摘要：在电力系统中，发电机电压互感器是一个重要的设备，但在运行中容易出现故障，导致发电机定子接地。本文介绍了一起由于发电机电压互感器内部故障引起发电机定子接地，进而造成机组跳闸。针对此次事故，本文提出了切实有效的防范措施，以便在实际工作中加以注意，防止再次发生类似的事故。
关紧词：电压互感器；定子接地；防范措施
Abstract: Voltage transformer of generator is a important equipment in power systems. But it is prone to failure during the operation, causes stator failure of generation. This article describes an generator trip caused by stator failure of generation because a internal malfunction of voltage transformer. For the accident, effective and feasible precautions are proposed in this paper in order to prevent similar ones occurring again in actual work.
Keywords: Voltage transformer; stator failure; precautions
1 引言
大型发电机出口一般均装设三组电压互感器，分别向保护、计量及自动化设备提供发电机电压信号[1]。但发电机机端电压互感器在运行中容易发生绝缘击穿或匝间短路，进而引起发电机组定子接地而造成机组跳闸，给机组运行带来严重的影响。某电厂一台660MW机组就发生了一起由于电压互感器故障导致发电机定子接地保护动作进而跳闸的事故。
2 故障情况介绍
2014年2月24日某电厂4号发电机组正常运行，负荷586MW，机组各项参数运行正常。2014年2月24日03时02分37秒675毫秒，4号发电机定子接地保护动作，发电机跳闸。
3 事故原因分析
3.1现场检查情况
4号机组停机后，测量发电机定子及主变低压侧封母绝缘。检测结果绝缘符合要求，基本排除了发电机定子、主变低压侧、高厂变高压侧及室外封闭母线接地的可能。初步判断为发电机出口电压互感器故障。
经进一步检查，发现发电机出口第二组电压互感器B相外部壳体有裂纹。
3.2定子接地保护动作原因分析
将发电机出口电压互感器进一步检查试验，直流电阻测量数据如表1
表1：电压互感器直流电阻测量数据表
为了进一步确认故障，做了电压互感器变比、极性试验及伏安特性。结果显示B相变比数据错误，伏安特性试验中B相电压无法升上去。A、C相变比数据正常，伏安特性正常。由此确认本次故障是由于B相电压互感器一次侧绕组匝间短路导致发电机定子绝缘降低引起的。
调取发电机出口电压及中性点电压录波图，通过波形图发现，故障发生时发电机机端电压为：A相电压12.52kV，B相电压是10.78kV，C相电压是11.35kV，B相电压最低，与现场B相电压互感器一次侧绕组匝间短路导致发电机定子B相绝缘降低的情况一致。
由此可知，4号机组由于B相电压互感器一次侧绕组匝间短路导致发电机定子绝缘降低，引起发电机定子接地保护动作，保护动作正确。
4 防范措施
针对本次事故，建议从下面几方面加强管理。
（1） 过电压是电压互感器烧毁的一个重要原因，对于中性点不接地系统，互感器的非线性电感往往与该系统的对地电容构成铁磁谐振，从而产生过电压。建议在电压互感器一次中性点加装消谐装置或阻尼电阻，其作用是在高压下呈高电阻，防止谐振情况的发生[2]。
（2）进一步强化绝缘监督全过程管理工作，加强电压互感器的定期检查与试验工作。
（3）传统上对出口电压互感器的预试试验基本集中在主绝缘上，以测量绝缘电阻和对主绝缘进行耐压为主，对匝间绝缘的检查基本都是在必要时才进行，没有明确规定试验周期。而近些年出口电压互感器匝间绝缘的故障也逐渐增多起来。导致发电机出口电压互感器故障的最大原因还是产品本身存在质量问题。由于在制造中电压互感器存在气泡，导致运行中发生局部放电，最后累积导致绝缘失效。检测出口电压互感器内部是否有气泡的最有效手段就是进行局部放电试验，目前依据标准规定，固体绝缘电压互感器局部放电量不应小于50 pc。而这么小的局部放电量只有在试验室中才能准确测量出，在现场由于电磁干扰很大，测量是十分困难的。因此，用传统方法测量出口电压互感器局部放电的方式就很难实现了。根据现场实际情况，提出以下3 方面预防措施。
a）对新购买的发电机出口电压互感器，必须要求厂家提供出厂局部放电试验报告，局部放电试验合格才能进行安装。
b）在运行中，建议开展运行中带电局部放电检测试验，以检验实际运行中出口电压互感器局部放电是否超标，如果超出标准则应尽快安排更换。如前所述，现场进行局部放电试验可能很困难，因此可以采用非电量局部放电的测量方法来代替传统电量局部放电试验，如超声波局部放电等。
c）现场虽然很难通过传统局部放电试验检验出电压互感器内部局部放电是否超标，但可以通过感应耐压试验检验匝间绝缘是否失效。以目前最常用到的三倍频感应耐压来说，二次加压100V，感应耐压时间为40s，可以很有效地检验出出口电压互感器匝间绝缘故障，进而可以避免运行中发电机出口电压互感器绝缘故障导致跳机事故的发生。因此，在今后出口电压互感器交接时，必须进行感应耐压试验，并在发电机大修时也建议进行感应耐压试验。
5 结束语
针对发电机电压互感器故障造成接地保护动作从而引起停机事故，通过对事故检查、分析和处理解决，提出了相应的防范措施。应从平时运行方式、检修及相应的试验方法上加强技术力量，避免出现类似故障，这样将大大降低机组非正常停机的事故，有利于机组的安全稳定运行。
参考文献:
[1]巨争号.发电机电压互感器故障引起停机分析及对侧[J].山西电力，2014,186(3):39-41.
[2]司雪峰，蒋延磊.对35kV及以下电压互感器故障的探讨[J].河南电力，2016,36:23-24.
作者简介：周国平（1978-），男，江苏常熟人，工程师，主要从事继电保护及励磁系统的调试和试验工作。
论文作者:周国平,尹羽
论文发表刊物:《电力设备》2018年第9期
论文发表时间:2018/7/5
标签：电压互感器论文; 发电机论文; 定子论文; 相电压论文; 局部论文; 故障论文; 机组论文; 《电力设备》2018年第9期论文;