一种大型水轮发电机定子接地故障安全查找方法与流程

本发明涉及一种大型水轮发电机定子接地故障安全查找方法。

背景技术：

在电力企业生产中，发电机定子接地是发电机的一个典型故障。

大型水轮发电机定子体积大接线复杂（如某700MW发电机机定子直径16m、高3.3m、线棒1248根、每相8分支），要准确找到米粒大小接地点，传统方法是施加大于5A的接地电流，让接地点产生大的烟雾来找到接地点。

《发电机变压器继电保护应用》等资料显示，1A电流为大型发电机定子接地的安全电流，定子接地电流超过1A后可能威胁到发电机铁芯的安全。

传统发电机定子接地查找法5A电流，有可能烧损定子铁芯。国内由于查找定子接地故障而烧损定子铁芯事件偶有发生，造成了更大的损失。特别是大型水轮发电机，修复铁芯和电量损失的直接和间接损失可能超过亿元。故，大型水轮发电机定子接地故障查找必须万无一失、绝对安全。

另外，目前有的查找方法需锯断各分支尾端来缩小故障范围，大型发电机一般每相8个分支左右，分支尾端锯断后再焊接工作量大、耗时多，同时还有恢复时焊接的剧烈发热可能破坏线棒绝缘的风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题与缺陷，提供了一种简单实用、通过小于1A的安全电流就可以安全、精确、快速查找到发电机定子接地故障点的大型水轮发电机定子接地故障安全查找方法。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种大型水轮发电机定子接地故障安全查找方法，设定大型水轮发电机每相3个分支，每个分支10根线棒，并且依次编号1、2、……、9、10（大型水轮发电机每相分支一般8个左右，每分支线棒约52根线棒，此处假设是为了清楚叙述本发明技术方案，不做保护范围的限定，在实际实施过程中，可根据实际情况进行编号等）；包括以下步骤：

（1）准备一个50V直流电源、一个200Ω限流电阻、三个0.25A电流表、一个开关和两个与发电机线棒尺寸相匹配的开口CT（电流互感器）；所述的开口CT设有铁芯25层、二次侧绕线15匝；

（2）解开发电机出口A、B、C三相首端软连接、拉开中性点刀闸、解开发电机A、B、C三相尾端软连接；使用2500V兆欧表测量发电机各相绝缘电阻，确定接地故障相；

（3）在接地故障相的首端连接直流电源电路，具体为：将50V直流电源的正极端连接接地故障相的首端，50V直流电源的负极端、开关、限流电阻、一个0.25A电流表的负端依次串联；0.25A电流表的正端接地（此处接地可视同与故障接地处相连通）；

（4）将两个开口CT的二次侧线分别与另外两个0.25A电流表相连接，然后将这两个开口CT放置到接地故障相的一分支1号线棒的上端部，闭合直流电源电路的开关，观察这两个0.25A电流表的指针偏向是否一致，如果不一致，将其中一个开口CT的的二次侧线与0.25A电流表的接线互换，使这两个0.25A电流表的指针偏向一致，然后在这两个开口CT的上部粘贴红色标记；

（5）使用步骤（4）调整好的开口CT对接地故障相进行检测查找接地故障处，具体为：

首先，将这两个开口CT分别放置在其中一个分支的1号线棒和10号线棒处，观察与开口CT相连接的0.25A电流表的指针偏向，确定接地故障分支；

在接地故障相内的非故障分支的奇数线棒间电流方向一致，偶数线棒间电流方向一致，奇偶数线棒间电流方向相反，由此可确定，当1号线棒和10号线棒的电流方向相反时，该分支为非接地故障分支，反之，该分支为接地故障分支；

然后，确定接地故障分支后，将其中一个开口CT放置到其它线棒上，观察与开口CT相连接的0.25A电流表的指针偏向，依据以下逻辑确定接地点：

①在接地故障分支中，分支中的奇数线棒和1号线棒电流方向不一致者，则接地点在这个线棒的前面；分支中的奇数线棒和1号线棒电流方向相同者，则接地点在这个线棒的后面；

②在接地故障分支中，分支中的偶数线棒和1号线棒电流方向不一致者，则接地点在这个线棒的后面；分支中的偶数线棒和1号线棒电流方向相同者，则接地点在这个线棒的前面；

③在接地故障分支中，某个线棒上端部与下端部电流方向相反，则该线棒接地；

④在接地故障分支中，某2个相邻线棒上下端部电流同时向下，则它们的下端部接地；

⑤在接地故障分支中，某2个相邻线棒上下端部电流同时向上，则它们的上端部接地。

本发明的优点：

1.采用了50V直流电源提供了检测电流，流经定子线棒的电流小于1A，就可以安全、精确、快速查找到发电机定子接地故障点。

2.在整个查找故障过程中，不需要锯断各分支线棒尾端，减少锯断、焊接大量工作量，还可避免焊接发热带来的风险。

附图说明

图1是本发明一实施例中开口CT的结构示意图。

图2是本发明一实施例中线棒中部接地的电路示意图。

图3是本发明一实施例中线棒下端部接地的电路示意图。

图4是本发明一实施例中线棒上端部接地的电路示意图。

图中箭头为电流方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例：

一种大型水轮发电机定子接地故障安全查找方法，如图所示，设定大型水轮发电机每相3个分支，每个分支10根线棒，并且依次编号1、2、……、9、10（大型水轮发电机每相分支一般8个左右，每分支线棒约52根线棒，此处假设是为了清楚叙述本发明技术方案，不做保护范围的限定，在实际实施过程中，可根据实际情况进行编号等）；包括以下步骤：

（1）准备一个50V直流电源、一个200Ω限流电阻、三个0.25A电流表、一个开关和两个与发电机线棒尺寸相匹配的开口CT（电流互感器）；所述的开口CT设有铁芯25层、二次侧绕线15匝；

（2）解开发电机出口A、B、C三相首端软连接、拉开中性点刀闸、解开发电机A、B、C三相尾端软连接；使用2500V兆欧表测量发电机各相绝缘电阻，确定接地故障相；

（3）在接地故障相的首端连接直流电源电路，具体为（如图2、图3、图4所示）：将50V直流电源的正极端连接接地故障相的首端，50V直流电源的负极端、开关、限流电阻、一个0.25A电流表的负端依次串联；0.25A电流表的正端接地（此处接地可视同与故障接地处相连通）；

（4）将两个开口CT的二次侧线分别与另外两个0.25A电流表相连接，然后将这两个开口CT放置到接地故障相的一分支1号线棒的上端部（如图2中A处），闭合直流电源电路的开关，观察这两个0.25A电流表的指针偏向是否一致，如果不一致，将其中一个开口CT的的二次侧线与0.25A电流表的接线互换，使这两个0.25A电流表的指针偏向一致，然后在这两个开口CT的上部粘贴红色标记；

（5）使用步骤（4）调整好的开口CT对接地故障相进行检测查找接地故障处，具体为：

首先，将这两个开口CT分别放置在其中一个分支的1号线棒和10号线棒处，观察与开口CT相连接的0.25A电流表的指针偏向，确定接地故障分支；

在接地故障相内的非故障分支的奇数线棒间电流方向一致，偶数线棒间电流方向一致，奇偶数线棒间电流方向相反，由此可确定，当1号线棒和10号线棒的电流方向相反时，该分支为非接地故障分支，反之，该分支为接地故障分支；

然后，确定接地故障分支后，将其中一个开口CT放置到其它线棒上，观察与开口CT相连接的0.25A电流表的指针偏向，依据以下逻辑确定接地点：

①在接地故障分支中，分支中的奇数线棒和1号线棒电流方向不一致者，则接地点在这个线棒的前面；分支中的奇数线棒和1号线棒电流方向相同者，则接地点在这个线棒的后面；

②在接地故障分支中，分支中的偶数线棒和1号线棒电流方向不一致者，则接地点在这个线棒的后面；分支中的偶数线棒和1号线棒电流方向相同者，则接地点在这个线棒的前面；

③在接地故障分支中，某个线棒上端部与下端部电流方向相反，则该线棒接地，如图2所示；

④在接地故障分支中，某2个相邻线棒上下端部电流同时向下，则它们的下端部接地，如图3所示；

⑤在接地故障分支中，某2个相邻线棒上下端部电流同时向上，则它们的上端部接地，如图4所示。