解析110kV變電站電壓互感器故障原因

王義超 段練 劉鵬 李淑姣 劉蔚 周杰

【摘 ?要】電容式電壓互感器由中間電壓電磁單元和電容分壓器組合而成，兼具電磁互感器和耦合性電容器設(shè)備的相應(yīng)功能，還具備可靠的阻尼鐵磁諧振以及較為優(yōu)良的瞬變響應(yīng)特性。但是，受工藝水平以及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、過(guò)電壓、原材料選擇等因素的影響，電壓互感器在變電站的使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各類型的設(shè)備故障，使整個(gè)電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行受到嚴(yán)重的威脅。

【關(guān)鍵詞】110kV變電站;電壓互感器;故障原因

一、電壓互感器的原理

電壓互感器主要由鐵心、線圈和絕緣組成，工作原理和變壓器相似。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)，在電磁感應(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)電壓可單相使用，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，第三線圈上的三相感應(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。

二、110kV變電站電壓互感器的常見(jiàn)故障

2.1絕緣單元故障

在電壓互感器中，絕緣單元在具有非常重要的作用。在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，電壓互感器中的電容單元和電磁單元會(huì)共同承擔(dān)來(lái)自電力系統(tǒng)中的電壓，為了確保電壓互感器在電壓較大的情況下，不會(huì)發(fā)生故障，就需將絕緣裝置設(shè)置在電容和電磁單元中。此外，在電壓互感器運(yùn)行期間，需對(duì)其進(jìn)行定期維護(hù)和檢修，以便及時(shí)掌握電壓互感器的絕緣情況，避免電壓互感器因絕緣問(wèn)題而出現(xiàn)故障。

2.2電容器故障

在110kV變電站電壓互感器正常運(yùn)行的過(guò)程中，分壓電容所能承受的最大電壓值為20kV，然而在實(shí)際運(yùn)行中，分壓電容會(huì)在多種因素的影響下持續(xù)上升，最終導(dǎo)致其實(shí)際電壓超過(guò)了其所能承受電壓的標(biāo)準(zhǔn)值，進(jìn)而影響了110kV變電站的穩(wěn)定運(yùn)行。電容器中的故障主要包含：第一，在電容器的一次繞組末端，沒(méi)有有效設(shè)置連接點(diǎn)，或者原來(lái)設(shè)置的連接點(diǎn)出現(xiàn)了破損，造成電容器在放電的情況下，具有懸浮電壓，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。第二，由于電容器的油封具有滲油或者受潮現(xiàn)象，也會(huì)造成電壓互感器出現(xiàn)故障。電容器油封受潮，會(huì)使電壓互感器中的電壓和介質(zhì)受到影響，從而使電容器容量大大降低;在電容器的油封具有滲油現(xiàn)象時(shí)，電容器構(gòu)件會(huì)在其內(nèi)部溫度急劇升高的情況下，出現(xiàn)損壞，從而引發(fā)電容器故障。

2.3電磁單元故障

電磁單元主要由阻尼器、補(bǔ)償電阻器、中間變壓器等部件構(gòu)成。由于電磁單元本身的特點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)各種各樣的質(zhì)量問(wèn)題，從而造成電壓互感器出現(xiàn)故障。由于不適當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸和組裝，以及生產(chǎn)工藝的相對(duì)落后，導(dǎo)致電磁單元的質(zhì)量較低，極易在出現(xiàn)損壞的情況下，影響電壓互感器的安全運(yùn)行。此外，電磁單元也會(huì)受運(yùn)行環(huán)境的影響，而導(dǎo)致其繞組阻性發(fā)生變化，最終出現(xiàn)損壞，影響電壓互感器的運(yùn)行。

三、110kV變電站電壓互感器故障的解決措施

3.1建立健全的監(jiān)控系統(tǒng)裝置

為了極大的避免由于電壓互感器發(fā)生故障，所造成的經(jīng)濟(jì)損失，需設(shè)置健全和完備的監(jiān)控系統(tǒng)，加強(qiáng)監(jiān)督電容器的使用效果，并且測(cè)試電容器尾端的接觸情況，經(jīng)測(cè)試合格后方可確定能否使用，同時(shí)，在完成對(duì)電容器的監(jiān)測(cè)工作之后，需安排專門的驗(yàn)收人員進(jìn)行檢查和驗(yàn)收，在完成這些工作之后，運(yùn)用該裝置來(lái)檢查各種滲漏和放電現(xiàn)象，從而避免各項(xiàng)安全事故的發(fā)生。此外，需加大對(duì)末端接地位置的紅外測(cè)溫工作，一旦發(fā)現(xiàn)不合理的情況，應(yīng)及時(shí)向有關(guān)部門報(bào)告。

3.2加強(qiáng)維護(hù)，增強(qiáng)自我防范意識(shí)

為了確保110kV變電站電壓互感器可以正常、穩(wěn)定使用，變電站工作人員需在實(shí)際工作的過(guò)程中，重視并加強(qiáng)維護(hù)電壓互感器，促使其可以高效、穩(wěn)定運(yùn)行。為了切實(shí)做好自身的維護(hù)工作，首先，變電站工作人員需充分了解需要維護(hù)的結(jié)構(gòu)及具體內(nèi)容，并且創(chuàng)建一支業(yè)務(wù)水平較高、專業(yè)素質(zhì)較好的維護(hù)團(tuán)隊(duì)。在確定完110kV變電站電壓互感器中存在的問(wèn)題后，還需制定出切實(shí)有效的維護(hù)方案，并提出科學(xué)合理的防范對(duì)策，從而確保將110kV變電站電壓互感器的維護(hù)工作落到實(shí)處，并確保維護(hù)質(zhì)量。再者，還需不斷增強(qiáng)內(nèi)部工作人員的自我防范意識(shí)，有效掌握在110kV變電站電壓互感器正常運(yùn)行時(shí)，可能存在的各種故障。特別需要熟悉和掌握鐵磁諧振的問(wèn)題，為了有效調(diào)節(jié)電壓互感器的熱量，需及時(shí)先出鐵磁諧振現(xiàn)象。

3.3采用有效的故障檢測(cè)方式

3.3.1儀器檢測(cè)法

在檢測(cè)電壓互感器的故障時(shí)，經(jīng)常會(huì)受到多種因素的影響作用，為了提升檢測(cè)效率，確保檢測(cè)結(jié)果的科學(xué)性和有效性，需選用比較先進(jìn)的檢測(cè)儀器來(lái)開展檢測(cè)工作。其中紅外熱成像儀，是一種比較常見(jiàn)的檢測(cè)電壓互感器故障的儀器，它的優(yōu)點(diǎn)主要有準(zhǔn)確性較大、校測(cè)效率較高、操作較簡(jiǎn)便。在具體使用紅外熱成像儀設(shè)備，來(lái)檢測(cè)電壓互感器的故障時(shí)，檢測(cè)人員運(yùn)用該設(shè)備來(lái)攝影電壓互感器的外部，然后根據(jù)紅外成像的原理，來(lái)了解設(shè)備內(nèi)部的運(yùn)行情況，從而及時(shí)掌握電壓互感器發(fā)生故障的位置、原因等。

3.3.2經(jīng)驗(yàn)檢測(cè)法

110kV變電站在運(yùn)行時(shí)具有非常復(fù)雜的環(huán)境，而且電壓互感器大都在其內(nèi)部部件處發(fā)生故障，因此，依據(jù)人的肉眼難以精確判定故障的具體位置，為此，必須選用更加科學(xué)和有效的故障檢測(cè)方式。在電壓互感器中存在故障時(shí)，維護(hù)人員需依靠以往的工作經(jīng)驗(yàn)，并且采用一般的檢測(cè)裝置來(lái)大概預(yù)測(cè)故障存在的位置。鑒于經(jīng)驗(yàn)檢測(cè)方式具有較低的檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性，而且要求檢測(cè)人員具有較高的專業(yè)素質(zhì)，因此，也可以合理運(yùn)用一些人為檢測(cè)方法。從當(dāng)前的發(fā)展形勢(shì)來(lái)看，經(jīng)驗(yàn)檢測(cè)法僅僅作為一種輔助檢測(cè)方式來(lái)使用，大多數(shù)都已經(jīng)被逐漸淘汰和替代。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，電壓互感器是變電站設(shè)備的重要組部分，其運(yùn)行安全直接影響著變電站功能的有效發(fā)揮。變電運(yùn)行管理人員應(yīng)該充分重視起來(lái)，加強(qiáng)對(duì)于變電站設(shè)備的巡檢和維護(hù)管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的故障和隱患，同時(shí)采取合理有效的措施，對(duì)故障原因進(jìn)行深入分析，從源頭上消除故障，避免同類故障的重復(fù)發(fā)生，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定和安全。

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作者簡(jiǎn)介：

王義超（1994.04.06），性別：男;籍貫：新疆;民族：漢;學(xué)歷：本科、學(xué)士;職稱：助理工程師;職務(wù)：變電一次檢修工;研究方向：變電檢修

段練（1990 07.17）性別：男 ?籍貫：新疆庫(kù)爾勒 ?學(xué)歷：本科，民族：漢 ?職稱：高級(jí)工 ?研究方向：變電檢修

劉鵬（1993.5.12）性別：男;籍貫：陜西西安;民族：漢;學(xué)歷：本科、學(xué)士;職稱：中級(jí)工;職務(wù)：變電檢修助手;研究方向：變電檢修

李淑姣（1974.03.13），女，學(xué)歷：大專，民族：漢，籍貫：山東膠州，職稱：高級(jí)工，單位，國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司巴州供電公司，研究方向，變電檢修

劉蔚（1974.09.30），女，學(xué)歷：?？?，民族：漢，籍貫：湖北黃陂，職稱：技師，職務(wù)：變電檢修工，研究方向，變電檢修

周杰（1972.01.24）性別：男 ?籍貫：江蘇宿遷，學(xué)歷：本科，民族：漢 ?職稱：助理政工師 ?職務(wù)：變電運(yùn)維室書記，研究方向：變電運(yùn)行。

（作者單位：國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司巴州供電公司）