邹电335MW机组转子接地保护误发信号原因分析

【摘 要】本文介绍瑞士ABB公司生产的电桥式发电机转子一点接地保护原理，分析了#4发电机运行中因接地碳刷与转子大轴接触不良引起转子接地信号误动作的原因。

【关键词】接地保护；电桥；误发

1 前言

现在大型机组励磁保护多采用微机型保护，邹县电厂#1、2、3发电机组转子一点接地保护采用ABB公司的叠加变性方波电压方案，#4机组由于技改比较早，仍采用传统的电桥原理。运行中#4发电机转子接地信号经常误发，让工作人员人心惶惶。本文针对#4发电机所用的ABB公司生产的转子接地保护原理进行分析，同时，对#4发电机在运行中出现误发转子接地信号的原因进行初步分析并提出解决讯号误发的办法。

2 #4发电机转子一点接地保护原理分析

2.1 发电机转子接地危害

发电机的励磁绕组高速旋转极易发生一点接地故障.发生一点接地后，无电流流过故障点，不形成电流通路，无电流流过故障点，励磁电流仍保持正常，对发电机并无直接危害，但转子绕组对地已产生电压，当系统发生各种扰动时，电压可能出现较大值，极易造成另外一点接地，从而形成两点接地短路，一部分励磁绕组被短接，其后果是：（1）转子磁场发生畸变，力矩不平衡，引起机体震动，无功出力降低。（2）故障点流过很大的短路电流，接地电弧将烧坏励磁绕组和转子本体， 接地电流可能使轴系和汽缸磁化。（3）转子本体局部通过转子电流，引起局部发热，使转子发生缓慢变形，而形成偏心加剧机体震动。

过去对中小型发电机都设有转子一点接地绝缘检测装置和两点接地保护，现在都广泛采用转子一点接地保护装置代替原来的转子一点接地绝缘检测装置，当一点接地讯号发出，同时判断为永久性接地故障后，一般人为安排停机处理。

2.2 #4发电机转子一点接地保护原理

过去对中小型发电机都设有转子一点接地绝缘检测装置和两点接地保护.现在都广泛采用转子一点接地保护装置代替原来的转子一点接地绝缘检测装置，当一点接地讯号发出，同时判断为永久性接地故障后，一般人为安排停机处理。

#4发电机转子绕组的接地故障可以通过附加YWX111-1/-21型单元的Voltage保护功能实现。如图所示：保护输入电路一端（端子6）利用匹配电容（CK1、CK2）联到励磁线圈，另一端（端子3）经碳刷联在接地大轴上。输入电路由两个高值电阻R7、R8和调整电容CX，转子绕组与大地之间的自然电容CR，匹配电容CK1、和CK2 共同组成测量桥。测量桥的辅助电源USH，电桥按标准非故障情况校准平衡，即跨越电桥的电压值最小。与大轴相联的桥臂应在最初安装时，通过测量转子线圈包括所有转子供电电缆的电容来进行初始化。

该方案通过耦合电容（电气绝缘）连接到转子绕组的正、负极和转轴接地处。YWX111-11/-21型附加单元中，转子绕组的耦合电容以及固有电容组成了一个平衡的R/C桥路。当发生接地故障时，转子绕组电容被故障漏电阻分流，电桥平衡被打破，从而破坏桥的平衡。桥上电压的差异（U12）可用来作为REG316的输入电压，从而触发该Voltage功能的跳闸（本厂335MW机组转子一点接地保护投信号）。保护定值为：

对于双水内冷的发电机，转子正常运行时的对地绝缘较低，一般在大于5KΩ即可投运。

#4发电机转子接地保护原理图

USH=辅助供电100伏或220伏交流电

CR = 漂移转子接地电容

Ck1.2 = 耦合电容，各（轴）2F

Cx = 平衡电容

转子绕组与大轴接地之间的自然电容CR加上联接电容CK1和CK2构成电桥桥臂中的一条，正常情况下CK1和CK2大于CR，测量桥由一个外部的辅助交流电源（USH）供电，当电桥平衡时，则跨越电桥的电位量非常小，即当下面条件满足时此电桥平衡。

3 信号误发原因分析及解决措施：

在检查处理过程中，我们首先进行了励磁部分及发电机转子部分的绝缘检查，其间没有发现异常.其次，对二次回路绝缘全面检查，保护继电器复核校验，仍没有发现异常. 最后，才找出真正的原因是由于接地碳刷与刷握之间配合过紧，造成接地碳刷磨埙一段时间后与转子大轴接触不良，再加上大轴碳刷附近的污染使接触电阻进一步变大，最终引起继电器误发信号。有人认为接地碳刷与转子大轴间有接触电阻只会使一点接地信号拒发，不可能引起误发，其原因是：接触电阻的存在使测量回路阻值增加，故对地电阻的测量值比实际的电阻值大，其实这种判断是错误的。从#4发电机转子接地保护原理可看出，漂移转子接地电容CR 不变和整定平衡电容Cx不变的情况下，大轴碳刷接触电阻变大造成电桥平衡破坏，产生电压差异，达到保护定值时触发保护动作发信号。

解决措施：（1）增加接地碳刷数量将其并联做到可靠接触。（已实施）。（2）经常清擦转子大轴油污。（3）检查碳刷与刷握之间的配合良好。（4）检查碳刷与大轴接触良好。（5）碳刷短时及时更换。

4 结论

本文针对ABB型转子一点接地保护装置在运行中经常出现的信号误发这一现象。分析了接地碳刷与转子大轴之间存在接触电阻引起误发信号的原因，同时指出了解决方案。希望加强对接地碳刷与转子大轴之间接触电阻的监督以防止信号误发。

参考文献：

[1]国家电力调度通信中心.《电力系统继电保护实用技术问答》.北京：中国电力出版社.

[2]李俊年.《电力系统继电保护》.北京中国电力出版社，1993.10.