電能計量互感器的故障原因及解決措施

張燕

引言：電能計量互感器作為計量設(shè)備，與電能使用者和運營者的利益息息相關(guān)，如果出現(xiàn)故障，不僅會使得兩者蒙上巨大的利益損失，也會對電力工程的穩(wěn)定產(chǎn)生一定的風險，本文以此為出發(fā)點，簡單闡述了電能計量互感器的故障原因及解決措施。

在一般情況下，使用電能計量互感器時，設(shè)計人員都會安裝電壓互感器來為電能計量互感器的使用提供實用點，而國家在這方面，也有嚴格的限制，一般高壓型的計量裝置都采用三相計量，對電力工程中的電壓也有規(guī)定。但是，社會經(jīng)濟快速發(fā)展，能源的依賴和消耗不斷增大，對于電能的需求也快速提高，因此，電力變壓器的儲存容量逐漸加大，雖在一定程度上滿足現(xiàn)在的電能供應需求，但是同時造成了很多方面的負面影響，因此，及時發(fā)現(xiàn)電能計量互感器的故障原因并加以解決，維護電力工程的穩(wěn)定運行，成為了當下電力工程的重點研究方向之一。

一、致使電能計量互感器的故障原因

眾所周知，電能計量互感器中互感器作為其重要的組成部分之一，運行的正常與否直接關(guān)系到計量系統(tǒng)的精準程度。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，對于電能的需求也日益增加，因此，電力工程普遍出現(xiàn)超負荷運行的狀態(tài)，因此裝置故障時有發(fā)生而原因多樣，本文通過考察和記錄，主要分析以下幾種故障出現(xiàn)的主要原因：

1、諧振過電壓

出現(xiàn)這種故障的原因是由于受某些外部原因的影響，原本處在平衡狀態(tài)的三相工作產(chǎn)生并聯(lián)諧振或者由于系統(tǒng)開關(guān)沒有同期合閘而致使出現(xiàn)串聯(lián)諧振的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種現(xiàn)象后，系統(tǒng)內(nèi)部原本的電壓幅值會呈現(xiàn)升高趨勢，當超過電能計量互感器中互感器所能承受的絕緣耐壓水平時，就很容易起火并燒毀設(shè)備。為了防止這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，就需要相關(guān)部門定期對于配電系統(tǒng)的開關(guān)予以檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有隱患有故障的設(shè)備及時的給予更換。

2、系統(tǒng)單相接地

一般都采用不接地運行的10kV系統(tǒng)，因此，當出現(xiàn)系統(tǒng)單相接地時，另外兩相就會自動升高電壓，基于導線自身存在阻抗很小，因此，就會在一定程度上形成對地電容。而在裝置內(nèi)部，會在互感器側(cè)積聚大量電荷，繼而在系統(tǒng)接觸單相接地時，就會致使PT高壓側(cè)產(chǎn)生低頻電流，瞬間熔斷故障，而這種故障出現(xiàn)的主要原因，是由于PT自身綜合運行能力不高，所以，只有盡可能提高它的綜合運行能力，才能避免系統(tǒng)單相接地故障發(fā)生。

3、一次絕緣損害

由于長時間的工作，長期處在電磁交融環(huán)境中的絕緣材料就會產(chǎn)生脫落或者老化的現(xiàn)象，進一步導致系統(tǒng)內(nèi)部短路，互感器鐵芯呈現(xiàn)飽和狀態(tài)，而PT系統(tǒng)的阻抗更是大打折扣。

然而，絕緣材料從生產(chǎn)到設(shè)備安裝運行過程中都有可能會致使故障發(fā)生，成為電氣設(shè)備開發(fā)中始終難有進展的問題。因此，只有在出現(xiàn)故障后進行檢測修護，提高絕緣材料的使用年限，除此之外，也需要保證設(shè)備的衛(wèi)生。

4、雷擊過電壓

這種現(xiàn)象主要出現(xiàn)在山區(qū)，處于山區(qū)的線路暴露在空氣中，因此，當出現(xiàn)雷雨天氣時，感應作用會致使導線上出現(xiàn)大量感應電荷，雷電就會集中導線，迫于慣性導線被擊中后會不受控制在左右搖擺，電荷就會在兩側(cè)游動，產(chǎn)生的雷電入侵波這種外來電流沖擊電氣設(shè)備，會造成不同程度的損害，從而影響整個供電系統(tǒng)。

綜上所述，不難看出電能計量互感器出現(xiàn)故障往往不是單方面的原因造成的，很多人為或自然原因都會在很大程度損壞計量裝置，導致計量裝置產(chǎn)生故障，無法運行或者正常運行。相比較雷擊過電壓故障、系統(tǒng)單相接地故障這種較為偶然，發(fā)生概率也較為小的故障，諧振過電壓故障和一次絕緣損害故障更為頻繁，因此，對于電能計量互感器的故障原因要重點防范諧振過電壓故障和一次絕緣損害故障，以此來提高整個供電系統(tǒng)和計量設(shè)備的正常運行。

5、二次繞組短路

這是發(fā)生概率比較小的故障，一般情況下為了保證二次系統(tǒng)短路都會裝設(shè)二次保險，這在很大程度上就避免了二次繞組短路故障的發(fā)生。但是，如果所安裝的二次保險型號無法與二次系統(tǒng)匹配的話，那么很有可能會造成系統(tǒng)短路，同時，如果系統(tǒng)短路并且沒有熔斷保護，那么就會形成額定電流十幾倍的電流，嚴重可能將整個系統(tǒng)燒毀，因此，這種故障不容小覷，必須嚴格執(zhí)行二次保險的匹配安裝。

二、如何解決電能計量互感器故障并進行防范措施

1、提高系統(tǒng)的綜合運行能力

只有提高系統(tǒng)的綜合運行能力，才能避免出現(xiàn)例如絕緣材料破損、老化而導致的一些故障，當下，為提高系統(tǒng)的綜合運行能力，可以考慮采取一些較為可靠的措施，比如不同的接地方式，或者不同的供電方式等，以保證兩者互不干擾，但是這種方法在一定程度也存在很多問題，并且無法適應經(jīng)濟社會快速發(fā)展下對電能的供應和電負荷的時變性問題。

2、減少系統(tǒng)中PT臺數(shù)

在系統(tǒng)中，電分接點的接入會增加計量裝置的使用數(shù)量，從而導致伏安運行環(huán)境差，電容電流增加等多種問題，最終還會促使發(fā)生諧振過電壓故障。所以，在配電系統(tǒng)設(shè)計時，長遠的看待問題，要盡可能的考慮到系統(tǒng)在未來的增容需求，盡量減少在現(xiàn)行系統(tǒng)中的計量裝置使用數(shù)量，以此來提高整個系統(tǒng)的綜合運行能力，保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定持續(xù)運行的同時，還能夠進一步減輕相關(guān)人員的工作量。

3、加大計量設(shè)備的檢修力度

一次絕緣損害故障出現(xiàn)的原因，除了是由于絕緣材料的長期使用而出現(xiàn)破損老化現(xiàn)象外，還可能由于設(shè)備內(nèi)部或外部壞境不衛(wèi)生，因此，要加大對于計量設(shè)備的檢修力度，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備破損、老化、設(shè)備運行環(huán)境衛(wèi)生差，有灰塵或水分等問題時，必須及早發(fā)現(xiàn)及早解決，防止事故放生，保證計量設(shè)備不會由于設(shè)備問題而出現(xiàn)故障。

4、合理的進行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計

進行合理的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計，同樣是從提高系統(tǒng)的整體運行能力出發(fā)，通過系統(tǒng)整體運行能力的提高來帶動設(shè)備運行，保證計量設(shè)備處在正常的運行環(huán)境。而對系統(tǒng)進行合理參數(shù)設(shè)計的項目，即相關(guān)的設(shè)備包括互感器二次保險、消諧設(shè)備、還有防范雷擊而導致設(shè)備損壞的避雷器等，合理選擇，為提高系統(tǒng)整體運行能力做了保障。

三、總結(jié)

通過上文對于電能計量互感器會發(fā)生故障的主要原因和類型以及一部分防范措施的簡單探討，不難看出電能計量互感器對于電能工程穩(wěn)定發(fā)展的重要性，因此，相關(guān)單位和工作人員必須特別重視，這既是對于電能工程負責任，也是對電能用戶和運營商負責任，為了避免產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟損失或發(fā)生不可避免的災害，必須嚴格把關(guān)，時時檢測，及時修繕，為構(gòu)建一個穩(wěn)定的電能運行環(huán)境而努力。

參考文獻

[1]賈玲.電能計量互感器故障原因分析與對策研究[J].機械工程與自動化.2010(04).

[2]何蓓,李輝.電能計量互感器異常斷相分析與故障仿真[J].系統(tǒng)仿真學報.2008(11).

[3]牛艷.電能計量裝置準確性及其改進方法研究[J].電源技術(shù)應用.2013(03).

[4]周云鵬.淺談降低電能計量裝置綜合誤差[J].黑龍江科技信息.2008(03).

[5]周偉軍.淺談加強電能計量裝置的裝接管理[J].科技與企業(yè).2011(13).