康明斯动力设备（深圳）有限公司

 

故障检修与技术维护

发电机中性线发热烫伤的故障排除范例

 

● 故障设备：

某水电站的一台发电机组（200kW，400V）。

● 故障现象：

发电机组发出400V电压后，经过升压变压器向电网供电。在运行过程中，发现发电机的中性线发热烫手。

诊断分析：

（1）用钳形电流表测量流过中性线的电流，在100A左右变化，这个数值太大。

 

电流电压测量示意图

 

（2）测量三相负载电流，在平衡状态，而且发电机是向无穷大的电网供电，不存在三相负载不平衡的问题。

（3）使用兆欧表（摇表）检查发电机的绝缘电阻，三相对地绝缘均在50MΩ以上。

兆欧表示意图

注：接线必须正确无误，绝缘电阻表有三个接线桩，“E”(接地)、“L”(线路)和“G”(保护环或叫屏蔽端子)。保护环的作用是消除表壳表面“L”与“E”接线桩间的漏电和被测绝缘物表面漏电的影响。如当测量电缆的绝缘电阻时，为消除因表面漏电产生的误差，“L”接线芯，“E”接外壳，“G”接线芯与外壳之间的绝缘层。“L”、“E”、“G”与被测物的连接线必须用单根线，绝缘良好，不得绞合，表面不得与被测物体接触。

（4）用示波器观察发电机的相电压波形，发现它不是一个理想的正弦波，而是一个顶部较为平坦的非正弦波。根据谐波电势的分析原理，该电势中含有较大的三次谐波分量。

（5）在电路不构成回路，或回路阻抗很大的情况下，三次谐波电势是不会产生较大谐波电流的。但是这台发电机是通过升压变压器向电网送电，而变压器连接组别是Y/yn-12，其中性点直接接地，并用镀锌扁钢将发电机与变压器的中性点连接在一起。这样，发电机的谐波电流就经变压器和接地扁钢形成良好的通道，发电机的零序电抗器又比较小。因此，在三次谐波电势不太大的情况下就能形成较大的谐波电流，这就是中性线电流过大，并导致发热的原因。

● 故障处理：

在发电机的中性线上串联一只电抗器Z，以抑制发电机的谐波电流，如图11-10所示。由于三次谐波的频率是基波频率的3倍，只要电抗器的参数选得合适，就能使电抗器在抑制三次谐波电流的同时，不会对工频电流产生很大的影响。

● 经验总结：

谐波电流的使发电机的温度升高，输出功率下降，严重时将影响发电机的正常运行。因此必须抑制发电机的谐波电流。通常的做法是在发电机的中性线上串联一只电抗器Z。

 

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