转子一点接地保护原理示意图
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。
无刷励磁同步发电机转子一点接地保护的探析
无刷励磁同步发电机转子一点接地保护的探析目前针对同步发电机转子一点接地保护方法与技术的研究多针对有刷同步发电机而言，较少涉及到针对无刷励磁同步发电机转子一点接地保护问题的研究。
本文为弥补研究局限，尝试对无刷励磁同步发电机的运行原理进行分析，并从单端注入方波电压一点接地保护、叠加直流电压一点接地保护两个方面着手，就无刷励磁同步发电机转子一点接地保护的关键技术手段与实现方式进行了分析与探讨，仅供参考与关注。
标签：无刷励磁同步发电机;转子;一点接地保护现代电力工业中对同步发电机的应用规模日益扩大，电力系统生产中同步发电机所扮演作用是非常关键的，其运行质量直接对整个电力供应系统的运行性能产生影响。
但受结构以及安装质量等一系列因素的影响，同步发电机在高速旋转状态下转子承受较大离心力作用，导致转子绕组频频出现绝缘故障，以绕组接地为最常见故障表现形式。
1 无刷励磁同步发电机概述无刷励磁同步发电机主要构成包括主发电机、旋转整流器、交流励磁机这几个部分。
主发电机为旋转磁级同步发电机，旋转整流器为三相整流桥，交流励磁机则为旋转电枢同步发电机。
无刷励磁同步发电机的基本运行原理是：在原动机面向主发电机提供拖动作用力同時旋转的过程当中，交流励磁机的转子上电枢绕组对发电机剩磁进行切割处理，此过程中基于自励机制形成三相交流电，并在旋转整流器的处理条件下将三相交流电经整流形成直流电，在此基础之上进入主发电机转子绕组内达到励磁目的。
2 单端注入方波电压一点接地保护下图（如图1）所示为无刷励磁同步发电机单端注入式转子接地保护的基本工作原理示意图。
采用单端注入方波电压的一点接地保护模式在转子负端与大地间增加一个方波电源压，参考转子绕组对地电容大小对注入电源所对应切换频率进行动态调节，以满足转子一点接地电阻实时性求解需求。
该一点接地保护反应无刷励磁同步发电机转子对大轴绝缘电阻的下降。
图1中，定义R为注入大功率电阻，Us为注入方波电源，Rm为测量回路电阻，Rg为转子绕组相对于大轴的绝缘电阻水平，UL为无刷励磁同步发电机励磁直流电压。
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、转子接地保护
RCS-985 发电机注入式转子接地保护
接线图
图1 双端注入式接线示意图
图2 单端注入式接线示意图
RCS-985 发电机注入式转子接地保护
注入式转子接地保护原理
发电机正常运行时转子绕组回路对地（大轴）是绝缘的，发生转子 绕组接地故障后，对地绝缘被破坏。为此，通过在发电机转子绕组两端 （如图3 所示）或一端（如图4 所示）注入方波信号电源，可区分正常 运行和接地故障。正常运行时发电机由注入电源引起的对地泄漏电流几 乎为零；转子绕组接地故障时，此电流明显地发生改变，通过检测该电 流的变化，可实时计算转子一点接地电阻及一点接地位置。这种原理既 能在100%范围内测量转子接地故障，同时也能反映转子绕组绝缘下降 ，起到对绝缘老化监视的作用。
RCS-985 发电机注入式定子接地保护
保护原理
RCS-985 发电机注入式定子接地保护
保护原理
RCS-985 发电机注入式定子接地保护
保护原理
注入式定子 接地保护出 口逻辑
RCS-985 发电机注入式定子接地保护
定值整定原则
发电机中性点经配电变高阻接地，当定子绕组发生单相接地故障时，其等效 的基波零序回路电路如下图所示：
RCS-985 发电机注入式转子接地保护
注入式转子接地保护原理
图3 双端注入式保护方案
图4 单端注入式保护方案
RCS-985 发电机注入式转子接地保护
注入式转子接地保护原理
注入式转子接地保护分为两种原理，双端注入式原理和单独注入式原理。其中双 端注入式原理较有代表性，以此为例阐述注入式转子接地保护原理，其等效原理图如 图3 所示：
RCS-985 发电机注入式定子接地保护
组屏
RCS-985 发电机注入式定子接地保护
转子接地保护
Kd和Kq为可靠系数，建议前者取1～1.2，后者取0.8～1；
Uef、Ief为发电机额定线电压和额定电流
nTA、nTV为电流互感器和电压互感器的变比。
很多情况下XA的整定不使用Xq*而使用纵轴瞬态电抗Xd*’，根据稳态异步边界条件整定，阻抗圆的XA取0.5 Xd*’，XB通常取1.2 Xd*。
保护判据为：
辅助判据为负序电压元件、延时和PT断线闭锁，利用负序分量可以鉴别失磁故障与短路故障或伴随短路的振荡，使用负序分量闭锁失磁保护；延时可以躲过振荡的影响；电压回路断线时应闭锁失磁保护。
失磁保护阻抗圆的整定公式：
式中： Xd*和Xq*为发电机的纵轴同步电抗（标么值）和发电机的横轴同步电抗（标么值）
◆ 转子两点接地保护
转子两点接地是以一点接地为基础的，当测量到一点接地后，继续计算，发生两点接地后α会发生变化，当α的变化量Δα超过ห้องสมุดไป่ตู้值后发电机跳闸，判据为：
αSET 为转子两点接地保护定值
◆ 失磁保护
发电机励磁系统故障会导致发电机与系统失步，对机组和系统都会造成重大危害。本装置采用00接线方式（Uab,ab）,动作曲线采用异步阻抗特性曲线，如下图所示：
转子一点接地保护
该保护主要反映转子回路一点接地故障，保护采用乒乓切换原理，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阻值和位置。原理如下图：
图中S1、S2是由微机控制的电子开关，Rg为接地电阻，α为接地点位置，E为转子电压，R为降压电阻，R1为测量电阻。通过切换S1、S2的导通，测量到R1的不同压降，可以测量到Rg；测量到接地电阻及位置，并记忆，为判断转子两点接地准备。
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。
发电机转子接地保护原理综述综述0824
发电机转子接地保护原理综述发电机转子绝缘损坏时引起的励磁回路接地故障是常见的故障，据统计，1999年全国100MW及以上发电机发生转子接地故障九次，占发电机本体故障的30％，可见转子接地保护对于保护发电机本体遭受更大的损害有非常重要的意义。
在研制保护装置之前，首先要了解发电机转子接地保护原理。
发电机转子接地保护分为一点接地保护和两点接地保护两种。
本文主要分析了各种保护的基本原理，它们的优缺点以及改进。
一、转子一点接地保护发电机转子一点接地保护方法主要有电桥法，叠加直流电压法，叠加交流电压法（主要是导纳法），乒乓法。
下面分别介绍他们的工作原理及优缺点。
（一）电桥法图1－1电桥式一点接地保护原理图 (a)正常情况下；（b ）经过渡电阻一点接地利用电桥原理构成的一点接地保护，其原理图如图1－1所示。
(a),(b)分别是正常情况和一点接地情况下的原理图。
集中电阻y R 表示绕组对地绝缘分布电阻。
励磁绕组LE 的电阻构成构成电桥的两个臂，外接电阻R1和R2 构成另外两个臂。
正常情况下，调节电阻R1和R2，使流过继电器J 的不平衡电流最小，使继电器的动作电流大于这一不平衡电流。
当一点经过渡电阻接地后，电桥失去平衡，此时继电器的动作。
电流的大小决定于k 点的位置以及过渡电阻Rf 的大小。
当电流大于继电器J 的动作电流时，继电器动作。
当励磁绕组的正端或负端发生接地故障时，这种保护装置的灵敏度很高，然而，当故障点位于励磁绕组中点附近时，即使是金属性接地，保护装置也不能动作。
这是电桥法的根本缺陷。
为了消除这一缺陷，在电桥的1R 臂中串接一只非线性电阻f R 。
非线性电阻0f R u i α-=，其中α是常数，当电压0u 升高，电流i 非线性地增加，电阻f R 下降;反之，则f R 上升。
因此，串接这个非线性电阻后，电桥的平衡条件会随着励磁电压的改变而变化。
在某一电压下的死区，在另一电压下变为动作区，从而减小了拒动的几率。
转子接地保护原理
发电机转子接地保护原理发电机正常运行时，转子的转速很高，离心力极大，承受的电负荷又重，一次励磁绕组绝缘容易破坏。
绕组导线碰接铁芯，就会造成转子一点接地故障。
发电机励磁回路的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，因此发电机可继续运行。
但发生一点接地以后，励磁回路对地电压会有所升高，例如当负极接地，励磁绕组正极对地电压即增加到工作励磁电压值；正极接地，励磁绕组负极对地电压也增加到工作励磁电压值。
因此当转子发生一点接地后，如发电机仍然继续运行，遇上励磁绕组其他点绝缘水平降低时，就有可能发生转子回路的第二点接地。
励磁回路两点接地后构成短路电流通路，可能烧坏转子绕组和铁芯。
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，特别是多机组振动更严重。
此外，转子两点接地还可能使汽轮发电机组的轴系统和汽缸磁化。
因此，转子一点接地以后,应该对励磁回路进行认真检查.同时是否会有保护误动作:根据某些保护构成原理,检查是不是因为炭刷接触不良所引起.此外,还可以倒换备用励磁以找出接地范围.如果一旦确认转子一点接地,应该投入转子2点接地保护,这时候,严禁在励磁回路上工作,以防保护误动作。
需要指出的是,在转子一点接地的同时,若发电机出现振动,则应该立即解列停机。
一．转子一点接地保护1.绝缘检测装置用一个电压表定期测量励磁回路正负极对地电压，其接线如下图所示。
图中元件1为励磁绕组，元件2为接地炭刷。
励磁绕组对地存在着绝缘电阻，设这些绝缘电阻对地均匀分布，如图中的r1,r2,…，r n－1，r n。
当励磁绕组绝缘良好时，所测得的正极对地电压和于负极对地电压。
如果正极接地，则负极对地电压为工作励磁电压；如果负极接地，则正极对地电压为工作励磁电压。
如果励磁绕组其他点接地，一般情况下，正极对地电压不等于负极电压，而且所测得的电压低于工作励磁电压。
但是如果励磁绕组中部接地，则所测得的正极对地电压将等于负极对地电压，且为工作励磁电压的一半。
转子接地保护原理
发电机转子接地保护原理发电机正常运行时,转子的转速很高，离心力极大，承受的电负荷又重，一次励磁绕组绝缘容易破坏。
绕组导线碰接铁芯，就会造成转子一点接地故障。
发电机励磁回路的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，因此发电机可继续运行。
但发生一点接地以后，励磁回路对地电压会有所升高，例如当负极接地，励磁绕组正极对地电压即增加到工作励磁电压值;正极接地，励磁绕组负极对地电压也增加到工作励磁电压值。
因此当转子发生一点接地后，如发电机仍然继续运行，遇上励磁绕组其他点绝缘水平降低时，就有可能发生转子回路的第二点接地。
励磁回路两点接地后构成短路电流通路，可能烧坏转子绕组和铁芯。
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，特别是多机组振动更严重。
此外,转子两点接地还可能使汽轮发电机组的轴系统和汽缸磁化。
因此，转子一点接地以后，应该对励磁回路进行认真检查。
同时是否会有保护误动作:根据某些保护构成原理,检查是不是因为炭刷接触不良所引起.此外,还可以倒换备用励磁以找出接地范围.如果一旦确认转子一点接地，应该投入转子2点接地保护,这时候,严禁在励磁回路上工作,以防保护误动作。
需要指出的是,在转子一点接地的同时，若发电机出现振动,则应该立即解列停机。
一．转子一点接地保护1.绝缘检测装置用一个电压表定期测量励磁回路正负极对地电压，其接线如下图所示。
图中元件1为励磁绕组，元件2为接地炭刷。
励磁绕组对地存在着绝缘电阻，设这些绝缘电阻对地均匀分布,如图中的r1,r2,…，r n－1，r n。
当励磁绕组绝缘良好时,所测得的正极对地电压和于负极对地电压.如果正极接地，则负极对地电压为工作励磁电压；如果负极接地，则正极对地电压为工作励磁电压。
如果励磁绕组其他点接地,一般情况下，正极对地电压不等于负极电压，而且所测得的电压低于工作励磁电压。
但是如果励磁绕组中部接地，则所测得的正极对地电压将等于负极对地电压，且为工作励磁电压的一半。
转子一点接地保护动作原因分析与故障查找
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 ４ Ｏ ｋ Ｑ～ ｌ Ｏ Ｏ ｋ Ｄ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 （ ５ ０ Ｖ）与一 号厂直 流系统 （ ２ ２ ０ ｖ）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６ ３ Ｄ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 。
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
对于南 自 ＤＧ Ｔ ８ ０ １ Ａ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 Ｓ 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
电阻。
为转子对 地绝缘 为
发 电机 保护采 用 ＤＧＴ ８ ０ １ Ａ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
图中 Ｓ 为 电子开关 ，由软件控 制；
统接地 引起的发电机转子一 点接地保护动作 。
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 ＝ Ｒ ＝ ３ ０ ｋ Ｄ，
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 Ｓ ＶＲ ２ ０ ０ ０型 微机 励 磁 调节 器 ，
Ｕ＝ ５ ０ Ｖ，Ｕ 为励 磁 电压，
转 子 接 地 时 的过 渡 电 阻 ；ｕ。 为 测 量 电 压 。 直 流 电源 Ｕ 由 保 护 装 置 自产 。在 电 子 开 关 ｓ 闭
发电机变压器单元接线保护配置
第一章概述第一节发变组的故障及异常状况一、发电机可能发生的故障和异常运行状况及所需保护由于发电机结构复杂，发生故障的可能性较大，同时系统故障的可能性也较大，系统故障甚至可能损伤发电机，按照各种故障对发电机可能造成的损坏程度的不同，发电机的故障一般可分为故障和异常运行两大工况，并各自设置相应的保护。
大型发电机可能的故障和相应的保护综述如下：（1）定子绕组相间短路故障。
会引起巨大的短路电流，严重烧损发电机。
需要装设瞬时动作的纵联差动保护。
（2）定子绕组匝间短路故障。
故障时同样会引起巨大短路电流而烧毁发电机。
要求装设瞬时动作的专用匝间短路保护。
（3）定子绕组单相接地故障。
是常见的故障之一，通常因绝缘破坏使得绕组对铁心短路而引起，故障时的接地电流引起的电弧一方面灼伤铁心，另一方面会进一步破坏绝缘，导致严重的定子绕组两点接地，造成匝间或相间短路。
因此对于大型发电机，规定装设能灵敏地反应全部绕组接地故障的100%定子绕组接地保护。
（4）发电机转子接地故障。
又分为一点接地和两点接地。
转子一点接地后可能诱发转子绕组两点接地，而两点接地会因磁场不平衡而引发机组剧烈震动，造成灾难性后果。
因此大型汽轮发电机要求同时装设转子回路一点接地和两点接地保护。
（5）发电机失磁故障。
发电机失磁或部分失磁是发电机常见故障之一，要求及时检测到失磁故障，并根据失磁过程的发展，采用不同的措施，来保证系统和发电机的安全，因此需要装设失磁保护。
除此之外，各种系统异常工况或调节装置故障也可能使发电机处在异常运行状态，从而危及发电机安全，因此也需要装设相应的保护装置。
如：（1）负荷不对称出现的负序电流可能引起发电机转子表层过热，需装反时限不对称过负荷保护。
（2）对于对称过负荷，需装反时限对称过负荷保护。
（3）对于励磁回路过负荷，需要装设反时限转子过负荷保护。
（4）与系统并列运行的发电机可能因机、炉保护动作等原因将汽门关闭而引起逆功率运行，为防止汽轮机叶片与残留尾气剧烈摩擦过热而损坏汽轮机，应装设逆功率保护。
发电机转子接地保护
发电机转子接地保护正常运行时,发电机转子电压（直流电压）仅有几百伏,且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。
但是,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。
为确保发电机组的安全运行,当发电机转子绕组或励磁回路发生一点接地后，应立即发出信号，告知运行人员进行处理；若发生两点接地时，应立即切除发电机.因此，对发电机组装设转子一点接地保护和转子两点接地保护是非常必要的。
规程规定，对于汽轮发电机，在励磁回路出现一点接地后，可以继续运行一定时间（但必须投入转子两点接地保护）；而对于水轮发电机，在发现转子一点接地后，应立即安排停机。
因此，水轮发电机一般不设置转子两点接地保护.一发电机转子一接地保护1 转子一点接地保护的类别转子一点接地保护的种类较多，主要有叠加直流式、乒乓式及测量转子绕组对地导纳式(实质是叠加交流式)。
目前，在国内叠加直流式转子一点接地保护及乒乓式转子一点接地保护得到了广泛应用。
2 叠加直流式转子一点接地保护（1）构成原理叠加直流式转子一点接地保护的构成原理是：在发电机转子绕组的一极（正极或负极）对大轴之间，加一个直流电压，通过计算直流电压的输出电流，来测量转子绕组或励磁回路的对地绝缘。
其构成原理框图如图43所示。
U=图43 叠加直流式转子一点保护原理图在图42中：=U－外加直流电压；I－计算及测量元件；pR－转子接地电阻。
正常工况下，发电机转子绕组或励磁回路不接地，外加直流电压不会产生电流；当转子绕组或励磁回路中发生一点接地时（设接地电阻为R)，则外加直流电压通过部分转子绕组、接地电阻、发电机大轴构成回路,产生电流p i。
接地电阻越小,p i越大；反之亦反。
测量计算装置根据电流p i的大小，便可计算出接地电阻值.(2)叠加直流电源在转子一点接地保护中采用的叠加直流电源，可以采用外加电源，也可以采用由保护装置自产直流电压.外加直流电源,通常是将发电机机端TV 二次某一相间电压通过单相桥式整流后取得. 在DGT801系列发电机变压器保护装置中,将保护装置的外加直流电源,通过逆变变压器变成高频交流,再将该高频交流通过整流及滤波产生50V 左右的直流，供转子一点接地保护用.叠加直流电源由装置自产的转子一点接地保护主要优点是：转子一点接地保护的工况不受发电机运行工况的影响,从而在发电机停运时也能正确地检测转子绕组及励磁回路的对地绝缘。
转子一点接地保护原理示意图
同一个接点地 d "
上式表明 Œ 当接地电阻越小 Œ 则测定电
导 G 越大 , 所以将上式作为转子一点接地
保护 的 动 作 判 据 , 当 Rjd œ R zd (整 定 电 阻) , 即当 G ž Gzd (整定电 导) 时 保护 动 作"
实质是电子开关在时序电路控制下周期
性地导通 ! 截止 Œ 即转子的正负极人为地周
在时序电路控制下周期性地导通 ! 截止 Œ 即转子的 正负极人为地周期性接地来监测转子的对地绝缘状 况 " 这对电桥平衡原理的转子两点接地来说 Œ 相当 于出现永久性的不固定的两点接地故障 Œ 电桥无法 调节平衡 Œ 这样使两点接地保护装置不能正常可靠 地投入运行 " 因此要使这两种原理的转子接地保护 并存运行 Œ 必须对乒乓原理转子一点接地保护的逻 辑电路进行改进 Œ 使这两种原理的接地保护装置能 够安全可靠地运行在系统中 "
方案 ’ š 利用转子一点接地保护的出口接点 Œ 并加时限电路及双稳态触发电路 Œ 去闭锁时序电路 控制的电子开关 Œ 从而起到退出一点接地保护的功 能 " 时限回路的时间长短略长于装置的最长时限 Œ 最好设计成可调 " 为使装置再次工作 Œ 设有双稳态 触发电路复位按钮 " 具体接线见图 ” "
另外 Œ 可以在方案 ’ 基础上 Œ 利用乒乓式转子 一点接地保护的出口常闭接点去触发桥平衡原理的 一个双稳态开关 Œ 实现自动退出一点接地保护和自 动投入转子两点接地保护的功能 " 运行人员只对两
³‘ 闭合 ³’ 打开时 Œ 直流稳态电流 ! 电导分别 为
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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。
乒乓式转子一点接地保护原理
乒乓式转子一点接地保护原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠乒乓式转子一点接地保护原理。
咱就说这转子啊，就好比是汽车的轮子，得好好保护着。
那这乒乓式转子一点接地保护呢，就像是给轮子加了一道特别的防护。
你看啊，正常情况下，转子就好好地转着，没啥问题。
可要是万一出现了一点接地的情况，就好像轮子上扎了个小钉子。
这时候乒乓式保护就开始发挥作用啦！它就像个机灵的小卫士，迅速察觉到这个小毛病。
它是怎么做到的呢？这就好比是有两个小“侦探”，一个在这边，一个在那边，时刻关注着转子的情况。
一旦有接地的信号出现，它们马上就能发现。
而且啊，这个保护还特别智能。
它不会因为一点点小波动就大惊小怪，非得确定了真有问题才行动。
就像咱人一样，不能听风就是雨，得有真凭实据才下结论嘛！你想想，如果没有这个乒乓式保护，那转子出了点小问题咱都不知道，等问题大了可就麻烦啦！那不是跟车子没了刹车一样危险嘛！再比如说，这转子就像是咱家里的电器，要是出了故障不及时发现和处理，那可能整个家都得乱套。
而乒乓式转子一点接地保护就是那个能及时发现问题并解决问题的小能手。
咱平时可能不太注意这些细节，但它们可重要着呢！就像咱身体里的免疫系统，平时感觉不到它的存在，可一旦有病菌入侵，它就会迅速行动起来保护咱。
这乒乓式转子一点接地保护不也是这样嘛！平时安安静静地守护着转子，一旦有情况，立刻行动，多厉害呀！咱可不能小瞧了它，它可是保障机器正常运转的重要一环呢！总之呢，这乒乓式转子一点接地保护原理虽然听起来有点复杂，但咱把它类比成生活中的一些常见事物，不就好理解多啦？它就像是一个默默守护的卫士，时刻为转子的安全保驾护航。
咱可得好好珍惜和利用它，让机器能稳稳当当地工作呀！不然出了问题可就麻烦大啦，你说是不是？原创不易，请尊重原创，谢谢!。
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转子一点接地保护装置逻辑电路改进方案
´ ÈÅ©ÍÐÒÏÖÅÍÅÎÔ³ÃÈÅÍÅÆÏÒ¬ÏÇÉà £ÉÒÃÕÉÔÏÆ ² ÏÔÏÒ³ÉÎÇÌÅ2ÐÏÉÎÔ§ÒÏÕÎÄÉÎÇ °ÒÏÔÅÃÔÉÏÎ ¤ÅÖÉÃÅ
赵正滨 Œ 那艳秋 Œ 周 华
ˆ阿城继电器股份有限公司 Œ 黑龙江 阿城 ‘••“•’‰
图 ’ 电桥平衡式两点接地保护原理示意图
图 “ 励磁保护回路综合图
图 ” 改进后的转子一点接地保护装置逻辑框图
) ”— )
4 逻辑电路改进
图 ” 为改进后的逻辑方案 ‘ 和方案 ’ Œ 以虚框 ‘ 和虚框 ’ 加以区分 "
方案 ‘ š 简而易行 Œ 且不改动逻辑回路 Œ 直接 加一开关将交流 ’’• ¶ 电源断开即可 Œ 开关装于装 置的面板上 "
»’½ 祖伟 Ž 姚翔 Ž 余波 Ž 乒乓式转子一点接地保护的电路改进及其 分析 Ž 继电器 Ž ‘™™— Œ ˆ’‰
作者简介 š
赵正滨 Œ 男 Œ 工程师 Œ 主要从事大型发电机变压器保护装置的 研究与开发工作 "
ˆ收稿日期 ’••‘ • •‘ • ‘•‰
ˆ上接第 ”• 页‰
4 试验中应注意的问题
摘要 š 就分立式元件乒乓原理及电桥平衡原理的转子接地保护装置 Œ 在大中小型火电厂运行中所遇问题及乒乓原理一点接 地保护装置逻辑电路改进方案作详细分析 " 关键词 š 转子一点接地 › 转子两点接地 › 电桥平衡 › 电子开关 »中图分类号½ ´ - ”‘•1“• »文献标识码½ ¢ »文章编号½ ‘••” • —™‘“ ˆ’••‘‰ •” • ••”– • •“
Ã1 在使用 “ 倍频变压器时应确保其所带负载 为容性 " 特别是在被试变压器电容量过大 Œ 需要补 偿电抗时 Œ 要过补 " 作者简介 š
李晓东 Œ 男 Œ 工程师 Œ 现从事高压试验研究工作 "
ˆ收稿日期 ’••• • ‘’ • ’–‰
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方案 ’ š 利用转子一点接地保护的出口接点 Œ 并加时限电路及双稳态触发电路 Œ 去闭锁时序电路 控制的电子开关 Œ 从而起到退出一点接地保护的功 能 " 时限回路的时间长短略长于装置的最长时限 Œ 最好设计成可调 " 为使装置再次工作 Œ 设有双稳态 触发电路复位按钮 " 具体接线见图 ” "
另外 Œ 可以在方案 ’ 基础上 Œ 利用乒乓式转子 一点接地保护的出口常闭接点去触发桥平衡原理的 一个双稳态开关 Œ 实现自动退出一点接地保护和自 动投入转子两点接地保护的功能 " 运行人员只对两
阻越小 Œ 则测定电
导 G 越大 , 所以将上式作为转子一点接地
保护 的 动 作 判 据 , 当 Rjd œ R zd (整 定 电 阻) , 即当 G ž Gzd (整定电 导) 时 保护 动 作"
实质是电子开关在时序电路控制下周期
性地导通 ! 截止 Œ 即转子的正负极人为地周
’••• 年 ‘• 月阿继泛微公司供给山东郯城化工 厂的机组保护系统 Œ 包含一套励磁回路保护 Œ 其功 能有乒乓原理转子一点接地和电桥平衡原理的转子 两点接地保护 " 在电气试验中发现 Œ 当一点接地时 发出信号 Œ 退出压板解除信号投入转子两点接地保 护后 Œ 调节两点接地保护平衡器 Œ 平衡调节无效 " 从现象看相当于两点接地 " 下面对乒乓原理转子一 点接地和电桥平衡原理的转子两点接地保护进行简 述及对比分析 "
Á1 在试验前所有绝缘试验项目必须完成且合 格"
Â1 要将贮藏在各个套管及油枕中的空气全部 放出 Œ 套管表面擦拭干净 "
Ã1 用改变变压器分接头的方法 Œ 可适当改变 在 “ 倍频变压器星形侧过励磁倍数 "
Ä1 利用球间隙接阻尼电阻测量电压和做过电 压保护 " 球径 ‘•• Í Í Œ 间隙为 ”” Í Í Œ 保护电阻 选取为 ‘’• Ë8 ˆ‘ 8 • ¶ ‰ " 首先测压 Œ 空升到球隙 •• … 放电电压 Œ 观察 ‘‘ ˶ 侧电压表然后降低电 压 Œ 将间隙调整到 ‘1’ Í Í Œ 做过电压保护用 "
点接地保护装置进行平衡调节 Œ 投入跳闸压板 " 这 种方案可以减少运行人员的操作步骤 Œ 提高装置投 入的安全可靠性 "
改进后的乒乓式原理转子一点接地保护装置 Œ 可以安全可靠地与转子两点接地保护装置运行在一 套设备上 " 对没有改进的运行设备 Œ 一旦遇到这样 的问题可作为借鉴 "
参考文献 š
»‘½ 王维俭 Ž 电气主设备继电保护原理与应用 ˆ第一版‰ Ž 北京 š 中国电力出版社 Œ ‘™™–
K‘ K’
•
R‘ R’
然后投入出口压板 "
当转子出现两点接地时 Œ 电桥失去平衡等式不
成立 Œ 采样电阻 R 有激励量输出 Œ 保护动作 "
3 对比分析
为分析方便将图 ‘ 和图 ’ 综合为图 “ " 从图 “ 可以更清楚地看出 Œ 乒乓原理和 平衡原理这两种转子接地保护在系统中并存 时 Œ 一旦出现转子回路一点接地故障 Œ 设发 电机转子绕组的 d 点经接地电阻 Rjd 一点接 地 " 常规操作是解除压板退出信号回路 Œ 投 入两点接地保护 ˆ即图 “ 中 ³ 开关投入‰ " 值得注意的是 Œ 在转子回路中同时存在两种 不同原理的转子接地保护装置 " 其中乒乓原 理转子一点接地保护装置内部的电子开关 Œ
1 乒乓式转子一点接地保护原理
保护的动作判据是通过乒乓式工作原理来实现 的"
在图 ‘ 中 Œ 设发电机转子绕组的 d 点经接地 电阻 Rjd一点接地 Œ UL 为励磁电压 Œ U‘ 为转子正 极与 d 点之间的电压 Œ U’ 为 d 点与转子负极之间
) ”– )
图 ‘ 转子一点接地保护原理示意图
的电压 Œ R• 为保护装置内设电阻 Œ ³‘ 与 ³’ 为两个 电子开关 Œ 由时钟脉冲控制其状态为 ³‘ 闭合时 Œ ³’ 打开 Œ ³‘ 打开时 Œ ³’ 闭合 ˆ³‘ Œ ³’ 同时打开‰ Œ 二者循环交替运行 Œ 类似推来挡去的乒乓球 "
期性接地 " 通过这种方法可检测发电机转子
绕组的接地故障 "
2 电桥平衡式接地保护原理
保护的动作判据是测量桥平衡是否被破坏 Œ 采 样电阻 R 上是否有激励量输出来判断转子接地故 障"
转子两点接地保护装置 Œ 在发电机正常运行时 是不投入运行的 Œ 即图 ’ 中的 ³ 开关不投 Œ 出口压 板解除 " 当发电机转子出现一点接地故障时 Œ 由转 子回路的一点接地保护装置发出告警信号 " 运行人 员就地解除一点接地保护的出口压板 Œ 两点接地保 护装置投入运行 ˆ即图 ’ 中的 ³ 开关投入‰ Œ 调节 平衡器使电压表的读数为零 Œ 即下面等式成立 š
³‘ 闭合 ³’ 打开时 Œ 直流稳态电流 ! 电导分别 为
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³’ 闭合 ³‘ 打开时 Œ 直流稳态电流 ! 电导分别
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由于第一个采样点时刻与第二个采样点时刻是
Å1 施加电压上升速度在 ”• … 电压以前是任 意的 Œ 其后升高则必须为每 Ó“ … 的放电电压 "
5 测试结果
在实际测试时 Œ 首先对 “ 倍频变压器进行了测 试 " 开关 «’ 断开 Œ 合上开关 «‘ Œ 此时测量 U‘ •
欢迎
–—• ¶ 左右 Œ 然后断开开关 «‘ " 之后进行正式耐 压 Œ 同时观察被试变压器低压侧的电压 ! 电流 Œ 测 得 U“ • ’’ ••• ¶ Œ 基本与计算数值相符 "
¢ ! £ 两相的试验与 ¡ 相相同 "
6 结论
Á1 感应耐压试验设备的选择是至关重要的 Œ 必须在试验前考虑周全 Œ 否则将对被试变压器造成 危害 "
Â1 在进行感应耐压时线端对地及相间绝缘都 得到了考核 Œ 但中性点只有 ‘•“ 试验电压 Œ 一般不 能满足其耐压要求 Œ 对中性点绝缘的考核应在感应 耐压前用外施耐压来试验 "
在时序电路控制下周期性地导通 ! 截止 Œ 即转子的 正负极人为地周期性接地来监测转子的对地绝缘状 况 " 这对电桥平衡原理的转子两点接地来说 Œ 相当 于出现永久性的不固定的两点接地故障 Œ 电桥无法 调节平衡 Œ 这样使两点接地保护装置不能正常可靠 地投入运行 " 因此要使这两种原理的转子接地保护 并存运行 Œ 必须对乒乓原理转子一点接地保护的逻 辑电路进行改进 Œ 使这两种原理的接地保护装置能 够安全可靠地运行在系统中 "