1  发电机转子接地产生的原因及危害

1.1原因：

工作人员在励磁回路上工作时，因不慎误碰或其他原因造成转子接地；滑环绝缘环；转子槽口绝缘损坏；转子引线绝缘损坏；转子铜线严重变形和端部严重积灰以及小动物窜入励磁回路等等。

1.2危害：

发电机励磁回路一点接地故障是常见的故障形式之一,励磁回路一点接地故障,对发电机并未造成危害,但相继发生第二点接地,即转子两点接地时,由于故障点流过相当大的故障电流而烧伤转子本体,并使磁励绕组电流增加可能因过热而烧伤；由于部分绕组被短接,使气隙磁通失去平衡从而引起振动甚至还可使轴系和汽机磁化,两点接地故障的后果是严重的,故必须装设转子接地保护。

2  发电机转子接地保护的作用

发电机转子是直流系统，通过滑环与外部直流电源连接，转子绕组有绝缘保护，与转子间没有电的联系。如果有一点接地，说明转子绕组绝缘有破坏，绕组与转子有接触，这种情况可能引起发电机损坏，应当停机进行检修。所以要设置转子一点接地保护，此保护仅用于报警，有运行人员到现场观察后，根据实际情况确认是否停机。发电机一点接地保护在运行时必须正常投入。

3  RCS-985RE发电机转子接地保护装置的原理

RCS-985RE发电机转子接地保护装置采用自适应有源切换技术，注入电源从转子绕组的正负两端与大轴之间注入，注入电源的频率可根据转子绕组对地电容的大小进行调整，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。

该原理具有以下特点：转子接地电阻的计算与接地位置无关，保护没有死区；转子接地电阻的计算与转子电压的大小无关；不受转子绕组对地电容的影响；在未加转子电压的情况下，也能监视转子的绝缘情况；对于双端注入方式，可准确测量转子一点接地位置。

双端注入式转子接地保护的工作电路如图4.1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。

图3.1  双端注入式转子接地保护原理图

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。

若转子一点接地保护动作于报警方式，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，经延时自动投入转子两点接地保护，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。

4  RCS-985RE转子接地保护出口逻辑

4.1接地电阻小于灵敏定值与上转子一点接地灵敏段投入，经过延时，发出“转子一点接地灵敏段报警”。

4.2接地电阻小于整定定值与上转子一点接地报警投入，经过延时，发出“转子一点接地报警”。

4.3转子一点接地跳闸投入、转子一点接地硬压板投入、转子一点接地启动，三个条件同事满足，经过延时，发出转子一点接地跳闸指令及“转子一点接地报警”。

4.4转子一点接地动作、转子两点接地跳闸投入、转子两点接地硬压板投入、转子两点接地启动，四个条件同事满足，经过延时，发出转子两点接地跳闸指令。

5  RCS-985RE转子接地保护装置功能试验

5.1转子一点接地

拆除转子正、转子负、大轴接线盒的外电缆，用R（滑线变阻器240Ω左右）模拟转子，Rg（变阻箱）模拟接地电阻。合上接地装置电源，合上接地装置外加电源。

模拟“转子+”接地：变阻箱一端接于“转子+”，调节变阻箱为5kΩ，变阻箱另一端和大轴（地）相连，此时接地装置面板显示接地电阻5.11kΩ，经3s延时，装置报一点接地灵敏段报警。

模拟“转子—”接地：变阻箱一端接于“转子—”，调节变阻箱为10kΩ，变阻箱另一端和大轴（地）相连，此时接地装置面板显示接地电阻10.13kΩ，经3s延时，装置报一点接地灵敏段报警。

5.2转子两点接地

拆除转子正、转子负、大轴接线盒的外电缆，用R（滑线变阻器240Ω左右）模拟转子，Rg（变阻箱）模拟接地电阻。合上接地装置电源，合上接地装置外加电源。使用试验仪对转子正负两端施加100V直流电压。

第一步：调节电阻箱600Ω，使“转子+”经电阻箱接地。保护装置报一点接地普通段告警，装置显示接地电阻0.49kΩ。

第二步：经过20秒延时，保护装置报“两点接地投入”，此时手动投入“两点接地跳闸”压板，将“转子—”直接通过导线与大轴地相连，模拟第二点接地，装置报两点接地，跳闸灯亮。

注：（1）“一点接地普通段”才能开放“两点接地功能”，灵敏段不开放。

   （2）为防止试验仪过载，试验过程尽量快，电阻箱和滑线变阻器应根据实际情况调整，参考值：电阻箱800Ω、滑线变阻器349Ω。

6  结束语

转子接地保护装置在绥中二期1000MW机组应用以来，未出现过异常动作，保证了转子和发电机的正常运行，满足规程要求，符合现代大型励磁系统的需求，具有很好的推广应用价值。

参  考  文  献

[1] 《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》国电发[2002]589号文，2000年

[2]  李基成．现代同步发电机励磁系统设计及应用．中国电力出版社，2002年．

[3]  DL/T650-1998,大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件[S].

收稿日期：2019年12月20日

作者简介：

李恩向，男，,1976年出生，辽宁省葫芦岛市，2005年东北电力学院毕业，本科，绥中发电有限责任公司维护部，工程师