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      歐姆定律查找水輪發電機轉子一點接地點

      筆者所在水電站發電機停機過程中發電機保護報“轉子一點接地”告警,停機后用500V搖表測量轉子正負極引線對地絕緣幾乎為零,基本排除保護裝置誤報的可能,確定發電機轉子存在接地現象。

      2、接地分析及處理

      根據搖表對轉子的絕緣測量結果,判斷轉子存在接地故障,用萬用表測量轉子對地電阻約4kΩ。

      故障點查找方法具體步驟是:首先解開轉子正負極主引線與滑環的電氣連接,準備試驗設備包括:調壓器、行燈變壓器、數字萬用表、導線若干.

      接線方法:調壓器的輸出接在行燈變壓器低壓側的36V和0V接線柱上,然后行燈變壓器高壓側220V和0V接線柱連接到轉子正負極主引線上,接線示意圖如下:



      操作方法:調節調壓器使行燈變壓器高壓側輸出為200V(當然電壓可以自定義大小),然后萬用表測量轉子主引線正極對地(地取用發電機機罩外殼)、負極對地電壓(分別記為U+、U-),根據正負極對地電壓的測量數值可算出轉子接地故障點的位置。

      第一次測量結果:U+=142V,U-=57V;

      計算公式:57/(57+142)×14=4.01;

      式中:14代表轉子磁極總個數;

      4.01代表接地故障點在從負極開始數第4.01個線圈的位置。同理如計算公式為142/(57+142)×14=9.99表示故障接地點在從正極開始數第9.99個線圈的位置,其實是同一位置。為了便于描述,統一以負極為原點作為參考。

      本應解開從負極開始數第4和第5個磁極間的引線接頭,我們對公式不信任(不信邪),于是解開了第3個和第4個磁極間的連,結果接地故障依然存在,于是按照公式再測了一次:



      當然只剩下11個磁極線圈了,負極起點在4號磁極線圈,然后測量轉子主引線正極對地電壓,轉子3、4號線圈的極間引線打開處(4號線圈引線接頭)對地電壓(分別記為U+、U-)。

          第二次測量結果:U+=185V,U-=15.6V;

          計算公式:15.6/(15.6+185)×11=0.86;

          式中:11代表轉子磁極總個數減去解開的磁極個數;

          0.86代表接地故障點為第1個線圈,然后打開第4個線圈和第5個線圈的極間引線接頭,用搖表測量負極主引線至第3線圈、第5線圈至正極主引線的絕緣均合格,再測量引線已解開的第4線圈的絕緣仍然為零。

      接點故障點已找到,對4號線圈的引線絕緣層剔除并重新包扎,重新搖絕緣合格,然后將之前打開的極間引線全部接上并重新包扎絕緣層,對整個轉子搖絕緣合格,開機運行轉子一點接地故障消除。

          其實原理就是利用了歐姆定律:電流一定的條件下,分電壓與電阻成正比,測量原理如下圖:

      公式:K+=U+/(U++U-)×N


      或K-=U-/(U++U-)×N

      K+表示從正極開始數第K個線圈存在接地故障點。

      K-表示從負極開始數第K個線圈存在接地故障點。

      N表示被測量磁極的總個數。

      雖然問題解決了,我們還在思考:

      1、不用行燈變,直接加220V交流可以嗎?

      2、歐姆定律在交流回路是否正真適用?

      3、接地點要是在轉子引線處,電壓會是多少?

      4、用直流代替交流可以嗎?

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