110kV 變電站電壓互感器故障原因及解決對(duì)策

孫 華

（江蘇省電力公司蘇州市吳江供電公司，江蘇 吳江 215200）

電壓互感器與變壓器有一定的相似之處，都具有線路電壓轉(zhuǎn)換的功能，但兩者的目的不同。電壓互感器對(duì)電壓轉(zhuǎn)換的目的，是為了給繼電保護(hù)裝置、測(cè)量設(shè)備等提供電能，以便其對(duì)線路中的電壓、電流、功率等進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，并且對(duì)線路中發(fā)生故障后香瓜設(shè)備的保護(hù)。電壓互感器的種類很多，其中電容式電壓互感器使用范圍最廣。在電壓互感器運(yùn)行過(guò)程中，一旦發(fā)生故障，就會(huì)對(duì)變電站運(yùn)行穩(wěn)定性造成影響，并且電壓互感器故障的類型、成因多種多樣，需要對(duì)其進(jìn)行認(rèn)真的分析，提出行之有效的解決措施。

1 電壓互感器的結(jié)構(gòu)原理分析

電壓互感器的構(gòu)成部分包括線圈、鐵心、絕緣等，其運(yùn)行原理與變壓器相似。其基本結(jié)構(gòu)通常為單相雙線圈，當(dāng)施加電壓在一次繞組上時(shí)，鐵心會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的磁通，同時(shí)，在電感應(yīng)的作用下，二次繞組也會(huì)產(chǎn)生電壓。繞組匝數(shù)改變，兩次電壓比也不同。被測(cè)電壓可單使用，也可三相使用，三線圈互感器多一個(gè)線圈，正常工作時(shí)，三相電壓是對(duì)稱的，第三線上的三相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之和為零。發(fā)生單相接地狀況時(shí)，第三線圈會(huì)起到一定的保護(hù)作用。

2 110kV 變電站電壓互感器故障原因

現(xiàn)階段，我國(guó)110kV 變電站中采用的電壓互感器主要以電容式互感器為主，其主要有電容分壓器以及電磁兩個(gè)單元組成。其中電容分壓器又分為分壓電容以及主電容兩部分；電磁單元包括補(bǔ)償電阻器、阻尼器、中間變壓器。根據(jù)不同的電壓等級(jí)，使用的設(shè)備數(shù)量、類型等也不盡相同。下面就從電壓互感器的各個(gè)組成部分出發(fā)，分析產(chǎn)生故障的原因：

2.1 電容器故障

在電壓互感器正常運(yùn)行情況下，互感器電壓負(fù)載為110/根號(hào)三kV，分壓電容器以及電磁單元負(fù)載為20kV。但是在運(yùn)行過(guò)程中，由于工藝水平或其他原因，分壓電容器會(huì)受到損壞，導(dǎo)致其承受電壓荷載的能力下降，其他節(jié)承擔(dān)流經(jīng)故障處的電壓，導(dǎo)致其他節(jié)電壓升高，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行造成影響。在電容器中，一次繞組末端需要有一個(gè)良好的連接點(diǎn)，如果連接點(diǎn)缺失或受損，在一次繞組的末端會(huì)形成一個(gè)額外的電容，形成懸浮電壓，導(dǎo)致電容器一次繞組末端放電，嚴(yán)重情況會(huì)導(dǎo)致爆炸事件發(fā)生。電容器的油封出現(xiàn)問(wèn)題也是導(dǎo)致互感器故障的原因之一，主要的問(wèn)題包括滲油、受潮等，如果受潮，就會(huì)對(duì)電壓以及介質(zhì)造成干擾，是電容器的容量下降；如果油封出現(xiàn)滲油現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致電容器其他元件升溫，使元件變形，嚴(yán)重情況會(huì)引發(fā)爆炸。

2.2 電磁單元故障

電磁單元主要有中間變壓器、補(bǔ)償電阻器、阻尼器三部分構(gòu)成。中間變壓器出現(xiàn)故障的原因主要表現(xiàn)為變壓器密封性以及本身的質(zhì)量問(wèn)題。在制造過(guò)程中由于制作工藝樓后，或者在運(yùn)輸過(guò)程中設(shè)備遭到損壞，導(dǎo)致絕緣受損，就會(huì)造成在其使用過(guò)程中出現(xiàn)絕緣擊穿現(xiàn)象，造成繞組短路。密封性如果不合格，設(shè)備中可能會(huì)進(jìn)入一定潮濕空氣，導(dǎo)致設(shè)備受潮，降低繞組的阻性，容易發(fā)生擊穿現(xiàn)象，對(duì)中間變壓器造成損壞。另外，底座不嚴(yán)也是造成故障的原因之一，由于底座問(wèn)題，導(dǎo)致水汽進(jìn)入，鐵心被不斷的腐蝕，絕緣老化加快。

2.3 絕緣單元故障

110kV 變電站電壓互感器運(yùn)行過(guò)程匯總，電磁單元、電容單元都需要承受一次電壓，這就需要在各個(gè)單元中設(shè)置絕緣保護(hù)，避免電壓過(guò)高對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行造成影響。絕緣部分故障也是互感器故障主要的表現(xiàn)形式，導(dǎo)致絕緣部分故障的原因很多，包括絕緣部件老化等，在運(yùn)輸過(guò)程中，由于缺少必要的保護(hù)措施，導(dǎo)致設(shè)備絕緣部分受損，影響其絕緣性能；另外，設(shè)備使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，絕緣老化現(xiàn)象嚴(yán)重，但沒(méi)有及時(shí)的更換，導(dǎo)致滲油、密封性差等現(xiàn)象發(fā)生，從而引發(fā)絕緣故障。

2.4 其他故障原因

除了上述故障原因外，還包括以下幾個(gè)方面的原因：（1）避雷器故障?，F(xiàn)階段，變電站電壓互感器中設(shè)置的避雷器種類很多，避雷器材料多種多樣，常見(jiàn)的為氧化鋅避雷器。如果避雷器本身質(zhì)量不合格或運(yùn)輸、安裝過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，就會(huì)影響避雷器的性能，降低其電壓承受能力。（2）在電壓互感器投入運(yùn)行后，管理人員沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行認(rèn)真的檢修，沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)諸如螺絲松動(dòng)等問(wèn)題，導(dǎo)致設(shè)備二次電壓發(fā)生異常，嚴(yán)重情況會(huì)引發(fā)爆炸；（3）在現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中，安裝人員沒(méi)有按照安裝規(guī)范進(jìn)行，并且沒(méi)有在安裝后進(jìn)行試運(yùn)行以及必要的調(diào)試，導(dǎo)致相關(guān)參數(shù)存在不匹配現(xiàn)象。

3 110kV 變電站電壓互感器故障處理對(duì)策

針對(duì)110kV 變電站電壓互感器故障原因，需要采取有效的措施進(jìn)行解決，筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)提出以下幾點(diǎn)建議：

對(duì)于電壓互感器的制造廠商來(lái)說(shuō)，應(yīng)該積極采用先進(jìn)的制造工藝，確保產(chǎn)品的質(zhì)量；變電運(yùn)行人員，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)電壓互感器的檢測(cè)工作，包括對(duì)其運(yùn)行頻率、電壓值等的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)的進(jìn)行處理。

對(duì)于剛投入使用的電容器，要對(duì)其嚴(yán)格把關(guān)，保證電容器尾端接觸良好，否則應(yīng)禁止進(jìn)入使用；檢修工作結(jié)束后，工作人員在驗(yàn)收過(guò)程中，應(yīng)包括對(duì)電容器末端接地情況的驗(yàn)收，這就要求工作人員對(duì)相關(guān)知識(shí)非常了解；設(shè)備的巡視，除了本職項(xiàng)目，還要對(duì)電容設(shè)備的端裝置進(jìn)行檢查，看其是否存在滲漏或放電現(xiàn)象；在進(jìn)行紅外測(cè)溫過(guò)程中，也應(yīng)增加對(duì)末端接地位置進(jìn)行測(cè)量，如果發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)向有關(guān)部門(mén)匯報(bào)。

在變電站系統(tǒng)中安裝相應(yīng)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)變電站系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。如果發(fā)生故障，并經(jīng)過(guò)初步判斷為電壓異常是，可以在帶電情況下，通過(guò)對(duì)電壓互感器中電壓容量、介質(zhì)耗損等情況的測(cè)量，對(duì)故障類型、性質(zhì)等進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。

4 總結(jié)

我國(guó)電力行業(yè)正處于快速發(fā)展的新階段，電網(wǎng)規(guī)模逐漸增加。電壓互感器在電網(wǎng)運(yùn)行中起著關(guān)鍵的作用，能夠通過(guò)對(duì)電壓的調(diào)節(jié)，保證電力計(jì)量準(zhǔn)確性以及繼電保護(hù)裝置正常工作。但是在電壓互感器實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中容易發(fā)生各類故障，并且造成故障的原因繁多，這就需要根據(jù)通過(guò)有效的檢測(cè)，判斷故障類型以及造成故障的原因，采取有效的針對(duì)性措施進(jìn)行處理。

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