（浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司 浙江省绍兴市 312000）
摘要：针对发电厂一起发电机定子接地保护动作案例，结合历史记录和现场检查、分析，确认了保护动作原因，并通过技术分析验证了发电机机端电压互感器匝间短路导致发电机定子接地保护动作。
关键词：不接地系统；发电机定子接地；不平衡电压
引言
发变组接线方式的发电机机端回路复杂，导致发电机异常或故障的因素较多，又因为机端回路为不接地系统，很难通过保护装置的动作方式及其报文直接判定故障点。本文结合一起发电机保护动作的案例，对发电机机端电压互感器故障导致发电机定子接地保护动作的原因进行了细致地分析、总结。
1事件经过
某发电厂#1汽轮发电机组在运行中跳闸，首出原因为“发电机零压定子接地”动作。跳闸时机组负荷：有功260MW、无功133MVar；跳闸后锅炉MFT保护动作正常，汽轮机主汽门、调门关闭，主机润滑油泵自启，油压正常，6kV厂用电自动切换正常。
2检查过程
检查#1发变组保护屏保护动作情况，发现保护A、B屏均有发电机定子接地保护动作报告：
（1）发变组保护A屏报文：15:56:54.561，保护启动；4514ms，保护出口；基波零压定子接地动作，动作值14.38V。
（2）发变组保护B屏报文：15:56:54.566，保护启动；4514ms，保护出口；基波零压定子接地动作，动作值14.38V。
（3）发变组保护C屏上跳闸信号灯点亮，发变组开关对应的一组跳圈、二组跳圈信号灯亮，上“灭磁开关联跳”信号灯亮。
查询#1发变组故障录波器记录，发现录波情况和保护动作情况吻合：
故障录波器录波文件显示电压情况：Ua=60.653V∠-100°，Ub=67.818V∠152°，Uc=50.790V∠33°，3Uo=15.578V∠-180°，中性点Uo=15.539 V∠174°，发电机电流三相平衡正常无变化。
通过录波数据初步分析，认为发电机C相回路存在非金属性的接地故障，对发电机定子回路作如下项目检查：
（1）对发电机出线封闭母线配电装置进行绝缘电阻及直流额定电压试验，情况正常。
（2）对发电机三相定子绕组对地进行绝缘电阻及直流额定电压试验，情况正常。
（3）对发电机机端C相电压互感器、避雷器及配电装置进行绝缘试验检查，未见明显异常。进一步检查发电机机端电压互感器直流电阻，发现第二组电压互感器C相一次绕组直流电阻较2年前机组大修时的数据有明显下降（大修时的数据988.6Ω，本次数据906Ω），做电压互感器变比试验，试验加压时电流急剧增大，有严重匝间短路现象。扩大试验范围对机端其它电压互感器进行变比检查，情况均正常。
综合试验检查情况分析，本次发电机定子接地保护动作跳闸原因为：发电机机端电压互感器第二组电压互感器C相一次绕组匝间短路，造成发电机机端20kV系统三相相电压不对称，电压互感器开口三角绕组中出现3Uo电压，达到定子接地保护定值后引起跳机。
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图1 发电机机端电压互感器配置图
3原因分析
发电机机端共安装3组电压互感器（如图1），第1组、第2组电压互感器一次侧中性点直接接地，其开口三角电压能够反应发电机机端对地的不平衡电压；第3组电压互感器一次侧中性点接至发电机中性点，其开口三角电压能够反应发电机机端对中性点的不平衡电压。
因发电机电压互感器一次绕组并联在发电机机端，其第2组电压互感器C相一次绕组匝间短路，使发电机C相对地等值阻抗降低，造成发电机机端20kV系统三相相电压不对称（如图2）。
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图2 故障示意图
电压互感器开口三角绕组中3Uo电压达到定子接地保护定值后引起保护动作跳机（如表1）。
表1 定子接地时电压值
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4解决方案
在确定故障点为发电机机端电压互感器后，对机端其他电压互感器做耐压试验和局放抽样试验，发现另有1只互感器局放试验不理想，据此有理由说明制造厂产品工艺质量存在批次性问题，确定整体更换#1发电机机端所有电压互感器。
在电压互感器更换工作完成后，进行发电机零起升压同电源核相，确认二次回路接线正确。
5结论
因发电机机端为不接地系统，单相接地时故障电流很小，无法达到差动保护动作值，仅能通过发电机机端电压互感器的零序电压有效反应故障情况。当发电机内部定子绕组接地、封闭母线内部接地、励磁变压器高压侧接地、电压互感器一次绕组接地时，电压互感器的零序电压变化情况基本一致，而因为电压互感器属于辅助设备，在事故处理时往往容易被忽视。
本文通过实际案例和技术分析，验证了电压互感器一次绕组匝间短路时会导致定子接地保护动作的论断。
参考文献
[1]陈俊, 陈佳胜, 张琦雪, et al. 发电机机端电压互感器匝间短路导致定子接地保护动作分析[J]. 电力系统自动化, v.40;No.584(10):148-152.
[2]马云飞. 发电机出口电压互感器匝间短路故障分析与计算[J]. 华电技术, 040(010):15-18.
[3]汪兴. 发电机机端电压互感器匝间短路引起的过励磁保护动作分析[J]. 中国电力, 52(9).
作者简介
肖继忠（1980.06-），男，工程师，从事的发电厂电气专业技术管理工作。