【摘要】本文通过我厂2号水轮发电机定子接地案例，介绍了判断故障、分析查找故障以及消除故障的方法。
【关键词】定子接地;查找故障;现场处理;原因分析;经验总结
1.概述
我厂2号水轮发电机是东方电机股份有限公司生产的立轴半伞式三相凸极同步发电机，发电机型号为700-56/16090。定子有624个槽，8并连支路，“Y”形连接，槽节距1-14-23。定子绕组采用双层条形波绕组，F级绝缘，绕组在整个定子铁芯长度上采用333°换位。定子嵌线时，定子线棒包半导体无纺带，电气自粘带和半导体硅橡胶，使线棒与槽配合紧密，消除电晕对绕组绝缘的腐蚀。定子线棒上端有一道端箍，下端有两道端箍，端箍无支架支撑，用φ50玻璃丝绳注复合树脂。发电机保护采用南自DGT-801A和南瑞RCS-985G装置，定子接地保护采用基于稳态基波零序电压和三次谐波原理构成100%保护。
2.故障现象
2012年2月16日9点23分，我厂2号发电机报定子一点接地故障，定子接地保护动作，跳发电机出口断路器，跳灭磁开关，机组解列停机。
3.故障分析及查找
（1）事件发生后，我厂立即组织电气一次班检修维护、电气二次班继电保护等相关专业人员进行了全面检查。保护专业人员用继保仪重新校验了保护装置，装置动作正常，没有发现异常情况，基本排除保护误动的可能。检查故障录波装置发现录波器动作，从录波图上看到故障时有高次谐波，录波图证实定子接地保护动作正确，保护装置确实没有发生误动作。
（2）我厂立即组织技术人员将发电机出口三相软连接解开，将发电机中性点连接解开，将励磁变连接解开。使用绝缘电阻测试仪进行分段绝缘测试，首先检查发现封闭母线段绝缘良好，绝缘电阻值大于1000MΩ，排除封母段接地的可能。组织技术人员进入风洞内，对定子进行外观检查亦未发现明显的故障点。使用绝缘电阻测试仪对定子进行绝缘测试（共进行三次），测试结果是A相绕组对地绝缘试验值接近于零，B相绕组对地绝缘试验值大于1000MΩ、C相绕组对地绝缘试验值大于1000MΩ。根据以上检查过程和测量数据分析，判断2#发电机运行中发生定子绕组A相接地故障，故障点位于发电机定子内部。
（3）采用在A相绕组施加1.5A交流电源，组织人员观测短路点有没有产生电弧放电的方法查找故障点，并使用内窥镜进行多次查找，均未能查找到故障点。
（4）通过在A相各分支分别安装电流互感器，在出口处施加1.5A交流电源，检测各分支有无电流的方法，进一步确定了故障点位于第3支路。
（5）在A相出口处加0.3安培交流电源，按照8421的原则测量第3分支各个线棒的电流。当测到第348槽线棒时，发现一端有电流，另一端没有电流，而且在第348槽气隙附近有胶木烧焦的味道。据此判断出接地故障点位于A相第3分支第348槽。
（6）为了彻底解决第348槽出现的故障，我们组织技术人员拆除转子磁极的连接部位，使用桥式起重机拔出348槽附近44、45号转子磁极。技术人员对348槽进行详细检查，发现故障点在348槽上层线棒。
4.现场处理及修复过程
（1）敲开347、348及349槽上下绝缘盒，用扁铲将绝缘盒灌注胶清除干净，使用中频焊机焊开线棒接电头，使用桥式起重机吊出故障线棒，经检查，发现故障点在距离线棒上端部155cm、槽口2.5cm处，有明显的放电烧损痕迹。对线槽进行清洗，全面检查348槽铁心，发现铁心完好，没有烧伤痕迹。
（2）对#2发电机进行拆除故障线棒后绝缘电阻、吸收比、极化指数等试验，试验数据合格;对#2发电机进行拆除故障线棒后进行整体交流耐压试验，试验合格。进一步排除了存在其他故障的可能，为下一步新线棒更换工作做好准备。
（3）对备用线棒进行绝缘电阻测试和交流耐压试验，试验合格。
（4）组织技术人员使用专用的定子清洗液对348槽进行清理;使用半导体腻子、半导体无纺布、793胶、涤纶毛毡、J0701等材料对对新线棒进行处理。
（5）使用中频焊机焊接新线棒电接头，并使用银焊条进行补料，要求焊缝填充饱满，无气孔、裂纹、末焊透、毛刺及尖锐棱角，并且将接头表面清理干净，表面保持光亮。
（6）对新线棒端头绑扎两根1×23×1000F级高强度玻璃布层压板D327在线棒上端头处，在堵漏板上放置开口绝缘盒，用801腻子将堵漏板与绝缘盒之间的缝隙全部填满，待801腻子固化后开始往绝缘盒灌注绝缘胶;配置J0701，对绝缘盒及线棒端头处涂刷J0701。
（7）使用银焊片制作焊环，使用焊机对铜环进行焊接，焊接完毕后，使用直流电阻测试仪测量各相直流电阻，校正由于引线长度不同而引起的误差，测得相互间差别不大于最小值的2%，直阻测试合格。
（8）技术人员对#2发电机进行定子线棒回装后的绝缘测试及耐压试验工作，试验结果符合要求。
（9）使用桥机把44、45号转子磁极吊装到位，紧固螺栓，在螺栓、螺母把合部位涂抹乐泰螺纹锁固剂;测量空气间隙与拆卸前对比保持一致，空气间隙内无异物;使用内窥镜检查极间支撑与磁极间无间隙，螺栓已紧固。
5.修复后的试验检查
（1）技术人员使用仪器#2发电机进行定子直流电阻的测试工作，试验数据合格;对定子进行绝缘电阻、吸收比、极化指数测试和整体直流耐压试验工作，试验数据合格。
（2）对#2发电机进行定子整体交流耐压试验，对转子进行直流电阻、绝缘电阻测试，试验结果合格。
（3）以上工作完成后，2号机组开机，进行零起升压试验，试验合格，开机并入电网。通过试运行，机组工作正常，未再报定子接地。
6.原因分析及经验总结
（1）保護动作后应该对一次系统进行全面而仔细的检查，在确认保护装置不是误动的前提下，一定要通过高压试验方法来确定故障点。在本次事故的处理过程中，采用内窥镜观察，未发现槽内存在明显异物。抽出线棒后，全面检查再次确认槽内无异物，铁心无损伤。因此判断本次事件是由于线棒绝缘质量所致。
（2）继电保护调试工作者要加强故障时的理论分析，即要通过分析故障录波装置采集的波形信号结合现场实际的各种因素进行综合判断，为查找故障点提供理论支持。
（3）由于运行单位对发电机制造过程中的监督一直是电力建设中的薄弱环节，以至在设备制造过程中产生的缺陷和隐患不能及时发现和排除。本次定子接地事故就是线棒绝缘质量引起，在安装制造过程中未能监督到位。因此作为电厂运行维护人员，在新装机组定子下线时应加强现场跟踪，联合监理单位对下线质量进行撑控。
（4）机组大修时应加强对机组检修质量跟踪和机组预防性试验的跟踪。特别是对线棒的检查和定子的试验，要通过交流耐压和直流泄漏测量以便发现定子潜在的绝缘隐患。
参考文献
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作者简介：戴明建，现供职于大唐云南分公司观音岩水电开发有限公司，主要从事电气一次设备维护工作。
