分：1.1断开接地检测碳刷驱动回路，保持检测回路正常工作，进行接地检测试验，装置不发报警，判断检测回路正常；1.2断开接地检测碳刷驱动回路，保持检测回路正常工作，在励磁机端子排处串入电阻，进行模拟检测试验，装置正常，不发报警；初步判断发电机磁场接地电阻小于10KΩ。

2.电气部分：发电机运行状态下，测量#1励磁机正、负整流轮对转子及地的电压，通过正、负整流轮电压的位移情况，进一步分析判断接地故障的性质及接地点的位置，试验结果如下：三、故障分析：从以上检测装置试验及发电机整流轮对轴及地电压测量的结果来看，可以得出如下结论：#1发电机转子磁场确实存在接地故障，接地点不在发电机绕组内部，而应该在励磁机侧，接地点的位置在正极并且靠近整流轮正轮，判断的理由有以下几点：1、正轮对轴及地的电压只有1.5V，而负轮对轴及地的电压接近正负轮电压，结合起来分析，说明接地点离正轮的电气距离很近；2、发电机目前运行情况未出现其它异常，#9-#11轴承振动正常，励磁电流、电压运行稳定，未出现波动情况；3、5月份#1机组C类检修后发电机转子绕组、整流轮、励磁机转子绕组整体对地绝缘值为16800/11300 MΩ，远远高于发电机磁场回路绝缘≥0.5 MΩ的要求；4、该发电机转子绕组是F级绝缘，2000年9月曾返厂更换转子绕组绝缘，整体绝缘值很高，所以不易发生绕组接地，另外#1励磁机#11轴承近期存在油封轻微甩油现象，也可能会导致励磁机内部整流轮等接地。

发电机励磁系统典型事故分析

孟凡超老师：发电机励磁系统典型事故分析（1）1.保护装置误报“转子回路一点接地”故障处理（1）故障现象：励磁调节器起励，发电机机端电压逐步建立，经过一个过渡过程后趋于稳定值，然而此时保护装置报“转子回路一点接地”故障，发电机运行正常。

利用转子电压表通过测量发电机转子正、负极对地电压，两极对地电压均不为零，说明发电机转子没有发生一点接地故障。

按保护装置的复归按钮，“转子回路一点接地”故障信号消失。

（2）故障分析：分析保护装置中“转子回路一点接地” 动作原理知道，保护装置根据转子电压判断转子接地故障。

当励磁调节装置刚起励时，发出初励电源投入命令，转子电压升高，发电机电压上升，经过一段时间延迟后，励磁调节装置自动退出初励电源，由于励磁调节器机端电压初始参考值低于初励电源产生的机端电压，所以当初励电源退出后，转子电压会突然下降很多，进而转子电压反馈给保护，则保护装置认为是转子回路发生了短路致使转子电压突然下降了，所以保护报信号。

将励磁调节器逆变灭磁后重新做试验，在励磁调节器起励前，手工增加励磁调节器电压参考值，保证大于初励电源产生的发电机端电压，重新起励升压后，发电机运行正常，保护装置没有发“转子回路一点接地”故障报警。

（3）故障处理：本次事故说明保护装置的“转子回路一点接地” 功能不够完善，其动作机理不够科学，容易误动，建议完善“转子回路一点接地”功能，或者更换为更为可靠的“转子回路一点接地”保护装置。

在“转子回路一点接地” 保护功能未完善前，调整励磁调节装置起励初始参考值，要求电压初始参考值大于初励电源产生的发电机端电压。

2.正常调节有功功率引起机组解列的事故处理（1）事故现象：某电厂发电机组正常运行中，根据中调要求进行升负荷操作，在增加有功功率过程中，发电机输出无功功率由50MVar突然降低至-80Mvar，励磁调节装置发出低励限制信号，发变组保护装置报失磁保护动作，发电机解列，灭磁开关跳闸。

（2）事故分析：事故发生后，检查所有的保护及异常信号，发变组保护装置除了失磁保护动作外没有其它任何事故报警，故障录波显示事故障发生时，发电机机端电压下降，无功功率进相至80Mvar，失磁保护正确动作；励磁调节装置除了发出低励限制信号没有其它事故报警信号，从励磁调节装置录波分析显示，励磁调节装置中电力系统稳定器输出突降至下限幅值（5%额定机端电压），发电机无功急剧下降，进相运行后，励磁调节装置低励限制启动，但未来得及调节，发电机进相深度已满足失磁保护动作条件。

发电机转子一点接地故障分析和检查建议

发电机转子一点接地故障分析和检查建议摘要：发电机在长期运行过程中，由于转子受潮、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。

发电机转子发生一点接地故障时，因为一点接地不形成电流回路，故障点无电流通过，励磁机继续保持正常状态，对发电机不会造成直接的危害，故不影响机组的正常运行。

接地故障对地电压降低，非故障对地电压升高;当发生金属性接地时，接地极的电压为零，非故障极电压升高为转子电压。

关键词：发电机；转子一点接地故障；检查建议一、发电机转子一点接地的危害(1)破坏发电机气隙磁场的对称性，使气隙磁场发生畸变，气隙磁通失去平衡，引起发电机剧烈振动，使电机损坏、无功出力降低。

水轮机发电机励磁回路两点接地还可能烧坏转子和水轮机叶片等部分永久磁化，后果严重。

若装有横差保护，还会引起其误动，因此，转子一点接地保护动作后要将横差保护加上一个短的延时，防止误动。

(2)两点接地造成非短路的绕组电流增大，如果流过转子本体的短路电流大，热效应烧损转子的同时还会使转子发生缓慢变形，造成偏心增大，加剧振动。

另外，还可能损坏其他励磁装置，导致失磁故障，危及发电机和系统的安全。

为确保发电机的安全运行，当发电机转子绕组发生一点接地时，应发出信号，运行人员立刻进行处理;若发生两点接地应立即停止发电机的运行。

因此，发电机装设转子一点接地和两点接地保护是非常必要的。

二、发电机转子一点接地故障及检查建议1简介某水电站水轮发电机组型号规格为SF120-24/7000，结构为普通悬式机组，最大功率为120MW，发电机组采用三相凸极同步电动机，功率因数为0.9（向后），整体全封闭，内部强制空气自循环，定子绕组水内冷，转子空冷。

励磁额定值为1000A，励磁电压额定值为200V，励磁方式为晶闸管静态自励，额定转速为260rpm，发电机出线励磁变为励磁电源，通过励磁电刷与发电机转子绕组连接。

2015年成功建成投产，全自动运行安全7年。

汽轮发电机转子接地故障分析及防范措施

一、发电机转子接地的危害
1.发电机发生转子一点接地的危害。发电机发生转子一点接地的时候，因为对地尚未形成回路，所以其接地点并无接地电流通过，励磁回路仍可维持在正常状态，发电机可继续运行。但若未能及时处理，一旦再发生另一点接地即形成发电机转子两点接地故障，这便足十分危险的短路故障。
2.发电机发生转子两点接地的危害。（1）破坏发电机气隙磁场的对称性，使气隙磁场发生畸变，气隙失去平衡，引起发电机剧烈振动，使发电机损坏、无功出力降低、励磁电压及发电机机端电压降低，而定子电流却可能增大。汽轮发电机转子两点接地还可能引起轴系和汽机磁化，后果严重。若装有横差保护，还会引起其误动。困此转子一点接地保护后要将横差保护加上一个短的延时，防止其误动。（2）两点接地造成非短路电流增大，如果流过转子本体的短路电流过大（通常以1500A为界限），由于过热烧损转子的同时还会使转子发生缓慢变形，形成偏心，加剧振动。另外，还可能破坏励磁装置，导致失磁故障，影响发电机和系统的安全。
二、影响转子对地绝缘因素的分析
1.发电机腔内异物。390H型燃气轮发电机转子通风冷却采用的是直接氢冷转子槽底副槽通风道冷却系统。发电机定子膛内冷却气流的主要流向是：转子风扇加压→转子端部线圈与转轴之间的空隙→转子槽底副槽通风道→转子线圈通风孔→定子铁心通风孔（定子线圈）→定子铁心与外壳之间的空腔→氢冷器进风口→氢冷器出风口→发电机端部空腔→转子风扇加压。发电机腔内冷却风需通过氢冷器进行冷却，但氢冷器的散热片相当密集，风在整个氢冷器内的通路曲折，任何异物要通过氢冷器散热片都是非常困难的，因此检查时会发现氢冷器进风口底部有少量异物，但其出风口十分干净。根据冷却风在发电机内部的流向可知，由于氢冷器散热片的过滤作用，在转子线圈通风孔以后，即定子铁心通风孔（定子线圈）、定子铁心与外壳之间的空腔、氢冷器进风口前通道内的异物都无法进入转子线圈内，所以这些部位内的异物不会引起转子线圈对地短路目前发电机转子励磁回路一点接地故障是常见的故障形式之一。转子励磁回路一点接地故障对发电机并未造成危害，但相继发生第二点接地，即转子两点接地时，由于故障点流过相当大的故障电流而烧伤转子本体，并使励磁绕组电流增加。可能因过热而烧伤。由于部分转子绕组被短接，使气隙磁通失去平衡从而引起振动甚至还使轴系和汽机磁化。两点接地故障的后果是严重的，故必须装设转子接地保护装置。

发电机励磁回路接地保护

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确定，而式中励磁电压按空载励磁电压 U fd0 考虑。K 为可靠系数，可取 Krel 1.5 。则动作条件可写为：
rel
U0 Rf Ry Rk Ry Rf

1U 2
R fd 0 f
Ry Rk
Krel U0 U fdn Rk Ry
（3-3-8）
对于空冷或氢冷发电机，其励磁绕组对地绝缘电
阻在几兆欧及以上，正常情况下电桥平衡条件打破后
流过继电器的不平衡电流变化不大。而对于水内冷发
电机，对地绝缘电阻相当低，则流过继电器的不平衡
电流要有较大的变化。由图33(b)可求出继电器K中的
电流 Ik为（设 R1 R2 ）：
Ik
U fd

由此可解出表示最小灵敏度的过渡电阻值为：
Rf
U0 Ry 1.5 U0 U fdn Ra 0.5U0 1.5U fdn 0.5U fd 0
（3-3-9）
及
Ra Ry Rk Ry Rk
（3-3-10）
若 Rk 和 Ry 是给定值，则式（3-3-9）算出的 Rf 值为
殊，这一缺点没有得到明显改善。因此，对于大机组
来说，电桥式一点接地保护是不够完善的。励磁绕组
中点的固有交流分量的大小是不能改变的，利用这种
交流分量的普遍有效性尚需积累资料。 12
2、叠加直流电压式一点接地保护
TVA

U
U K I0 U0 Rk
U fd
LE
1 2 U fd
Ry
将一直流电压U0 经一继电器K顺向加到励磁绕组的一端与地之间，如图35所示，则构成了叠加直流电压式一点接
4

发电机励磁故障分析及处理对策

发电机励磁故障分析及处理对策摘要：在电厂中，发电机的应用十分广泛。

由于传统方法在实际应用中控制效果不好，发电机转子电流仍然会出现异常波动，定子电压回归稳态时间较长，因此该文提出模糊PID控制的同步发电机励磁控制方法。

在两相旋转坐标系下建立发电机等效数学模型，描述同步发电机转子磁链状态，利用模糊PID矩阵建立模糊PID控制规则，利用模糊算法确定发电机励磁补偿值，输出并执行励磁控制策略。

本文首先分析发电机励磁系统存在的问题，其次探讨发电机励磁故障过程，最后就发电机励磁故障处理对策研究，以供参考。

关键词：发电机；励磁系统；故障引言发电机的励磁回路接地保护配置,一般设置励磁回路一点接地灵敏段动作于信号而非灵敏段动作于跳闸,或者励磁回路一点接地动作于信号而两点接地动作于跳闸。

从目前运行的发变组保护来看,励磁回路一点接地保护动作情况较多,其中非转子绕组的外回路接地导致励磁回路一点接地动作较多发生,励磁回路两点接地非正确动情况也有发生。

1发电机励磁系统存在的问题发电机的性能状态将直接关系到机组执行其安全功能的能力。

但由于历史原因，当时所采用的系统均未经过严格意义上的1E级鉴定工作，一旦发电机设备失效将影响柴油机辅助给水泵执行安全功能。

柴油机辅助给水泵1E级发电机所带负载风机、空压机等设备，其控制回路电压采用的是发电机出口的相电压，在发电机刚启动时，发电机出口电压不稳定，初带载期间导致发电机下游负载控制回路跌落至其接触器线圈吸合电压以下，进而导致发电机下游负载无法正常稳定工作。

发电机刚启动时，因需要立即带载的负荷容量过大，出现了发电机出口电压较长时间不能恢复的问题。

为了消除上述弱项，需要对辅助给水泵柴油发电机及其控制回路进行改造。

2发电机励磁故障过程分析在初期故障查找分析中，相关人员根据DCS报警信息，曾怀疑是机组DCS系统卡件通讯异常跳闸，使故障查找陷入困境。

电气专业通过对励磁系统的相关报警记录，初步怀疑是励磁故障问题，但是励磁常见故障种类较多，查找困难。