【摘要】本文通過(guò)我廠2號(hào)水輪發(fā)電機(jī)定子接地案例，介紹了判斷故障、分析查找故障以及消除故障的方法。

【關(guān)鍵詞】定子接地;查找故障;現(xiàn)場(chǎng)處理;原因分析;經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

1.概述

我廠2號(hào)水輪發(fā)電機(jī)是東方電機(jī)股份有限公司生產(chǎn)的立軸半傘式三相凸極同步發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)型號(hào)為700-56/16090。定子有624個(gè)槽，8并連支路，“Y”形連接，槽節(jié)距1-14-23。定子繞組采用雙層條形波繞組，F(xiàn)級(jí)絕緣，繞組在整個(gè)定子鐵芯長(zhǎng)度上采用333°換位。定子嵌線時(shí)，定子線棒包半導(dǎo)體無(wú)紡帶，電氣自粘帶和半導(dǎo)體硅橡膠，使線棒與槽配合緊密，消除電暈對(duì)繞組絕緣的腐蝕。定子線棒上端有一道端箍，下端有兩道端箍，端箍無(wú)支架支撐，用φ50玻璃絲繩注復(fù)合樹(shù)脂。發(fā)電機(jī)保護(hù)采用南自DGT-801A和南瑞RCS-985G裝置，定子接地保護(hù)采用基于穩(wěn)態(tài)基波零序電壓和三次諧波原理構(gòu)成100%保護(hù)。

2.故障現(xiàn)象

2012年2月16日9點(diǎn)23分，我廠2號(hào)發(fā)電機(jī)報(bào)定子一點(diǎn)接地故障，定子接地保護(hù)動(dòng)作，跳發(fā)電機(jī)出口斷路器，跳滅磁開(kāi)關(guān)，機(jī)組解列停機(jī)。

3.故障分析及查找

（1）事件發(fā)生后，我廠立即組織電氣一次班檢修維護(hù)、電氣二次班繼電保護(hù)等相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行了全面檢查。保護(hù)專業(yè)人員用繼保儀重新校驗(yàn)了保護(hù)裝置，裝置動(dòng)作正常，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常情況，基本排除保護(hù)誤動(dòng)的可能。檢查故障錄波裝置發(fā)現(xiàn)錄波器動(dòng)作，從錄波圖上看到故障時(shí)有高次諧波，錄波圖證實(shí)定子接地保護(hù)動(dòng)作正確，保護(hù)裝置確實(shí)沒(méi)有發(fā)生誤動(dòng)作。

（2）我廠立即組織技術(shù)人員將發(fā)電機(jī)出口三相軟連接解開(kāi)，將發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)連接解開(kāi)，將勵(lì)磁變連接解開(kāi)。使用絕緣電阻測(cè)試儀進(jìn)行分段絕緣測(cè)試，首先檢查發(fā)現(xiàn)封閉母線段絕緣良好，絕緣電阻值大于1000MΩ，排除封母段接地的可能。組織技術(shù)人員進(jìn)入風(fēng)洞內(nèi)，對(duì)定子進(jìn)行外觀檢查亦未發(fā)現(xiàn)明顯的故障點(diǎn)。使用絕緣電阻測(cè)試儀對(duì)定子進(jìn)行絕緣測(cè)試（共進(jìn)行三次），測(cè)試結(jié)果是A相繞組對(duì)地絕緣試驗(yàn)值接近于零，B相繞組對(duì)地絕緣試驗(yàn)值大于1000MΩ、C相繞組對(duì)地絕緣試驗(yàn)值大于1000MΩ。根據(jù)以上檢查過(guò)程和測(cè)量數(shù)據(jù)分析，判斷2#發(fā)電機(jī)運(yùn)行中發(fā)生定子繞組A相接地故障，故障點(diǎn)位于發(fā)電機(jī)定子內(nèi)部。

（3）采用在A相繞組施加1.5A交流電源，組織人員觀測(cè)短路點(diǎn)有沒(méi)有產(chǎn)生電弧放電的方法查找故障點(diǎn)，并使用內(nèi)窺鏡進(jìn)行多次查找，均未能查找到故障點(diǎn)。

（4）通過(guò)在A相各分支分別安裝電流互感器，在出口處施加1.5A交流電源，檢測(cè)各分支有無(wú)電流的方法，進(jìn)一步確定了故障點(diǎn)位于第3支路。

（5）在A相出口處加0.3安培交流電源，按照8421的原則測(cè)量第3分支各個(gè)線棒的電流。當(dāng)測(cè)到第348槽線棒時(shí)，發(fā)現(xiàn)一端有電流，另一端沒(méi)有電流，而且在第348槽氣隙附近有膠木燒焦的味道。據(jù)此判斷出接地故障點(diǎn)位于A相第3分支第348槽。

（6）為了徹底解決第348槽出現(xiàn)的故障，我們組織技術(shù)人員拆除轉(zhuǎn)子磁極的連接部位，使用橋式起重機(jī)拔出348槽附近44、45號(hào)轉(zhuǎn)子磁極。技術(shù)人員對(duì)348槽進(jìn)行詳細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)在348槽上層線棒。

4.現(xiàn)場(chǎng)處理及修復(fù)過(guò)程

（1）敲開(kāi)347、348及349槽上下絕緣盒，用扁鏟將絕緣盒灌注膠清除干凈，使用中頻焊機(jī)焊開(kāi)線棒接電頭，使用橋式起重機(jī)吊出故障線棒，經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)在距離線棒上端部155cm、槽口2.5cm處，有明顯的放電燒損痕跡。對(duì)線槽進(jìn)行清洗，全面檢查348槽鐵心，發(fā)現(xiàn)鐵心完好，沒(méi)有燒傷痕跡。

（2）對(duì)#2發(fā)電機(jī)進(jìn)行拆除故障線棒后絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)等試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格;對(duì)#2發(fā)電機(jī)進(jìn)行拆除故障線棒后進(jìn)行整體交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)合格。進(jìn)一步排除了存在其他故障的可能，為下一步新線棒更換工作做好準(zhǔn)備。

（3）對(duì)備用線棒進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試和交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)合格。

（4）組織技術(shù)人員使用專用的定子清洗液對(duì)348槽進(jìn)行清理;使用半導(dǎo)體膩?zhàn)印雽?dǎo)體無(wú)紡布、793膠、滌綸毛氈、J0701等材料對(duì)對(duì)新線棒進(jìn)行處理。

（5）使用中頻焊機(jī)焊接新線棒電接頭，并使用銀焊條進(jìn)行補(bǔ)料，要求焊縫填充飽滿，無(wú)氣孔、裂紋、末焊透、毛刺及尖銳棱角，并且將接頭表面清理干凈，表面保持光亮。

（6）對(duì)新線棒端頭綁扎兩根1×23×1000F級(jí)高強(qiáng)度玻璃布層壓板D327在線棒上端頭處，在堵漏板上放置開(kāi)口絕緣盒，用801膩?zhàn)訉⒍侣┌迮c絕緣盒之間的縫隙全部填滿，待801膩?zhàn)庸袒箝_(kāi)始往絕緣盒灌注絕緣膠;配置J0701，對(duì)絕緣盒及線棒端頭處涂刷J0701。

（7）使用銀焊片制作焊環(huán)，使用焊機(jī)對(duì)銅環(huán)進(jìn)行焊接，焊接完畢后，使用直流電阻測(cè)試儀測(cè)量各相直流電阻，校正由于引線長(zhǎng)度不同而引起的誤差，測(cè)得相互間差別不大于最小值的2%，直阻測(cè)試合格。

（8）技術(shù)人員對(duì)#2發(fā)電機(jī)進(jìn)行定子線棒回裝后的絕緣測(cè)試及耐壓試驗(yàn)工作，試驗(yàn)結(jié)果符合要求。

（9）使用橋機(jī)把44、45號(hào)轉(zhuǎn)子磁極吊裝到位，緊固螺栓，在螺栓、螺母把合部位涂抹樂(lè)泰螺紋鎖固劑;測(cè)量空氣間隙與拆卸前對(duì)比保持一致，空氣間隙內(nèi)無(wú)異物;使用內(nèi)窺鏡檢查極間支撐與磁極間無(wú)間隙，螺栓已緊固。

5.修復(fù)后的試驗(yàn)檢查

（1）技術(shù)人員使用儀器#2發(fā)電機(jī)進(jìn)行定子直流電阻的測(cè)試工作，試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格;對(duì)定子進(jìn)行絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)測(cè)試和整體直流耐壓試驗(yàn)工作，試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格。

（2）對(duì)#2發(fā)電機(jī)進(jìn)行定子整體交流耐壓試驗(yàn)，對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行直流電阻、絕緣電阻測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果合格。

（3）以上工作完成后，2號(hào)機(jī)組開(kāi)機(jī)，進(jìn)行零起升壓試驗(yàn)，試驗(yàn)合格，開(kāi)機(jī)并入電網(wǎng)。通過(guò)試運(yùn)行，機(jī)組工作正常，未再報(bào)定子接地。

6.原因分析及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

（1）保護(hù)動(dòng)作后應(yīng)該對(duì)一次系統(tǒng)進(jìn)行全面而仔細(xì)的檢查，在確認(rèn)保護(hù)裝置不是誤動(dòng)的前提下，一定要通過(guò)高壓試驗(yàn)方法來(lái)確定故障點(diǎn)。在本次事故的處理過(guò)程中，采用內(nèi)窺鏡觀察，未發(fā)現(xiàn)槽內(nèi)存在明顯異物。抽出線棒后，全面檢查再次確認(rèn)槽內(nèi)無(wú)異物，鐵心無(wú)損傷。因此判斷本次事件是由于線棒絕緣質(zhì)量所致。

（2）繼電保護(hù)調(diào)試工作者要加強(qiáng)故障時(shí)的理論分析，即要通過(guò)分析故障錄波裝置采集的波形信號(hào)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的各種因素進(jìn)行綜合判斷，為查找故障點(diǎn)提供理論支持。

（3）由于運(yùn)行單位對(duì)發(fā)電機(jī)制造過(guò)程中的監(jiān)督一直是電力建設(shè)中的薄弱環(huán)節(jié)，以至在設(shè)備制造過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷和隱患不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除。本次定子接地事故就是線棒絕緣質(zhì)量引起，在安裝制造過(guò)程中未能監(jiān)督到位。因此作為電廠運(yùn)行維護(hù)人員，在新裝機(jī)組定子下線時(shí)應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤，聯(lián)合監(jiān)理單位對(duì)下線質(zhì)量進(jìn)行撐控。

（4）機(jī)組大修時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)機(jī)組檢修質(zhì)量跟蹤和機(jī)組預(yù)防性試驗(yàn)的跟蹤。特別是對(duì)線棒的檢查和定子的試驗(yàn)，要通過(guò)交流耐壓和直流泄漏測(cè)量以便發(fā)現(xiàn)定子潛在的絕緣隱患。

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作者簡(jiǎn)介：戴明建，現(xiàn)供職于大唐云南分公司觀音巖水電開(kāi)發(fā)有限公司，主要從事電氣一次設(shè)備維護(hù)工作。