1、立项背景

龙滩水电站位于红水河上游的广西西北部的河池市天峨县境内，规划装机9 台700MW 空冷水轮发电机组，规划装机总容量6300MW。现已投产7 台700MW 空冷水轮发电机组，装机总容量4900MW，是目前中国已投产发电的第五大水电站，是中国大唐集团公司第一大水电站，也是广西壮族自治区内第一大水电站。电站自2001年7 月正式开工建设，截至到2008 年12 月，一期工程7 台机组全部投产发电。单台机组参数如下：发电机型号SF700-56/16090、额定容量777.8MVA、额定电压18kV、额定电流24948A、额定功率因数0.9（滞后）。龙滩电厂5号水轮发电机由东方电机股份有限公司制造，型号为SF700—56／16090，额定容量为777．8 MVA，额定电压为18 kV，额定电流为24 948A，额定功率因数为0．9(滞后)，定子铁心外径为16 090 nl／n，内径为15 000 111111，定子铁心有624个槽，槽节距为1—14—23，定子绕组为8支路并联结构，“Y”形连接，双层条形波绕组，线圈采用银铜焊接，F级绝缘。

2011年1月31日，龙滩电厂突报5号机组定子一点接地动作停机。故障前5号机组运行工况：有功618MW、无功-33Mvar、频率50Hz、机端电压18.01kV、机端电流20kA。2011年1月31日9时23分02秒监控报：5号机组开出第86点动作（5号机跳发电机断路器）；9时23分03秒监控报：5号机发电机保护A套保护动作停机（启动事故停机）、5号机发电机保护B套保护动作停机（启动事故停机）。

发生故障后技术人员立即展开排查和抢修工作，在事故处理的过程中针对原有的发电机定子接地故障的查找方法有：加压观察法、直流压降法、交流加压法、电流烧穿法、开口变压器法、分割法等，以上方法利用产生的火花烟雾、施加间歇性电压，通过观察定子绕组放电声和放电火花查找、首段末端加直流电压，通过计算推算出故障点位置等查找故障点等。这对大型发电机来说不太适合，因为局部电流可能使线槽局部铁芯造成损伤，很难处理，使问题变得更大，同时修复线棒工期长处理工艺要求高，需拆开多处定子绕组连接头，未能近期找到故障点，影响面较大，难以确保发电机定子及定子铁芯的安全。

2、内涵和主要做（方）法、原理或机理，创新亮点和值得学习借鉴之处

为此探索了一种现场故障查找技术，通过自制cT工具测量定子线棒电流来确定接地故障点具体位置，这样可在保证发电机安全的情况下，快速、科学地查找出接地故障点

(1)、研究出大型水轮发电机定子一点接地故障查找新工艺，为避免常规加压处理方法引起的定子铁芯烧损，利用发电机本身电路原理，总结出5步法快速查找工艺，隔离-故障录波查找故障相位-限流加压确定大分支-再限流加压确定小分支-自制cT工具测量定子线棒电流，其中调压器首端加压100A，限流器控制输出0.3A定电流A，使用钳形电流表测量各支路电流 ，在保证发电机安全不超过1A电流情况下，快速、科学地找出定子一点接地故障点。步骤如下：

A、为避免定子铁芯烧损，不按常规加压，利用本身发电机电路原理查找故障点

B、第一步，隔离检查确定故障点

C、第二步，利用故障录波仪记录，确定故障点在A相、B相、或C相绕组；

D、第三步，确定绕组分支故障。例如：龙滩定子绕组分为8个支路，其中1、3、5、7支路并联为第一分支，2、4、6、8支路并联为第二分支，中性点由直径为62mm的铜环引出，并联焊接在铜板上。首先从A相定子出口处施加电压，串入滑线变阻器限流，再串入电流表测量，确定接地点是在第一分支还是在第二分支。

E、第四步，确定具体支路故障。例如：在龙滩电厂发电机回路上，在确定故障点为第一分支后，将4个分瓣的电流互感器分别装在第一分支的1、3、5、7支路上，在A相定子出口施加100V左右的电压，将试验回路的总店流控制在0.3左右，确定具体支路故障。

F、第五步，利用自制的钳形电流表确定故障线棒位置。

G、处理线棒，故障点确定后，立即拆除绝缘盒、定子档风板、线棒垫块等，熔开相应线棒上、下端部并头，拆除槽楔和斜楔，拔出故障线棒。线棒拔出后对槽内进行了仔细检查和清理，随后按定子绕组装配工艺进行新线棒的下线和恢复工作。

（2）发明了“一种大型水轮发电机(550MW-800MW)定子接地故障安全查找新方法”发明专利，已授权，授权号 201610940461.6。

（3）获得了一项实用新型专利授权，“一种大型水轮发电机定子接地故障安全查找装置”，授权号201720245909.2。

3、实施应用前后效果（益）情况对比

(1) 在发电厂发生定子接地故障，一般常规方法的处理方法是通入3-5A电流，观察设备是否有冒烟等异常情况出现再查找故障，但对于大型水轮发电机组，危险系数太大，因为可能引起短路点部位的定子铁芯烧毁，如果进行修复处理，代价巨大：

A、人工费：10人 * 200元/人/天 * 15天 =30000元=3万

B、定子铁芯硅钢片及线棒物料成本： 100万

C、发电损失：70万千瓦*24小时*0.307元/千瓦.时 * 15 天 = 7736 万

损失累计：7839万

（2）而利用本身发电机电路原理，通过自制cT工具测量定子线棒电流来确定接地故障点，这样可在保证发电机安全的情况下，快速、科学地查找出接地故障点。（故障查找及处理需要5天）

（1）人工费：4人*200元/人/天*5天=4000元=0.4万

（2）物料费：自制 ct 、损坏线棒硅钢片 10000元

（3）发电损失：70万千瓦*24小时*0.307元/千瓦.时 * 5 天 =2578 万

损失累计：2578+0.4+1=2579.4

节约损失：7736-2579.4=5156.6万 节约百分比：5156.6/7736 *100%=67%

综上所述：对于大型水力发电机组，利用本身发电机电路原理，通过自制cT工具测量定子线棒电流来查找定子接地故障点，至少可以节约损失5156.6万元,节约67%的成本，时间降低为原有处理工艺的1/3左右，安全系数100%。

4、促进行业科技进步作用及推广应用

发电机定子绕组接地故障在电厂时有发生，特别是运行多年的发电机，由于定子整体绝缘水平下降，绝缘受潮或外力元素都可能造成发电机定子绕组接地故障。发电机定子绕组接地后，可能烧毁定子绕组和定子铁芯。发电机定子绕组在运行中和试验中发生接地后，必须尽快找出接地点并设法消除。

在大型水电机组发生定子接地后，如果按照常用的方法是通入3～5 A电流，观察设备是否有冒烟等异常情况出现，则有可能会引起短路点部位的定子铁心烧损，龙滩电厂技术人员探索出新的查找方法：利用本身发电机电路原理，采用自制的钳形电流表把故障点范围缩小到最小，尽可能减少事故经济损，快速有效地查找故障点，安全、精准、投资小，减小了工作量，也节省了故障查找、处理时间。经过2011年1月31日龙滩电厂5号水轮发电机定子一点接地故障处理，证明该方法安全、精确、可靠。

故障处理后，龙滩电厂对处理工艺进行了归纳总结，形成了规范的处理方法，申请了实用新型专利“一种大型水轮发电机定子接地故障安全查找装置”并被授权，申请了发明专利“大型水轮发电机(550MW-800MW)定子接地故障安全查找新方法”，并在《广西电力》和《水力发电》发表了两篇论文，这些资料为也兄弟电厂同类型大型发电机查找处理类似接地故障提供了经验，今年再碰到类似的定子接地故障查找，兄弟单位可以参照龙滩电厂的处理工艺，快速查找故障。该方法具有安全性高、可靠性高、精确度高、灵活性大等优点，有很大的现场实际应用推广价值。

1）发明了“一种大型水轮发电机(550MW-800MW)定子接地故障安全查找新方法”发明专利，目前该专利已授权，授权号 201610940461.6。

（2）获得了一项实用新型专利授权，“一种大型水轮发电机定子接地故障安全查找装置”，授权号201720245909.2。