发电机定子线棒接地故障实例处理研究

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1、发电机定子线棒接地故障实例处理研究　　摘要：本文简要介绍了水牛家电站2#机组线棒接地故障发生后的查找办法及原因分析，这对于同类水电厂处理线棒绝缘等类似问题有借鉴作用。关键词：定子线棒；夹渣；接地中图分类号：TM311文献标识码：A1概述水牛家电站是火溪河一库四级梯级开发的龙头水库电站，大坝高108m，库容1.4亿m3。厂房内安装2台35MW立轴混流式水轮机发电机组，均为东方电气集团东方电机有限公司制造，型号为SF35-12/3840，额定功率35MW，额定电压10.5kV，额定电流2199A，定子绕组接线方式为Y接线，额定功率因

2、素0.875，额定转速500r/min，于2007年5月1日投产。运行中，出现水牛家2号机组定子C相非直接接地。经多方面检查，判定为因绝缘制造过程中有夹渣的制造缺陷而致定子线棒存在绝缘薄弱点。2故障过程2.1故障发生6水牛家水电站2号机组运行过程中，发出“定子接地故障”报警信号，申请调度同意后停机检查。通过检查机组WFB-811保护装置和监控系统事件记录：A相电压6.47kV、B相电压7.34kV、C相电压4.55kV，零序电压27kV。初步判断为发现定子线棒C相存在高阻接地现象。2.2故障点的查找查找发电机定子线棒接地点，有的

3、简单，凭肉眼外观就能发现；有的棘手，常规方法很难找出故障点。在退出发电机出口电压互感器，解开中性点铜排等措施后，首先通过2500V摇表摇对地绝缘，A、B相绝缘在20GΩ以上，C相绝缘仍为70kΩ左右，确认C相接地。外观检查发电机本体、定子上下端部、发电机封母等处，均没有发现明显损伤和焦黑痕迹。对于有过渡电阻的水轮发电机组定子接地故障常用的有：（1）泄漏电流法。直流耐压试验中当直流电压加在线棒上时，用金属叉具探测存在绝缘缺陷的线棒端部电压，根据电压或泄漏电流变化来判断；（2）绝缘破坏法。采用突然加直流高压或加交流电压（如5kV，1

4、0kV，20kV逐渐加压）的办法将经小过渡电阻的接地击穿成直接接地，加压时在保证安全的情况下，须派人监视发电机放电点；（3）二分法。在故障相绕相的1/2处将其并头套打开，先判断出故障点在哪一半，再继续用二分法查找故障点，如此下去最终总能将故障点找到。6如何在最短的时间内找到故障点并将其排除，对确保电网的安全经济运行具有极大的现实意义。我们当时采用了“电容放电法”查找故障点，即在前面摇绝缘时解开中心点铜排和断开出口铜排连接基础上，重新将中性点A、B相串联连接在一起，在发电机出口铜排处用2500V的摇表对“A+B”串联线棒摇绝缘1m

5、in（注意：摇绝缘后暂不放电），再用充好电的“A+B”串联线棒对故障C相绕组突然放电，在机坑内熄灯观察放电火花的方法寻找故障点。采用此方法，我们顺利地确定了位于上层线棒第127槽上槽口靠齿压板5cm的位置有放电火花和放电声音。放电部位如下图1所示。3故障原因分析为尽快修复线棒绝缘，现场试图对线棒绝缘损坏点进行进一步的查找和处理，但清理和削刮放电部位线棒表面后未发现放电故障点。清理和削刮后情况见图2。由于放电位置靠近下层线棒方向，在不吊转子的情况下无法进行处理和修复。随后申请水牛家电站2号机组转检修并对缺陷线棒进行更换处理。在发电

6、机转子吊出后即开展127槽上层线棒故障点查找和分析工作，拔出上层线棒后，仔细查看靠近放电槽口的下层线棒表面，外观找不到任何放电痕迹，之后用放大镜才找到是比针尖还小的故障点，放电路径是沿127槽上层线棒表面经铁心阶梯齿处对地放电（这也是为什么C相呈现高阻接地的原因）。详见图3、图4。6查阅发电机出厂试验记录及新机投产时所做绝缘、直流电阻、定子绕组直流耐压和泄漏电流、交流耐压、温升等试验数据，所有试验数据均合格。再结合现场检查放电处虽处于槽口但绑扎垫块紧固，无电磁力作用线棒运动绝缘受损痕迹等情况，最终确认线棒击穿的根本原因是127槽

7、上层定子线棒在绝缘制造过程中有夹渣，存在制造缺陷，含夹渣的定子线棒在运行一段时间后绝缘劣化到一定程度导致接地。4处理措施处理实施过程中，试图对绝缘层进行刮削修复，但经多次抛割打磨仍无法使绝缘恢复。然后，又试图采用跨接的方式将接地线棒短接的临时处理办法，由于工作空间狭小，经一整夜处理进展缓慢，还存在处理不彻底，磁场不平衡和振动温升等不确定隐患，处理时间也较长。6为了避免故障重复发生，最终决定吊转子查明原因后彻底进行处理。在吊转子后查明根本故障原因是由于127槽上层定子线棒存在夹渣的制造原因后，立即采取用原随机组供货同步提供的备品线

8、棒更换处理。处理过程中采取完善电机下线、端部固定、绑扎的工艺及质量监控措施，严控发电机填充物未完全固化就进入下一道工序，防止铁磁物质及颗粒杂物卡在绑带及线棒间（以避免在以后运行中电磁力作用下运动磨损绝缘），施工现场严格使用清洁鞋、衣，操作人员穿联体工作服，进操作