神华内蒙古国华准格尔发电有限责任公司4号发电机由北京北重汽轮电机有限责任公司生产，型号为Q255-460，于2007年9月投产。其额定参数如表 1所示。

表1(Table 1)

表 1 发电机额定参数

表 1 发电机额定参数

发电机与主变压器采用单元制接线方式，发电机出口经封闭母线与主变压器、厂用变压器、励磁变压器、出口电压互感器（以下简称TV）、避雷器等设备相连，其接线方式如图 1所示。

图1(Figure 1)

图1 4号发变组接线方式示意图

4号发电机保护采用南京国电南自凌伊电力自动化有限公司生产的DGT-801A型保护装置，定子接地保护采用基于稳态基波零序电压和三次谐波原理构成的100%保护。

在4号机组带有功负荷167 MW稳定运行时，发电机突然跳闸解列、汽轮机跳闸、锅炉灭火，DCS画面发出“发电机保护动作”信号；就地检查保护屏，发出“发电机3U₀定子接地”报警信号；且A柜、B柜双套保护均动作，发出信号为“发电机定子接地”。

4号机组跳闸后，检查各系统运行情况：交流润滑油泵、顶轴油泵、盘车装置联启正常，主汽阀、主汽调节阀关闭，汽轮机转速下降，各段抽汽电动阀、逆止阀关闭，疏水阀开启正常；发变组出口5031、5032断器器跳闸，灭磁开关跳闸，厂用电快切装置切换成功。

全面检查发电机保护装置，2套保护装置A柜、B柜的“定子接地”保护均动作，基波3U₀发跳闸信号，3次谐波发报警信号。故障录波图如图 2所示。

图2(Figure 2)

图2 4号发变组故障录波图

由图 2可以看出：-19 ms，发电机U相接地，导致机端U相电压迅速下降，机端零序电压迅速上升，并在0 ms达到96 V，中性点零序电压82 V；7835 ms后发电机3U₀定子接地保护动作。以上情况与发电机3U₀定子接地保护逻辑和定值完全符合，即机端零序电压大于10 V且中性点零序电压大于13 V时，延时8 s保护出口动作。同时对发电机出口TV一次侧做加压试验，试验中保护屏显示电压正确，TV二次回路绝缘测试合格，由此基本排除了保护误动的可能^{[1, 2, 3]}。

发电机封闭母线处未发现有异味及异常现象；检查主变压器、厂用变压器、励磁变压器、中性点接地变压器等，外观未见异常；对发电机及其出口TV1、TV2、TV3，避雷器进行试验，均无异常。之后试验人员打开发电机出线罩人孔门，对出线罩U相封闭母线进行耐压试验，当升压至30 kV时，试验仪器保护跳闸；立即停止试验，检查发现发电机出线罩内U相金属软连接有接地放电现象。

工作人员进入4号发电机出线罩内部，对发电机U相出线及二次电缆进行检查后，发现固定发电机出口电流互感器二次电缆的尼龙扎带老化断裂（见图 3），二次电缆松脱，与发电机U相出口软连接距离小于安全距离；发电机U相金属软连接部位对二次电缆铠装层放电，导致发电机U相定子接地故障。

图3(Figure 3)

图3 断裂的固定二次电缆的尼龙扎带

由此可以断定，导致4号发电机U相定子接地故障的直接原因是固定发电机出口U相电流互感器二次电缆的尼龙扎带工艺不合格。

（1）专业人员对电缆安装固定工艺掌握不扎实，固定材料选择不合理。

（2）设备隐患排查不到位，未能及时发现固定二次电缆的尼龙扎带老化；专业人员风险分析能力差、专业风险评估不充分，未能辨识发电机出线罩内固定电缆的尼龙扎带会老化断裂，且易导致电缆与裸露带电部位放电接地。

针对本次4号发电机定子接地故障提出以下处理措施。

（1）更换发电机出口U相电流互感器二次电缆；

（2）对发电机出线罩内二次电缆固定情况进行检查，采用非导磁材质的U形卡子（卡子采用绝缘处理，见图 4）对所有二次电缆进行固定，固定效果见图 5。

图4(Figure 4)

图4 二次电缆固定使用的U形卡

图5(Figure 5)

图5 4号发电机出线罩内二次电缆固定效果

（3）普查4号机组裸露带电部位附近的部件固定情况，对存在固定失效的部位进行整改；

（4）完善电气、热控检修工艺卡，细化电缆固定工艺；对裸露带电部位附近部件根据检查情况设置H质检点，进行三级验收^[4]；

（5）结合事故案例，组织人员进行风险培训，以提高其风险源辨识、风险防范能力^[5]。

神华内蒙古国华准格尔发电有限责任公司4号发电机出口电流互感器二次电缆采用非导磁材质的U形卡子进行固定后，效果良好，保证了发电机的稳定运行。此次故障的原因分析及处理措施也为预防此类故障的发生提供了借鉴。