试论发电机一点、两点接地保护优缺点及 常见故障处理措施
【关键词】 乒乓式转子接地保护；转子一点接地；转子两点接地
0 前言
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。针对发电机转子接地故障， 我厂装设的保护为发电机乒乓式转子接地保护（RCS-985发电机 - 变压器组保 护），正常运行情况下一点接地保护投入， 而两点接地保护退出。
1 发电机转子接地故障的危害 。
1.1 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。
1.2 转子两点接地的危害
1.2.1 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、无功出力降低。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，因此，转子一点接地保护动作后要将横差保护 加上一个短的延时，防止误动。
1.2.2 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。因此， 发电机装设转子一点和两点接地保护是非常必要的。
2 乒乓式转子接地保护的优缺点
2.1 乒乓式转子接地保护的优点
目前的励磁回路一点接地保护主要有 ：电桥式、叠加直流电压式、叠加交流电压式和乒乓式等不同原理的保护。其中，乒乓式保护是一种简单有效的保护原理。乒乓式一点接地保护能测出一点接地位置和过渡电阻大小，相对其它保护灵敏度较高，且其灵敏度不随接地点的位置而变化。由于保护反映的是直流分量，且有一定时间延时躲开关切换的暂态过程，因此与励磁回路对地分布电容无关。
2.2 乒乓式转子接地保护的缺点
乒乓式两点接地保护是基于故障位置偏差判据的，一点接地故障后启动该判据，当测得的接地点位置变化值超过整定阈值时，则确认为已发生两点接地故障。但是开关切换过程中过渡电阻的变化会使接地点位置的计算产生误差，造成一定 的接地点位置变化，从而对两点接地断产生影响，将会影响保护动作性能，有可能导致两点接地保护误动。此外，该保护还存在两个重要的缺陷 ：无法判别同两点接地和一点接地紧接第二点接地 ；当一接地点位于绕组端侧时保护无输出， 此时两点接地保护具有 100% 的死区。
3 发电机转子接地的现象及处理
3.1 转子一点接地的现象及处理
发电机发生转子一点接地时，中央信号警铃响，“发电机转子一点接地”光字牌亮，表计指示无异常。转子回路一点接地时，因一点接地不形成电流回路，故障点无电流通过，励磁系统仍保持正常状态，故不影响机组的正常运行。此时，应检查 “转子一点接地”保护信号是否能够复归。若能复归，则为瞬时接地 ；若不能复归， 应检查转子一点接地保护是否正常，若正常，则可利用转子电压表通过切换开关测量正、负极对地电压，鉴定是否发生了接地。若发现某极对地电压降到零，另一极对地电压升至全电压 ( 正、负极之间的电压值 )，说明确实发生一点接地。
运行人员应按下列步骤处理 ：
a)、 检查励磁回路是否有人工作，如系工作人员引起，应予以纠正；
b)、 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；
c)、 对有关回路进行详细外观检查，必要时轮流停用整流柜，以判明是否由于整流柜直流回路接地引起 ；
d) 、检查区分接地是在励磁回路还是在测量保护回路 ；
e)、 若转子接地为一点稳定金属性接地，且无法查明故障点，除加强监视机组运行外，在取得调度同意后，将转子两点接地作用于跳闸，并申请尽快停机处理 ；
f) 、转子带一点接地运行时，若机组又发生欠励磁或失步，一般可认为转子已发展为两点接地，这时转子两点接地保护动作跳闸，否则应立即人为停机。
3.2 转子两点接地的现象及处理
当转子发生两点接地时，转子电流表指示剧增，转子和定子电压表指示降低， 无功功率表指示明显降低，功率因数提高，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，可能发生发电机失步或失磁保护动作跳闸。两点接地时，转子电流增加很多，造成励磁回路设备过热甚至损坏。如果其中一点接地发生在转子绕组内部，部分转子绕组也要出现过热。另外，转子两点接地使磁场的对称性遭到破坏，故机组产生强烈振动，特别是两点接地时除发生刺耳的尖叫声外，发电机两端轴承间隙还可能向外喷带火苗的黑烟。为此，发电机发生转子两点接地时，应立即紧急停机。如果“转子一点按地”未发信号，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，应立即减小负荷，使振动和转子电流减少至允许范围。经处理无效时，根据具体情况申请停机。
4 结束语
发电机转子一点接地故障是常见的故障形式之一，为了保证电厂的安全生产正常运行，作为电厂继保人员必须掌握转 子接地保护的基本原理，熟悉发生转子接地故障的现象和处理方法，全力避免发生 转子两点接地故障。