發電廠二次系統電壓異常案例分析電氣室繼電保護專業鄭豫生

為吸取電廠設備故障的經驗教訓，提高電氣繼保專業技術專業水平，對部分電廠現場發生的二次系統電壓異常案例進行分析總結，希望對大家遇到類似故障后快速處理提供經驗和幫助。

案例1：某電廠#2機發電機三次諧波定子接地保護頻繁報警，檢查發現發電機機端三次諧波電壓2.0V，發電機中性點三次諧波電壓不穩定，發變組故障錄波頻繁報警，啟動量為發電機100%定子接地現場情況分析：

機組正常情況下，發電機中性點三次諧波電壓略高于機端三次諧波電壓。查閱調試報告，機組滿負荷時機端三次諧波電壓2.55V，中性點三次諧波電壓2.81V。針對故障錄波數據及保護動作報文，并對發電機機端及中性點三次諧波進行測量，判斷為保護誤動。

最終發現問題：經對相關保護回路進行排查，發現在發電機中性點接地電阻柜內接地變壓器有一螺栓松動，緊固后發電機三次諧波定子接地保護恢復正常。反映問題及經驗教訓：

由于發電機中性點接地電阻柜位于主廠房6.9米平臺，距凝汽器較近，震動較為劇烈，因此建議廠內加強該區域的一次設備巡視，并利用機組停機期間，開展一次設備螺栓（釘）、夾件及二次回路端子排緊固工作，以避免因震動過大造成回路松動，引起保護誤動事件。案例2：某電廠#2發電機2PT、3PT電壓不平衡，就某電廠#2發電機電壓異?，F場測量數據如下：諧波分析儀現場測量結果（V）現場情況分析：

從保護和測量數據看，發電機1PT為匝間保護專用PT，相電壓、線電壓平衡，無負序功率，縱向基波零序電壓幾乎為零，說明一次系統正常；負序功率方向元件接入正確。測量出的1PT三次諧波6.3V，因1PT中心點不接地此值參考意義不大。

2PT、3PT及發電機中性點電壓為雙頻定子接地保護所用。發電機中性點基波零序電壓較小，機端三次諧波小于中性點三次諧波2倍以上，說明一次系統對地絕緣正常。三次諧波是由發電機的結構與所帶負荷有關，中性點三次諧波電壓值應與平常參照值對比才有意義。

2PT、3PT相電壓不平衡，基波零序電壓較高這不太正常。問題懷疑原因及處理建議如下：1．PT一次或二次N線接地不好。建議機組運行中對機端和中性點的三次諧波相位進行測量，正常時兩側相位基本一致，最大不得大于20°。2．2、3PT的A、B負載不平衡，有壓降產生，建議機組停機后測量PT一、二次接觸情況。

3．以上問題排除后建議停機后對發電機、電壓互感器及避雷器進行預試。最終發現故障原因機組臨檢中發現PT小車一次N接地螺栓松動，緊固后PT相電壓及基波零序電壓恢復正常。

案例3：某電廠#4機組負荷500MW，發電機3PT零序電壓異常，零序電壓15.43V，其他PT電壓正常，就地測量3PT數據如下：現場情況分析從測量的數據發現3PT開口三角電壓B、C相34V數據正常，A相24.95V，比正常相低9V。根據當天負荷穩定情況下測量3PT零序電壓，還有緩慢增加的跡象。根據測量得到的數據分析為3PT開口三角電壓A相接觸不良，由于現場沒有備件，建議如下：1.利用紅外成像儀檢測PT各連接處是否有發熱跡象。2.做好安全措施，檢查PT航空插頭是否松動并緊固。3.運行人員2小時檢測一次發電機電壓，重點觀察3PT零序電壓是否有增加趨勢。最終故障原因檢修人員發現3PT的A相二次接線有松動現象，緊固后零序電壓恢復正常。3某電廠定子接地保護動作原因分析某電廠#2機組正常運行，當時機組帶有功功率121MW,無功功率78.44Mvar定子三相電壓分別為Ua=9.13KV,Ub=9.2KV,Uc=9.17KV,定子三相電流分別為Ia=5.38KA,Ib=5.34KI,IC=5.35KA。12時09分，#2發變組保護運行中突發定子接地保護動作，II陽春1開關跳閘，MK開關跳閘，快切裝置動作切換廠用電成功。發變組保護A、B柜WFB-801發出“基波定子接地”動作信號，動作報告顯示“基波零序電壓：22.07V”。

查閱#2發變組故障錄波文件，機端三相電壓（二次有效值）分別為：UA=53.762V；UB=49.208V；UC=69.786V。三相電流（二次有效值）：IA=3.344A；IB=3.373A；IC=3.345A。

12時48分進行發電機升壓試驗，定子接地保護再次動作?，F場情況分析：故障錄波數據及保護動作報告

通道有效值（V/A）相位（度）發電機極端電壓Ua53.7623.5發電機極端電壓Ub49.208230.2發電機極端電壓Uc69.786110.8發電機極端電流Ia3.344317.6發電機極端電流Ib3.373197.7發電機極端電流Ic3.34577.6發電機中性點電壓U122.067124.0保護動作報告動作時間：5004ms，基波零序電壓：22.07V。定值：基波零序電壓：14V，動作時間：5s

其中：機端電壓取自發電機端TV，中性點電壓取自發電機中性點TV。基波零序電壓取自發電機中性點TV?，F場情況分析從保護裝置動作報告及故障錄波器錄波數據可看出，定子接地保護動作時刻，由機端TV所測三相電壓不平衡，B相電壓最低為49.028V，其次為A相電壓，C相電壓最高，同時，由發電及中性點所測零序電壓升高為22.07V，從不同安裝位置的TV所測電壓均發生變化，初步判斷發電機一次系統發生故障。而且判斷出，發電機電壓互感器出故障的可能性最大。重點放在電壓互感器的檢查上?，F場升壓試驗數據：

TV一次繞組模擬運行電壓施以8000V電壓，測量二次電壓，試驗數據如下：除2YH3A外其他TV2YH3A2YH1a-1x(V)5123.387.62a-2x(V)5123.088.0da-dx(V)2913.388.2TV絕緣試驗數據發電機機端TV（A、B、C三相共9只單相TV），其中2YH1三相TV為全絕緣，2YH2和2YH3為分級絕緣，分別進行絕緣電阻測量，均大于500MΩ。中性點TV絕緣電阻為500MΩ，TV絕緣電阻測試數據均合格。TV交流耐壓試驗分別對9只機端電壓互感器進行交流耐壓試驗，耐壓38KV，1min。當進行2YH3A互感器三倍頻感應耐壓試驗時，泄露電流過大，無法升壓。

TV勵磁特性試驗：勵磁特性曲線如下圖：2YH3A互感器勵磁特性曲線

其他互感器勵磁特性曲線從勵磁特性可以看出，兩個勵磁特性曲線有明顯不同，說明2YH3A勵磁特性異?！，F場分析結論通過機端TV的交流耐壓試驗和勵磁特性試驗，進一步確認了2YH3A互感器故障，故障判斷為一次繞組匝間短路，且繞組對地絕緣損壞，相當于機端A相經過渡電阻接地。

結語

二次系統電壓異常故障是電力系統常見故障之一，多發生于發電機端PT及中性點PT相電壓及零序電壓異常，造成結果多為發變組保護定子接地保護誤動或報警，給機組正常運行帶來巨大隱患。主要產生原因：1、二次接線端子松動造成接觸電阻過大或接觸不良。2、PT本身質量存在隱患，絕緣或繞組存在故障。3、PT一次或二次接地不良或接地點與主地網連接斷裂，造成中性點漂移。電壓異常故障預防措施及建議1、加強發變組保護定值管理：（1）三次諧波保護投報警，不可投跳閘；（2）基波定子接地保護定值應