关于水轮发电机组定子绕组接地现场查找方法的探讨

时间：2024-07-28

花振国，袁永生，武彬

(国电大渡河瀑布沟水力发电总厂，四川汉源 625304)

1 绝缘电阻法

1.1 主要器材:绝缘摇表。

1.2 测试方法:绝缘摇表可以说是生产中运行人员经常常使用到的一种工器具，当发生接地故障时，我们首先应确定机组是否确有接地故障以排除保护装置误动的可能。测绝缘前应做好安全措施:拉开发电机出口刀闸和发电机组出口电压互感器，对于中性点经接地变压器或者消弧线圈的机组还应拉开中性点刀闸。确认发电机接地后，对于中性点可拆开的，拆开后，即可判断出接地点在哪一相，对于中性点无引出线的发电机，用绝缘电组法只能知道整个发电机有接地点。若想直接判断出故障相别，可借助保护装置动作报告和故障录波波形进行判断。

2 直流测试法

2.1 主要器材:快速电阻测试仪(或者其它直流恒流源)。

2.2 测试方法:直流电阻测试仪作用是作为恒流源来提供电流，电路模型图型如图1所示:

图1 电路模型

我们分别测试出故障相绕组首段和末端对地电压U1和U2，若我们已知每相绕组含线棒个数为N，便可得出以下几点:

2)若我们还有绕组正常情况下通过电流I时绕组两端电压数据U，则又可得到以下结论:①若│U│约等于│U1│与│U2│的和，则可确定该绕组为一点接地;②若│U│远大于│U1│与│U2│的和，则可确定该绕组不止一点接地。

3)结合绕组接线图我们便可以确定接地线棒所在位置。

这种方法优点就在于接线简单，测量方便，对于单分支绕组接地故障的查找尤其有效，但对于多分支绕组来说，就需要将故障绕组首段和末端焊开之后才能查找出故障点，需要较长工期。

3 交流测试法

1)主要器材:行灯变(2台)，钳形电流表，调压器，电流表。

2)试验方法:对于许多大中型水轮发电机组来说，每相绕组会有很多分支，有的有三分支，有的有六分支，这种情况下采用直流测试方法便显得不是很有效，为了不用将多分支绕组解开耽误工期，便可以采用交流测试法。电路图如图2所示。

图2 交流测试法电路图

为了防止试验电源短路，两台行灯变采用“背靠背”接法，即让行灯变2短路运行作为行灯变1的负载。以三分支绕组为例说明，我们先用钳形电流表测量每个分支的电流，其中有两个个分支电流应大小相当，一个分支电流明显偏大，则可确定电流大的分支为故障分支。这时我们结合绕组接线图找出该分支线棒位置，逐步测量它们的电流，当我们测量到某个区域附近内有一个线棒电流比同一个分支内相邻线棒电流要小时就可以确定接地点就在该部位。

这种方法优点就在于查找多分支的绕组接地时不用将端部解开，避免了很多工序。但是由于大型机组一般线棒个数较多，仍然需要有足够的耐心。

4 绝缘破坏法

主要器材:绝缘摇表或者直流电压发生器。

试验方法:如机组A相为故障相，我们可以利用绝缘摇表或者直流发生器对B相(或者C相)充电，然后将B相(或者C相)对A相进行放电，通过声音、光来判断放电区域(为了便于观察需关闭照明电源并保证现场安静)。再结合其它几种方法便可较快地查找出接地点。

5 案例分析

瀑布沟水电站装设6台混流式机组，单机容量600 MW，发电机型号SF 600—48/14200，F级绝缘，2009年底首批两台机组发电，2010年12月6台机组全部投产。定子绕组由条式线棒组成叠绕组，定子绕组采用立式嵌线方式，“Y”形连接，每相6个分支，各支路并联，共540个定子线槽，1080根线棒，每个线槽中布置有两根线棒，三相沿整个定子圆周完全对称并均匀分布，按上下两层布置，线圈槽部固定应采用成对斜槽楔和弹性垫条在槽口压紧，绕组端部接头经银铜焊接、加工平整之后，套以玻璃纤维绝缘盒，并填充树脂化合物，端部打开比较困难，工作量较大，中性点采用经接地变压器接地。

2011－10－12，1F定子接地保护动作事故停机，在做好安全措施后测得机组绝缘为零，后来采用交流测试法测得发电机上层线棒318槽附近电流有明显变化。后来又用B相充电后对C相放电听到该处有放电声音，又结合线棒布置图确认318槽线棒确为故障分支。随即决定吊出转子磁极进行进一步检查，转子磁极吊出后对318槽外观进行检查未发现有任何异常，随后下退出槽揳，当退到318槽下端距铁芯端部550 mm处时，已经露出故障点确定故障发生后，公司迅速成立了抢修领导小组和调查组。经过10 d左右的抢修工作，该故障机组恢复了正常运行，为公司减少了大量经济损失。