发电机转子接地故障简析

发电机在长期运行过程中，由于转子内部受潮、冷却介质泄漏、绝缘老化以及机械振动等诸多方面的原因，容易造成转子对地绝缘水平的降低进而引发转子接地故障。当转子发生一点接地故障时，虽然不会对发电机本身造成直接的危害，但若再相继发生两点接地，则将严重威胁发电机的安全。
一、发电机转子接地故障的危害
1、转子一点接地的危害
发电机转子一点接地故障是常见的故障形式之一，发生一点接地故障时励磁绕组与地之间尚未形成电气回路，转子的励磁电压和流过转子的转子电流受到的影响很小，所以并不对发电机造成危害，此时可通过转移负荷，平稳停机后再检查故障。
2、转子两点接地的危害
破坏发电机气隙磁场的对称性，使气隙磁场发生畸变，气隙磁通失去平衡，引起发电机剧烈振动，使电机损坏、出力降低。汽轮发电机励磁回路两点接地还可引起轴系和汽机磁化，后果严重。若装有横差保护，还会引起其误动。
两点接地造成非短路的绕组电流增大，如果流过转子本体的短路电流大(通常以1500 a为界限)，热效应烧损转子的同时还会使转子发生缓慢变形，造成偏心增大，加剧振动。另外，还可能损坏其他励磁装置，导致失磁故障，危及发电机和系统的安全。为确保发电机的安全运行，当发电机转子绕组发生一点接地时，应发出信号，运行人员立刻进行处理；若发生两点接地应立即停止发电机的运行。
二、发电机转子接地的现象及处理
1、现象
1)发电机发生转子一点接地时，“转子一点接地”光字牌亮，警铃响，各表计指示无异常。
2)转子两点接地或转子层间短路时，转子电流指示剧增，转子和定子电压降低，无功功率明显降低，功率因数升高甚至进相，“转子一点接地”光字牌亮，警铃响，机组振动较大。严重时，发电机失磁或者失步保护动作跳闸。
2、原因
1）工作人员在励磁回路上工作，因不慎误碰或其他原因造成转子接地。
2）转子滑环绝缘损坏、转子槽口绝缘损坏、转子槽绝缘和端部绝缘损坏、转子引线绝缘损坏等引起接地。
3）长期运行绝缘老化、因杂物或振动使转子部分匝间绝缘垫片移位；转子通风孔局部堵塞，使转子绕组绝缘局部过热老化引起转子接地。
4）鼠类等小动物窜入励磁回路，定子进出水支路上的绝缘引水管破裂漏水，励磁回路脏污等引起转子接地。
3、处理
1）检查励磁回路是否有人工作，若由工作人员引起，应及时纠正。
2）检查励磁回路各部位有无明显损伤或因脏污接地，若因脏污接地应进行吹扫
3）对有关回路进行详细外部检查，必要时轮流停用整流柜，判断整流柜直流回路是否接地。
4）配合检修人员检查接地点在转子内部还是外部；如为转子外部接地，由检修人员设法消除。
5）若转子接地为一点稳定金属性接地，且无法查明故障点（一般为内部），除加强监视机组运行及相关参数外，在取得调度同意后，投入转子两点接地跳闸保护，并申请尽快停机处理。
6）转子一点接地运行，机组又发生欠励磁或失步，一般可认为转子接地已发展为两点接地，这时转子两点接地保护应动作跳闸，否则立即人为停机。
7）如果转子一点接地光字牌未亮，由于转子层间短路引起机组振动超过允许值或转子电流明显增大时，应立即降负荷，使振动和转子电流减小至允许范围。若处理无效，应根据具体情况申请停机或紧急打闸停机。