電容式電壓互感器故障成因及分析

顏駿

摘 要：電容式電壓互感器在運(yùn)行的過(guò)程之中可能會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)故障，針對(duì)常見的故障類型以及發(fā)生的原因等進(jìn)行綜合性的研究，可以全面的促進(jìn)相關(guān)設(shè)備工作質(zhì)量和工作效益的穩(wěn)步提高。文章將針對(duì)這一方面的內(nèi)容展開論述，詳細(xì)的分析現(xiàn)代化電容式電壓互感器常見故障類型，同時(shí)對(duì)故障的處理技巧和故障的處理技術(shù)等進(jìn)行了細(xì)致和綜合性的研究，旨在以此為基礎(chǔ)，全面的促進(jìn)設(shè)備穩(wěn)定性的增強(qiáng)，使其可以更好的符合當(dāng)前時(shí)代工作需求。

關(guān)鍵詞：電容式電壓互感器；研究分析；故障原因；解決對(duì)策

引言

電容式電壓互感器作為實(shí)踐工作當(dāng)中的一種重要的、基礎(chǔ)性的測(cè)量設(shè)備，其常見故障主要有一次熔斷器熔斷、二次熔斷、鐵磁諧振、熔斷器擊穿以及內(nèi)部絕緣設(shè)備損壞等等，所以，不同的故障都有著不同的差別，不同的故障都有著不同的誘發(fā)原因，所以，還應(yīng)當(dāng)對(duì)故障進(jìn)行細(xì)致的分析，以實(shí)現(xiàn)解決的效果，使得整個(gè)電力系統(tǒng)均可以實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定以及安全的運(yùn)行目標(biāo)。

1 電容式電壓互感器工作原理分析

在最近的幾年當(dāng)中，我國(guó)受到了環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、能源開發(fā)以及政治等多個(gè)方面因素的影響，相關(guān)電力系統(tǒng)的建設(shè)也進(jìn)入到了一場(chǎng)改革的關(guān)鍵時(shí)期。在此時(shí)期之中，如何通過(guò)恰當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)電力系統(tǒng)的安全性和可靠性加以改善，是工作需要重點(diǎn)關(guān)注的項(xiàng)目之一。所以應(yīng)當(dāng)切實(shí)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行當(dāng)中產(chǎn)生的故障進(jìn)行解決，保障系統(tǒng)工作穩(wěn)定性。針對(duì)電容式電壓互感器相關(guān)工作原理加以分析，是促進(jìn)后期工作改進(jìn)和質(zhì)量完善的關(guān)鍵點(diǎn)?？偟膩?lái)講，電容式電壓互感器在運(yùn)行的過(guò)程之中電場(chǎng)相當(dāng)強(qiáng)大，并且相關(guān)設(shè)備的絕緣性能相當(dāng)強(qiáng)大，一般的情況之下相關(guān)系統(tǒng)比較適宜使用在110kV以上的電壓等級(jí)之中，所以，在當(dāng)前的電力系統(tǒng)建設(shè)和相關(guān)設(shè)備的發(fā)展歷程當(dāng)中也得到了相當(dāng)廣泛的使用，對(duì)于電力系統(tǒng)和相關(guān)行業(yè)的進(jìn)步起到了關(guān)鍵性的意義。但是由于受到了原材料質(zhì)量等級(jí)、制造工藝技術(shù)水準(zhǔn)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等因素的限制，在正式投資運(yùn)營(yíng)之后，均會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障，對(duì)于電網(wǎng)的安全運(yùn)營(yíng)將會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。所以，對(duì)其中的故障進(jìn)行分析和明確，對(duì)于后續(xù)工作的開展有著重大的影響。

根據(jù)對(duì)電容式電壓互感器故障發(fā)生的原理和基本現(xiàn)象進(jìn)行分析，其相關(guān)裝置和設(shè)備使用的是傳統(tǒng)的氧化避雷裝置，其通過(guò)一次繞組線圈等，將整個(gè)系統(tǒng)的電壓控制在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的水準(zhǔn)之中，進(jìn)而有效的防止電容式電壓互感器出現(xiàn)不良現(xiàn)象，而根據(jù)對(duì)相關(guān)系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行基本狀況進(jìn)行分析，當(dāng)一次繞組線圈繞過(guò)且產(chǎn)生電壓之時(shí)，與其發(fā)生串聯(lián)的補(bǔ)償電抗裝置也將產(chǎn)生過(guò)載電壓，進(jìn)而使得避雷器上產(chǎn)生了過(guò)量的電壓，此時(shí)起到保護(hù)作用的避雷器將能量傳輸至大地中，進(jìn)而有效的保護(hù)了了電容式電壓互感器的運(yùn)行，使得電力系統(tǒng)工作更加穩(wěn)定。

2 電容式電壓互感器故障及成因

測(cè)試數(shù)據(jù)表明：一、二次繞組線圈電阻值正常，即線圈沒(méi)有斷線；阻尼器呈高阻狀態(tài)，表明阻尼器消諧功能正常；一、二次繞組對(duì)地以及一次繞組對(duì)二次繞組的絕緣電阻值不正常，絕緣性遭到嚴(yán)重破壞，避雷器對(duì)地絕緣電阻值為0，表明避雷器已經(jīng)被擊穿損壞，對(duì)地導(dǎo)通。由于電氣裝置設(shè)備會(huì)在運(yùn)行的過(guò)程之中產(chǎn)生持續(xù)的、穩(wěn)定的、高幅度的振動(dòng)，所以這樣的情況也為后續(xù)的連接工作帶來(lái)了許多不便之處。由此可以判斷電壓互感器電磁部分的故障是導(dǎo)致此次故障的主要原因。由試驗(yàn)結(jié)果可知，該氧化鋅避雷器已經(jīng)被擊穿，一次、二次繞組對(duì)地以及一、二次繞組之間的絕緣性遭到破壞。

根據(jù)對(duì)相關(guān)電容式電壓互感器運(yùn)行原理和運(yùn)行基本情況進(jìn)行分析，在故障發(fā)生之前，可能會(huì)有雷擊的現(xiàn)象，而相關(guān)壁壘裝置由于出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的老化現(xiàn)象，使得避雷器在受到影響之后長(zhǎng)時(shí)間之內(nèi)處于不能夠恢復(fù)狀態(tài)，久而久之會(huì)產(chǎn)生巨大的電壓，對(duì)一次線圈的工作產(chǎn)生巨大影響，并且引發(fā)了較為強(qiáng)烈的鐵磁諧振，產(chǎn)生了巨大的能量，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的繞組性能以及絕緣能力等產(chǎn)生了巨大影響，最終導(dǎo)致在電壓測(cè)量的過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)不正常情況，使得設(shè)備出現(xiàn)斷線狀況。在電容式電壓互感器運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中，相關(guān)常數(shù)并不是固定不變的，同時(shí)還需要注意的是磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度均不是對(duì)應(yīng)的線形關(guān)系。所以，當(dāng)一次線圈的電壓升高之時(shí)，會(huì)使得變壓器中心產(chǎn)生出電量飽和的情況，進(jìn)而使得回路感應(yīng)變小，進(jìn)而使得線圈的阻抗降低，最終引發(fā)強(qiáng)烈的鐵磁諧振現(xiàn)象。在通常狀況之下，阻尼裝置通過(guò)電阻會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱的現(xiàn)象，進(jìn)而將其中產(chǎn)生的諧振能量全部消耗掉。而在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程之中，當(dāng)出現(xiàn)能量磁飽和之后，線圈之中的電流會(huì)再次的增加，進(jìn)而使得電感之中的磁通量不會(huì)再增加，最終使得系統(tǒng)的磁回路感應(yīng)出現(xiàn)變化狀況，針對(duì)這一點(diǎn)，在實(shí)踐的工作之中應(yīng)當(dāng)有所明確，以更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的處理和妥善解決。

繞組間絕緣以及對(duì)地的絕緣性能遭到破壞，同時(shí)由于阻尼器長(zhǎng)時(shí)間吸收大量諧振能量，電阻發(fā)熱量極大，促使油溫溫度上升，這與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的一、二次線圈絕緣電阻值的結(jié)果一致。從而導(dǎo)致了二次線圈電壓顯示不正常，保護(hù)裝置報(bào)TV斷線信號(hào)。也正是因?yàn)樯鲜龅脑?，在電容式電壓互感器運(yùn)行和控制的過(guò)程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)對(duì)常見故障進(jìn)行妥善的處理，對(duì)其中存在的相關(guān)問(wèn)題以及出現(xiàn)問(wèn)題的基本原因等進(jìn)行妥善解決，以更好的保證系統(tǒng)電路處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)之下，保證電力裝置的穩(wěn)定和可靠運(yùn)營(yíng)，使得整個(gè)工作可以更加完善和科學(xué)。

3 電容式電壓互感器故障解決原則

針對(duì)電容式電壓互感器的故障進(jìn)行處理和分析，應(yīng)當(dāng)遵循相關(guān)原則。應(yīng)切實(shí)的加強(qiáng)紅外線測(cè)溫設(shè)備對(duì)于相關(guān)系統(tǒng)狀況的監(jiān)控狀態(tài)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)督管理，進(jìn)一步的增強(qiáng)對(duì)避雷裝置和相關(guān)系統(tǒng)化的研究，查明其中存在的問(wèn)題，對(duì)產(chǎn)品的老化現(xiàn)象進(jìn)行妥善解決，重視存在的質(zhì)量問(wèn)題，加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)效果。另外一個(gè)層面，還應(yīng)當(dāng)明確電容式電壓互感器的絕緣性能，降低外部因素對(duì)其的影響，也正是因?yàn)樯鲜鲆蛩氐挠绊?，在整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程之中如果出現(xiàn)了管理不善的情況，則會(huì)使得內(nèi)部的熱量和能量可以大大降低，避免雷擊以及絕緣設(shè)備擊穿等不良狀況發(fā)生的概率，這一點(diǎn)對(duì)于保證電容式電壓互感器以及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著重大的意義。

4 故障實(shí)例分析

某變電站，220kV鐵山變110kV母差保護(hù)、110kV II母上各出線保護(hù)屏發(fā)TV斷線信號(hào)。經(jīng)檢查，II母電壓互感器C相故障造成電壓異常。數(shù)據(jù)表明：一、二次繞組線圈電阻值正常，一、二次繞組對(duì)地以及一次繞組對(duì)二次繞組的絕緣電阻值不正常，絕緣性遭到嚴(yán)重破壞。原因：在TV故障發(fā)生前曾經(jīng)有雷電產(chǎn)生，導(dǎo)致避雷器擊穿放電后不能恢復(fù)，引起一次線圈過(guò)電壓。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)電容式電壓互感器基本狀況進(jìn)行細(xì)致的研究，從實(shí)際的角度著手對(duì)其中存在的問(wèn)題和基本故障類型及性質(zhì)等進(jìn)行綜合性的研究，通過(guò)對(duì)故障的表現(xiàn)形式和類型進(jìn)行探析，旨在以此為基礎(chǔ)，為今后相關(guān)設(shè)備工作質(zhì)量的改進(jìn)和電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性、穩(wěn)定性的提升等奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，明確了電容式電壓互感器故障解決的基本原則，力求為今后電力系統(tǒng)相關(guān)工作的開展指明前進(jìn)方向，為工作的建設(shè)樹立起堅(jiān)定的原則，使得電力系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展均可以呈現(xiàn)出全新的局面。

參考文獻(xiàn)

[1]梁雨林，黃霞，陳長(zhǎng)材.電壓互感器二次回路異常的原因及對(duì)策[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2001（11）.

[2]王曉云，李寶樹，龐承宗.電力系統(tǒng)鐵磁諧振研究現(xiàn)狀分析[J].電力科學(xué)與工程，2002（4）.