火力发电机转子一点接地事故原因分析及处理

火力发电机转子一点接地事故原因分析及处理

刘刚 ¹ 甄海燕 ² 王全宾 ¹

¹ ：山东日照钢铁控股集团有限公司 山东日照 276826

²：山东金马工业集团 山东日照 276826

摘要:通过对大型电厂发电机的转子的单点停机接地断电保护的实例分析,解释了电厂发电机单点停机发生事件,并重点分析了电厂发电机的转子出现单点停机接地断电保护停止动作的主要原因和停机事故发生处理的主要原因。解释以如何提高火力发电机正常运行的工作安全性和工作可靠性。

关键词:火力发电机;转子;接地事故;故障处理

1 转子一点接地原理

发电机中的转子在驱动设备正常运行时，通过连接驱动到泵的直流电源,并通过励磁器和滑环进行连接驱动到外部泵的直流电源^[1]。转子体的绕组通常具有相当可靠的电子绝缘元件保护,并且一个转子体与两个定子之间几乎没有任何电气线路连接。如果风力发电机正常运行时内部出现压力接地点,则可能表明发电转子上的绝缘膜断层发生损坏或由于某些自然原因直接降低了发电转子上的绝缘膜断层,导致发电转子与其供电绕组之间可能存在压力接触。这种特殊情况的机会通常持续很短的一段时间,或在瞬间就会消失。此时,应通过相应定期检查高压发电机安全保护装置结构及其整体外观。如果这种情况持续很长时间,则应将其关闭以进行维护。当转子从一点接地到两点接地时,自动控制系统将发出跳闸命令。转子的单点接地在保护发电机的安全运行中起着非常重要的作用。通常,操作人员接到保护警报后,会去现场观察,并根据实际情况决定是否停机进行维修。转子在两点接地命令跳闸。

2 事故经过

2019年11月14日,火力发电厂在对#2发电机的故障dcs进行监控报告发现,发电机的励磁驱动电流大大减小,励磁整流电压大大增加,发电机的无功功率因数减小为一个负值,并且同时有两个监控通道驱动发电机都有avr的监控报告发生故障,dcs监控会在驱动发电机两个转子的过单点电流接地同时保护装置动作,发电机励磁-驱动变压器接地保护装置励磁和驱动变压器过励磁电流接地保护装置动作,发电机转子跳闸以及驱动汽轮机转子跳闸之后立即发出报告" AVR欠励磁极限"。检查结果发现,保护柜上有a,励磁调节器,线路故障记录仪和DCS具有启动和跳闸报警信号^[2]。

3 动作原因分析及处理

3.1检查情况及分析

(1)现场检查:发电机的导电螺钉的根部没有变色,并且导电螺钉的上后盖和L形连接板与滑环之间的连接处的螺钉均具有锁定板。拆下发电机励磁电刷支架后,发现发电机励磁端滑环的导电螺丝处有电弧放电烧伤痕迹,滑环和导电螺丝的连接板已烧毁,融化了。

(2)驱动绝缘条件测试试验条件:首先测试一台发电机励磁直流变压器的驱动绝缘和直流驱动电阻,测试是否合格;进行电机驱动转子直流源的电阻和转子交流电的阻抗综合测试,将电机转子直流源的电阻和转子交流电的阻抗综合测试试验数据与以前的预防大修用电测试试验数据结果进行相对比较,该测试数据之间有很大量的差异,不一定符合目前预防性大修测试操作程序和大修测试的技术要求不一定合格;测试发电机励磁电压导线和励磁驱动电压二次回路驱动电缆的摇晃采样试验检查绝缘条件是否完全合格,励磁电压调节器的驱动电流和励磁电压通过采样试验检查结果是否正常。

(3)定期检查火力发电机组的运行运动趋势,并回放监控录像。放电整个过程大约持续55s。在整个充电过程中,励磁器的电流,电压和励磁发电机无功功率因数会同时发生较大波动。在这个参数发生波动之前,导电滑环螺钉上的连接板和导电滑环的每个接触面和表面已经振动开始。随着驱动过热励磁转子的转动整体励磁阻抗系数继续不断增加,励磁驱动电流逐渐减小,励磁电流调节器自动进行调节以便于增加驱动发电机励磁驱动电流,以便于保持驱动发电机的进出口励磁电压的高度稳定性。当电动发电机组的转子进行高速旋转时,电极的弧光和带有金属光的氧化物最终分离会直接导致正,负极的滑环电流短路,而励磁器的变量过大对电流具有保护器的作用,是可能导致电动发电机组自动跳闸的主要危险原因。

3.2事故处理及预防

(1)装回发电机滑环内部的励磁线圈导线的固定螺钉,连接板,滑环和其他附件。

(2)对发电机转子的隐患进行全面调查和处理,并根据检修项目对转子进行绝缘测试。

(3)测量转子电路的完整直流电阻,并将测量数据与工厂,移交和以前的大修测试数据进行比较,以确保数据不超出标准^[3]。

(4)在发电机的后续检修中,确定了直流电阻测量位置和转子导电螺杆组件的检查标准,并将维护项目列为工厂级验收项目,并设置为质量证明点,以确保维修质量。

4 转子一点接地的几种情况

4.1转子接地报警

转子接地警报是由励磁电压波动引起的,这种情况通常有两个原因:一个是转子本身的问题,例如绝缘减少,与地面的牢固连接或虚拟连接;另一个是自励发电机启动时的辅助励磁，自分流切换时会发生电压波动。

4.2转子接地故障

停机前或静止状态下,转子的接地绝缘是正常的。当设备启动时,电压升高并且转子在一点处接地,并且转子电路绝缘是正常的。在这种情况下,阳极侧通常不能很好地接地，检查励磁变压器的出口母线是否与机柜或接地零排重叠。

4.3检查注意事项

当我们发生直流转子导电单点侧的接地漏电警报时,问题不一定在直流电的转子侧,并且我们需要彻底深入研究从励磁到直流转子导电绕组的整个导电环路。交流和直流侧的电压接地会分别导致两个转子对应接地面的正负方向电压发生波动。处理直流转子电路接地电阻故障时,纯粹的绝缘或直流转子电阻故障测试仪的数据可能无法完全准确解释这一问题。静态为正常时,正常电压启动后动态电压持续上升,并同时发生电压警报时,需要定期检查各种动态电压测试和启动波形检测方法^[4]。

5 结语

确保发电机运行的安全非常重要。一旦发电机本身发生故障,保护装置不能可靠运行,发电机将受到较小程度的损坏,难以维修,经济损失非常大;最坏的情况会造成人员伤亡,并造成灾难性的后果。转子的单点接地保护是发电机的重要保护之一。当设备正常运行时,转子电路与地面绝缘。当转子电路的绝缘层减少或损坏时,可能会导致转子电路接地故障。如果在运行过程中发生此类故障,应立即采取相应措施以消除故障并确保设备正常运行。

参考文献：

[1]秦军旗. 托电2号发电机转子一点接地误报原因分析及处理[J]. 内蒙古科技与经济, 2019, 000(007):96-97,99.
[2]林秋文. 水轮发电机组转子绕组一点接地故障的快速检查及处理[J]. 轻松学电脑, 2019, 000(019):P.1-1.
[3]冯宁. 某联合循环机组启动中转子一点接地原因分析[J]. 电力设备管理, 2020, No.49(10):119-120+122.
[4]胡昌雄, 李冬. 隔河岩电厂3号发电机转子一点接地案例分析[J]. 水电与新能源, 2020, 034(005):74-75,78.