電容或電壓互感器故障分析及預防措施

朱建勛

【摘 要】 在電力系統(tǒng)中，電容式電壓互感器是具有獨特性能和結(jié)構(gòu)的電器設備，在電力載波線路、母線和變壓器出口等方面得到了廣泛應用。由于受各種因素的影響，電容式電壓互感器在使用過程中會出現(xiàn)各種故障問題，嚴重影響電容式電壓互感器的使用效率和使用壽命。本文就電容式電壓互感器的結(jié)構(gòu)和工作原理進行概述，對電容式電壓互感器的故障問題進行分析，提出電容式電壓互感器故障的預防措施，以促進電力系統(tǒng)正常運行。

【關(guān)鍵詞】 電容式電壓互感器 故障問題 預防措施

1 電容室電壓互感器的結(jié)構(gòu)和工作原理概述

根據(jù)電容式電壓互感器的結(jié)構(gòu)來看，主要由電磁單元和電容單元兩個部分組成，以及部分輔助裝置，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。其中，電磁單元主要包括補償電抗器、中間變壓器和阻尼器等部分，在油浸式電容式電壓互感器中，一般在密封油箱里進行安裝。電容單元主要包括主電容C1和分壓電容C2兩個部分，同時很多電容元件通過串聯(lián)的方式可以組成主電容和分壓電容，如500千伏的電容式電壓互感器中有超過百個電容元件，一般在瓷套內(nèi)安裝主電容C1和分壓電容C2。根據(jù)不同規(guī)格等級來區(qū)分電容式電壓互感器，110千伏的設備中有一個瓷套、220千伏的設備中有兩個瓷套、550千伏的設備中有3個瓷套。

在實際運行中，電容式電壓互感器的工作原理是：采用電容分壓的方式，在一次電壓進行電容單元時進行降壓，通過中間變壓器進行電壓輸入，因此，要合理的降低中間變壓器的絕緣性能。在中間變壓器完成降壓后，電壓可用于機電保護、電能計量等裝置中，同時，電抗器對整個回路的電抗進行調(diào)整，通過抵消電容器容抗的方式，盡可能的減低二次負荷變化給電容或電壓互感器帶來的影響。在電容式電壓互感器中，阻尼器主要是用于消除諧振能量，以降低電容式電壓互感器自身鐵磁諧振嗲了的影響；避雷器主要是用于避免分壓電容給電磁單元帶來的影響。由此可見，電容式電壓互感器的工作原理主要包括中間變壓器降壓、電容器分壓、電抗補償和阻尼器保護四個部分。

2 電容式電壓互感器的故障問題分析

根據(jù)相關(guān)研究分析發(fā)現(xiàn)，電容式電壓互感器的故障問題主要有如下幾種：一是，電容單元部分的故障問題；二是，電磁單元部分的故障問題；三是，保護避雷器的故障問題；四是，二次回路的故障問題；五是，絕緣部分的故障問題；六是，鐵磁諧振故障問題；七是，其他方面的故障問題。

在電力系統(tǒng)的運行中，電容單元部分的故障問題產(chǎn)生的原因主要包括電容式電壓互感器自身質(zhì)量問題、過電壓問題、接地不良問題和密封不到位等四個方面，致使電力系統(tǒng)的運行安全受到威脅。電磁單元部分的故障問題產(chǎn)生的原因主要包括中間變壓器方面、阻尼器方面和補償電抗器方面三個部分，其中，中間變壓器方面的原因有設備質(zhì)量不合格、運輸過程保護不到位與密封不到位等問題，使電容式電壓互感器的使用壽命不斷縮減。阻尼器方面主要是因為長時間使用出現(xiàn)的可飽和電抗老化、特性變差、鐵心氣隙發(fā)生變換出現(xiàn)的串聯(lián)電阻長時間電流量過量較大問題，從而引起的電功率消耗過多、二次和輔助二次電壓較小、油箱溫帶上升導致的絕緣油裂解與底座過熱等問題，最終出現(xiàn)油箱爆炸等安全事故。補償電抗器方面是指補償電流器出現(xiàn)問題導致的計量裝置顯示不準確問題，從而出現(xiàn)保護裝置誤動情況。保護避雷器的故障問題主要是指避雷器的質(zhì)量問題造成的被擊穿問題和保護避雷器的氧化鋅閥片因過電壓作用等出現(xiàn)被擊穿問題，最終使中間變壓器高壓側(cè)出現(xiàn)短路接地和二次側(cè)輸出電壓為零等情況。二次回路的故障問題主要指的是二次回路出現(xiàn)短路的情況，致使保護電阻、油箱發(fā)熱，甚至出現(xiàn)二次絕緣性受損變黑情況，最終出現(xiàn)安全事故。絕緣部分的故障問題主要是絕緣部件老化造成絕緣性能降低；制造工藝與運輸及運行過程等方面受到影響，致使中間變壓器等元件出現(xiàn)絕緣水平降低情況；密封材料在老化情況下出現(xiàn)滲油情況引起的絕緣油受潮問題，最終影響電容式電壓互感器絕緣部分的運行效果。鐵磁諧振故障問題指的是中間變壓器在線路一側(cè)合閘、二次側(cè)短路和消失的過程出現(xiàn)的鐵心飽和情況，從而產(chǎn)生鐵磁諧振引起的二次保護誤動情況。在長時間運行狀態(tài)，使設備出現(xiàn)溫度急速上升情況，最終出現(xiàn)絕緣老化和損壞現(xiàn)象，嚴重的還會導致電網(wǎng)事故發(fā)生。其他方面的故障問題主要是指產(chǎn)品質(zhì)量問題、工作人員素質(zhì)責任心問題和現(xiàn)場接線與安裝存在的問題，致使電力系統(tǒng)正常運行受到極大影響。

3 電容式電壓互感器故障的預防措施

根據(jù)實踐情況來看，針對上述問題應采取的預防措施主要有如下幾個方面：一是，不斷加強管理；二是，提高技術(shù)水平。在加強管理方面，需要注意如下內(nèi)容：在設備采購的過程中，注重質(zhì)量、規(guī)格、生產(chǎn)流程的檢驗，確保設備運輸過程的良好保護；對試驗相關(guān)數(shù)據(jù)進行規(guī)范，完善相關(guān)管理制度和獎懲制度，以提高容式電壓互感器運行過程的安全性，避免安全事故發(fā)生；提高相關(guān)工作人員對容式電壓互感器應用的認識，注重容式電壓互感器運行過程的監(jiān)測，避免個人行為引起故障問題；注重相關(guān)設備的元件的維修、保養(yǎng)和檢修，確保容式電壓互感器始終處于良好運行狀態(tài)，以保證電力系統(tǒng)運行過程的安全性和可靠性。在技術(shù)水平方面：注重先進檢測技術(shù)的引進和使用，以有效監(jiān)控設備的發(fā)熱情況和各種故障問題；引進先進檢測設備，及時對容式電壓互感器出現(xiàn)故障問題進行維修，以保證容式電壓互感器的良好運行；采用現(xiàn)代高科技技術(shù)優(yōu)化設計容式電壓互感器，以避免鐵磁諧振情況出現(xiàn)，促進容式電壓互感器檢測系統(tǒng)的信息化、智能化發(fā)展。

4 結(jié)語

在實踐應用過程中，針對電容式電壓互感器受到原材料、制造工藝和過電壓等因素的影響出現(xiàn)的各種故障問題，采取有效預防措施，可以有效提高電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和安全性，對于提高電力輸送過程的可靠性具有重要意義。

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