故障檢修與技術維護

發電機中性線發熱燙傷的故障排除范例

 

● 故障設備：

某水電站的一臺發電機組（200kW，400V）。

● 故障現象：

發電機組發出400V電壓后，經過升壓變壓器向電網供電。在運行過程中，發現發電機的中性線發熱燙手。

診斷分析：

（1）用鉗形電流表測量流過中性線的電流，在100A左右變化，這個數值太大。

 

電流電壓測量示意圖

 

（2）測量三相負載電流，在平衡狀態，而且發電機是向無窮大的電網供電，不存在三相負載不平衡的問題。

（3）使用兆歐表（搖表）檢查發電機的絕緣電阻，三相對地絕緣均在50MΩ以上。

兆歐表示意圖

注：接線必須正確無誤，絕緣電阻表有三個接線樁，“E”(接地)、“L”(線路)和“G”(保護環或叫屏蔽端子)。保護環的作用是消除表殼表面“L”與“E”接線樁間的漏電和被測絕緣物表面漏電的影響。如當測量電纜的絕緣電阻時，為消除因表面漏電產生的誤差，“L”接線芯，“E”接外殼，“G”接線芯與外殼之間的絕緣層。“L”、“E”、“G”與被測物的連接線必須用單根線，絕緣良好，不得絞合，表面不得與被測物體接觸。

（4）用示波器觀察發電機的相電壓波形，發現它不是一個理想的正弦波，而是一個頂部較為平坦的非正弦波。根據諧波電勢的分析原理，該電勢中含有較大的三次諧波分量。

（5）在電路不構成回路，或回路阻抗很大的情況下，三次諧波電勢是不會產生較大諧波電流的。但是這臺發電機是通過升壓變壓器向電網送電，而變壓器連接組別是Y/yn-12，其中性點直接接地，并用鍍鋅扁鋼將發電機與變壓器的中性點連接在一起。這樣，發電機的諧波電流就經變壓器和接地扁鋼形成良好的通道，發電機的零序電抗器又比較小。因此，在三次諧波電勢不太大的情況下就能形成較大的諧波電流，這就是中性線電流過大，并導致發熱的原因。

● 故障處理：

在發電機的中性線上串聯一只電抗器Z，以抑制發電機的諧波電流，如圖11-10所示。由于三次諧波的頻率是基波頻率的3倍，只要電抗器的參數選得合適，就能使電抗器在抑制三次諧波電流的同時，不會對工頻電流產生很大的影響。

● 經驗總結：

諧波電流的使發電機的溫度升高，輸出功率下降，嚴重時將影響發電機的正常運行。因此必須抑制發電機的諧波電流。通常的做法是在發電機的中性線上串聯一只電抗器Z。

 

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