发电机转子单点接地故障的接地定位方法与流程

1.本发明涉及一种发电机领域，尤其涉及发电机转子的接地故障定位。


背景技术：

2.无刷励磁机由永磁机转子、永磁机定子、主励磁机定子、主励磁机转子、整流盘、风扇、座式轴承、底架、底板、接地检测装置、扩散器、外罩端板以及外罩等部件组成。励磁机工作原理为永磁机产生的三相交流电经过avr整流后给主励磁机定子励磁，主励磁机转子切割磁场产生交流电经过三相全桥整流为直流电后给发电机转子提供励磁。接地检测装置执行绝缘测量：通过举刷控制单元接通举刷继电器，将外接220v直流电源送给举刷电磁铁，将碳刷举起，绝缘电阻测量开始2s后通过120v电源侧继电器切换正负极性直流电源进行自检，自检通过后直流电源连同1.2mω的内阻和绝缘电阻构成回路产生漏电流，采样电阻将漏电流数值反馈给控制电路板，然后根据计算得出绝缘电阻值。
3.在半速汽轮发电机组装时，发电机转子与励磁机转子对轮连接，发电机转子绕组与励磁机绕组连接为一个整体回路，电气图如图1所示，具有分别与每一相励磁绕组连接的整流组件，其中每一相整流组件分别具有若干个并联支路，虚线m1m2为励磁机轴。正常拆卸发电机对轮连接螺栓、导电杆连接螺栓，安装励磁机轴颈托架需要至少15h，拆卸后重新安装需要对励磁机进行摆轴试验，对轮连接至少需要24h。
4.在半速汽轮发电机中发电机与励磁机转子对轮连接后，可以通过举刷装置测量发电机、整流轮、主励磁机转子的绝缘情况，然而由于测量原理的限制，在测量转子绝缘时同时测量了发电机转子绝缘及励磁机转子绝缘，当检测到绝缘低故障时，装置无法区分是哪一部分出现绝缘问题，无法实现定位故障。而需要将发电机转子与励磁机转子拆卸下来进行分别定位故障，极为耗时耗力。
5.故，急需一种可解决上述问题的发电机转子单点接地故障的接地定位方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种发电机转子单点接地故障的接地定位方法，可在不拆卸发电机转子与励磁机转子的前提下，定位接地故障位置。
7.为了实现上述目的，本发明公开了一种发电机转子单点接地故障的接地定位方法，用于出现绝缘故障时故障接地点的定位，发电机转子与励磁机转子对轮连接，以使发电机转子绕组与励磁机绕组连接为一个导通回路，包括：发电机转子处于静止状态；将所述导通回路的负极接地且正极不接地，检测所述导通回路正极和负极之间的电阻值以获得第一电阻值；将所述导通回路的正极接地且负极不接地，并检测所述导通回路正极和负极之间的电阻值以获得第二电阻值；分别比较所述第一电阻值、第二电阻值与转子绕组直流电阻的大小，依据比较结果判断故障接地点的位置。
8.与现有技术相比，本发明利用励磁机线圈上串接的二极管的单向导通性能，分别将导通回路的正极和负极强制接地，然后测量正极和负极之间的电阻值，依据电阻值的大
小判断接地故障点所在，无需拆卸发电机转子与励磁机转子，定位简单、快速。
9.较佳地，所述“依据比较结果判断故障接地点的位置”具体包括：在所述第一电阻值小于转子绕组直流电阻且第二电阻值小于转子绕组直流电阻时判断故障接地点处于转子绕组内部，在所述第一电阻值小于转子绕组直流电阻且第二电阻值等于转子绕组直流电阻时判断故障接地点处于正极，在所述第一电阻值等于转子绕组直流电阻且第二电阻值小于转子绕组直流电阻时判断故障接地点处于负极，在第一电阻值等于转子绕组直流电阻且第二电阻值等于转子绕组直流电阻时判断故障接地点处于励磁绕组内部。
10.较佳地，所述“依据比较结果判断故障接地点的位置”之前还包括：判定绝缘故障时转子的绝缘电阻值是否为0，若绝缘故障时转子的绝缘电阻值不为0，所述“依据比较结果判断故障接地点的位置”具体包括：在所述第一电阻值小于转子绕组直流电阻且第二电阻值小于转子绕组直流电阻时判断故障接地点处于转子绕组内部，在所述第一电阻值小于转子绕组直流电阻且第二电阻值等于转子绕组直流电阻时判断故障接地点处于正极，在所述第一电阻值等于转子绕组直流电阻且第二电阻值小于转子绕组直流电阻时判断故障接地点处于负极，在第一电阻值等于转子绕组直流电阻且第二电阻值等于转子绕组直流电阻时判断故障接地点处于励磁绕组内部。若绝缘故障时转子的绝缘电阻值为0，所述“依据比较结果判断故障接地点的位置”具体包括：在所述第一电阻值和第二电阻值其中之一为0，其中另一等于转子绕组直流电阻时判定故障接地点处于正负极，在所述第一电阻值和第二电阻值均小于转子绕组直流电阻且第一电阻值和第二电阻值相加等于转子绕组直流电阻时判断故障接地点处于转子线圈内部，在所述第一电阻值和第二电阻值均等于转子绕组直流电阻时判断故障接地点处于所述励磁绕组内部。
11.具体地，若绝缘故障时转子的绝缘电阻值为0，在所述第一电阻值r1为0且第二电阻值r2等于转子绕组直流电阻r0时判断故障接地点处于正极，在第二电阻值r2为0且第一电阻值r1等于转子绕组直流电阻r0时判断故障接地点处于负极。
12.较佳地，所述“依据比较结果判断故障接地点的位置”具体包括：在所述第一电阻值小于转子绕组直流电阻时判断故障接地点处于转子绕组内部或者正极，在所述第一电阻值等于转子绕组直流电阻时判断故障接地点处于负极或者励磁绕组内部，在第二电阻值小于转子绕组直流电阻时判断故障接地点处于负极或者转子绕组内部，在第二电阻值等于转子绕组直流电阻时判断故障接地点处于正极或者励磁绕组内部。
13.较佳地，通过双臂电桥电路测量所述第一电阻值和第二电阻值。当然，也可以通过其他电阻测量电路测量电阻值。
14.具体地，将所述双臂电桥电路的测量端分别接所述励磁机导电杆的正极和负极以检测所述第一电阻值和第二电阻值。
15.较佳地，所述正极和负极分别包括励磁机整流轮、励磁机导电杆、转子对轮，以及转子引线至转子线圈之间的部位。
16.较佳地，所述发电机为通过旋转整流励磁的发电机。
17.较佳地，所述发电机转子单点接地故障的接地定位方法为绝缘故障时转子的绝缘电阻值小于10欧姆的故障接地点定位。
附图说明
18.图1是发电机转子和励磁机转子对轮后形成的导通回路。
19.图2是本发明所述导通回路的负极接地示意图。
20.图3是本发明所述导通回路的正极接地示意图。
21.图4是本发明所述发电机转子单点接地故障的接地定位方法的流程图。
具体实施方式
22.为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
23.参考图2至图4，本发明公开了一种发电机转子单点接地故障的接地定位方法，用于半速汽轮发电机中于出现绝缘故障时故障接地点的定位，所述发电机转子10与励磁机转子20对轮连接以使发电机转子绕组l1与励磁机绕组a、b、c连接为一个导通回路100，虚线m1m2为励磁机轴。该导通回路100具有分别与每一相励磁绕组a、b、c连接的整流组件30，其中每一相整流组件30分别具有若干个并联支路，每一个并联支路上分别具有单向导通的二极管，每一并联支路上还串接有熔断器s1，虚线m1m2为主励磁机轴。当然，本发明还可以用于其他通过旋转整流励磁的发电机中。
24.参考图4，该发电机转子单点接地故障的接地定位方法包括：发电机转子处于静止状态，(11)将所述导通回路100的负极接地且正极不接地(如图2所示)，(13)检测所述导通回路100正极和负极之间的电阻值以获得第一电阻值r1。参考图3，(12)将所述导通回路100的正极接地且负极不接地(如图3所示)。(14)检测所述导通回路100正极和负极之间的电阻值以获得第二电阻值r2。(15)比较第一电阻值r1与转子绕组直流电阻r0的大小，获得比较结果；比较第二电阻值r2与转子绕组直流电阻r0的大小，获得比较结果。(16)依据上述比较结果判断故障接地点的位置。其中，转子绕组直流电阻r0是未发生绝缘故障时测量到的发动机转子绕组和主励磁机转子绕组形成导通回路100中，导通回路100正负极之间的电阻值，即发动机转子绕组和主励磁机转子绕组的直流电阻。
25.其中，所述正极和负极分别包括励磁机整流轮、励磁机导电杆、转子对轮，以及转子引线至转子线圈之间的部位。
26.本实施例中，通过双臂电桥电路测量所述第一电阻值r1和第二电阻值r2。其中，将所述双臂电桥电路的测量端分别接所述励磁机导电杆的正极和负极以检测所述第一电阻值r1和第二电阻值r2。当然，区别于本实施例，也可以通过其他电阻测量电路测量电阻值。
27.其中，本发明用于绝缘故障时转子的绝缘电阻值小于10欧姆的故障接地点定位。该绝缘电阻值是发电机转子与励磁机转子对轮连接后，举刷装置或者其他检测装置在测量主励磁机转子的绝缘时获得的绝缘电阻值，使用测量对轮连接后主励磁机转子的绝缘方法已为本领域技术人员所公知，在此不予详述。
28.其中，步骤(16)具体包括：在所述第一电阻值r1小于转子绕组直流电阻r0时判断故障接地点处于转子绕组内部或者正极。在所述第一电阻值r1等于转子绕组直流电阻r0时判断故障接地点处于负极或者励磁绕组内部。在第二电阻值r2小于转子绕组直流电阻r0时判断故障接地点处于负极或者转子绕组内部。在第二电阻值r2等于转子绕组直流电阻r0时判断故障接地点处于正极或者励磁绕组内部。具体地，本实施例中，在步骤(13)之后执行：
(15)比较第一电阻值r1与转子绕组直流电阻r0的大小，获得比较结果，(16)依据该比较结果获得故障接地点的对应判定结论。在步骤(14)之后执行步骤(15)：比较第二电阻值r2与转子绕组直流电阻r0的大小，获得比较结果，(16)依据该比较结果获得故障接地点的对应判定结论。在步骤(16)之后，还包括步骤：依据两次判定结论获得最终判定结论。
29.较佳者，在另一实施例中，在步骤16之前还包括步骤：判定绝缘故障是否为死接地，即转子的绝缘电阻值是否为0。
30.其中，若绝缘故障时转子的绝缘电阻值不为0，此时绝缘电阻值大于转子绕组直流电阻r0或者小于转子绕组直流电阻r0或者等于转子绕组直流电阻r0，则步骤(16)中：在所述第一电阻值r1小于转子绕组直流电阻r0且第二电阻值r2小于转子绕组直流电阻r0时判断故障接地点处于转子绕组内部。在所述第一电阻值r1小于转子绕组直流电阻r0且第二电阻值r2等于转子绕组直流电阻r0时判断故障接地点处于正极。在所述第一电阻值r1等于转子绕组直流电阻r0且第二电阻值r2小于转子绕组直流电阻r0时判断故障接地点处于负极。在第一电阻值r1、第二电阻值r2均等于转子绕组直流电阻r0时判断故障接地点处于励磁绕组内部。
31.若绝缘故障时转子的绝缘电阻值为0，出现死接地，则步骤(16)中：在所述第一电阻值r1和第二电阻值r2其中之一为0，其中另一等于转子绕组直流电阻r0时判定故障接地点处于正极或负极。在所述第一电阻值r1和第二电阻值r2均小于转子绕组直流电阻r0且第一电阻值r1和第二电阻值r2相加等于转子绕组直流电阻r0时判断故障接地点处于转子线圈内部。在所述第一电阻值r1和第二电阻值r2均等于转子绕组直流电阻r0时判断故障接地点处于所述励磁绕组内部。其中，所述第一电阻值r1为0且第二电阻值r2等于转子绕组直流电阻r0时判断故障接地点处于正极，在第二电阻值r2为0且第一电阻值r1等于转子绕组直流电阻r0时判断故障接地点处于负极。
32.以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。