10kV電壓互感器運(yùn)行故障原因分析及改進(jìn)措施

安賀松

摘要：本文主要介紹了 10kV 互感器在運(yùn)行中存在的問(wèn)題及對(duì)出現(xiàn)故障的原因進(jìn)行分析，并提出了改進(jìn)措施，為相關(guān)變電站設(shè)備選型提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，供運(yùn)行和檢修部門參考。

關(guān)鍵詞：互感器；故障原因；改進(jìn)措施

1 10kV 電壓互感器運(yùn)行中存在問(wèn)題

在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，線路單相 接 地、短 路、斷 線、操 作過(guò)電壓等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，這類現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，會(huì)使得電壓互感器運(yùn)行中產(chǎn)生鐵磁諧振。一旦出現(xiàn)鐵磁諧振，過(guò)電壓、過(guò)電 流 就會(huì)產(chǎn)生，過(guò)電壓、過(guò)電流會(huì)超出額定標(biāo)準(zhǔn)幾倍、幾十倍，這就很容易燒損電壓互感器。在導(dǎo)線對(duì)地電容較大的系統(tǒng)中，其暫態(tài)過(guò)程極易產(chǎn)生超低頻振蕩過(guò)電流，繼而引起高壓熔斷器熔斷。實(shí)踐中，工程技術(shù)人員進(jìn)行了多次的實(shí)驗(yàn)，采取 了 很 多 消諧的措施，主要有改變參數(shù)消除諧振產(chǎn)生條件、增加回路阻尼電阻抑制諧振、采用消諧 PT（又稱）等方式。實(shí)際運(yùn)行中這幾種方式都取得了一定效果，以采用四 PT 措施消除鐵磁諧振最為明顯，尤其是在 10kV 電壓互感器運(yùn)行中消諧效果突出。2000 年以來(lái)，隨著設(shè)備的更新改造，10kV 設(shè)備已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)無(wú)油化、小型化，10kV 互感器采用環(huán)氧樹脂澆注式。但此類型電壓互感器的廣泛使用，又帶來(lái)了新的問(wèn)題，當(dāng) 10kV 線路單相接地運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，系統(tǒng)中極易出現(xiàn) 10kV 電壓互感器燒損故 障，甚 至 殃 及 臨 近 的 開 關(guān) 柜，嚴(yán) 重 影 響 了 電 網(wǎng) 安 全 穩(wěn) 定運(yùn)行。

210kV 電壓互感器運(yùn)行故障分析

2.1電壓互感器燒損原因分析

既然 10kV 開關(guān)柜采用四 PT 接線方式，能夠有效地抑制鐵磁諧振和超低頻振蕩電流，為什么電網(wǎng)中經(jīng)常發(fā)生 10kV 電壓互感器燒毀故障呢？ 綜合分析存在以下幾類原因：（1）10kV 電壓互感器本身存在質(zhì)量問(wèn)題。由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造原因，導(dǎo)致電壓互感器澆注質(zhì)量不良、熱極限輸出容量不足等。繞組匝間絕緣降低，出現(xiàn)匝間短路而燒壞。電壓互感器熱極限輸出容量絕大多數(shù)為 300VA，容量偏小。（2）開口三角型二次從側(cè)需短接，若沒(méi)有短接，勵(lì)磁電流中的三次諧波就不能通過(guò)，勵(lì)磁電流中基本都為正弦波，而其感應(yīng)出的的一次二次電壓中有三次諧波，這些三次諧波分量會(huì)通過(guò)一次、二次接地的回路對(duì)系統(tǒng)電壓造成很大的影響。（3）當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生多次線路接地故障時(shí)，極易出現(xiàn)超低頻震蕩電流，此時(shí)靈虛電壓互感器將承受很大的電流，當(dāng)容量不足時(shí)，極易發(fā)生燒損故障。（4）接線錯(cuò)誤。規(guī)程規(guī)定，電壓互感器的二次繞組應(yīng)有一點(diǎn)、且僅有一點(diǎn)永久性的、可靠地保護(hù)接地。若有兩點(diǎn)接地，發(fā)生故障時(shí)可能使互感器燒毀。

2.2電壓互感器受潮

電壓互感器受潮或者老化，也是致使其出現(xiàn)故障的主要原因，同樣也是最容易出現(xiàn)的故障原因。一般情況下，電壓互感器受潮完全是由于在工廠制作過(guò)程中，并沒(méi)有按照行業(yè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行制造。因此，也就給后續(xù)的實(shí)際使用帶來(lái)了很大的困擾和麻煩，也造成電壓互感器的質(zhì)量較差。此外，在安裝過(guò)程中，如果也沒(méi)有按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工作的話，也很容易造成電壓互感器受潮情況的出現(xiàn)。受潮故障的出現(xiàn)是電壓互感器密封條件不夠要求。有的就是機(jī)器在密封的時(shí)候沒(méi)有嚴(yán)密，致使密封性能不夠。還有就是在運(yùn)輸過(guò)程中，機(jī)器的老化也對(duì)密封性產(chǎn)生了影響。當(dāng)整體的密封性受到外界作用后，內(nèi)部構(gòu)造和零件就會(huì)很容易受潮。

2.3局部放電故障

目前，在變電站中最常見的故障就是電壓互感器的局部放電。這種故障主要來(lái)源于電壓互感器真空處理不徹底，此外，由于外界因素受潮也會(huì)使得電壓互感器的絕緣層和絕緣性能下降。如果互感器的絕緣性能下降的話，就會(huì)直接導(dǎo)致在高電場(chǎng)中，電壓互感器局部放電。當(dāng)高電場(chǎng)放電時(shí)間較長(zhǎng)，必然導(dǎo)致電壓互感器內(nèi)部油分解汽化，也就會(huì)直接影響電壓互感器的性能。

3 10kV 電壓互感器運(yùn)行故障解決方案

3.1檢修、運(yùn)行中需要注意的事項(xiàng)

（1）電壓監(jiān)測(cè)裝置發(fā)現(xiàn)電壓異常時(shí)應(yīng)該引起高度的重視，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電壓異常時(shí)，一般應(yīng)先檢查二次回路是否發(fā)現(xiàn)短路接地，因?yàn)楫?dāng)二次發(fā)生短路接地時(shí)，電壓互感器中性點(diǎn)發(fā)生位移，導(dǎo)致相電壓發(fā)生異常，其次檢查電壓互感器的末屏接地是否良好，因?yàn)楫?dāng)末屏接地發(fā)生異常時(shí)，分壓電容出現(xiàn)異常，必然導(dǎo)致設(shè)備電壓發(fā)生異常，最后檢查設(shè)備的本體電容是否發(fā)生異常，該種情況同樣會(huì)引起設(shè)備電壓發(fā)生異常。（2）當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試電壓互感器全電容 C 接近臨界值時(shí)，應(yīng)該采用 CVT 測(cè)量法，分別測(cè)量主電容 C1和分壓電容 C2，否則容易引起誤判（如某 C 項(xiàng)電壓互感器測(cè)試時(shí)全電容初值差為 1.76%并未超標(biāo)，但是采用 CVT 測(cè)量后發(fā)現(xiàn)主電容 C1初值差已經(jīng)達(dá)到2.23%，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)解體檢查發(fā)現(xiàn)該電壓互感器內(nèi)部同樣存在異常，所以僅僅測(cè)試全電容 C 容易引起誤判）。（3）電壓互感器測(cè)量時(shí)，禁止采用“反接線法”進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)，因?yàn)椤胺唇泳€法”增加了一次對(duì)二次及地的電容，測(cè)量數(shù)據(jù)會(huì)增大，有可能誤判設(shè)備狀態(tài)。（4）在計(jì)算初值差時(shí)，禁止采用測(cè)量結(jié)果與銘牌直接比較（因?yàn)殂懪茢?shù)值是額定容量，實(shí)際計(jì)算數(shù)值會(huì)與銘牌值存在輕微的差別，應(yīng)將銘牌的主電容 C1和分壓電容 C2串聯(lián)后的計(jì)算值進(jìn)行比價(jià)，否則也有可能誤判設(shè)備狀態(tài)）。（5）介質(zhì)損耗測(cè)試儀對(duì)電壓互感器小容量被試品檢測(cè)時(shí)非常靈敏，所以當(dāng)電壓互感器在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電容量異常時(shí)應(yīng)該引起足夠高的重視，盡快停運(yùn)設(shè)備（因?yàn)殡娙萘慨惓r(shí)一般表示設(shè)備已經(jīng)達(dá)到“警示值”狀態(tài)，即說(shuō)明設(shè)備已經(jīng)存在缺陷，如果不盡快處理，有可能在短時(shí)間內(nèi)向嚴(yán)重故障發(fā)展，如果該缺陷再持續(xù)發(fā)展有可能引起電壓互感器內(nèi)部短路爆炸的風(fēng)險(xiǎn)）。

3.2重視絕緣問(wèn)題

減少互感器絕緣問(wèn)題，最重要的措施就是做好日常維護(hù)和預(yù)防工作。在互感器運(yùn)行的時(shí)候，工作人員務(wù)必做好記錄工作，尤其是電壓互感器中的電壓數(shù)值的變化，便于以后用作分析和研究的對(duì)象。也能在很大程度上幫助排出故障的發(fā)生。當(dāng)然，最重要的就是在工作人員實(shí)際操作的時(shí)候，需要設(shè)置好電壓保護(hù)裝置，當(dāng)裝置報(bào)警時(shí)，工作人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并立刻進(jìn)行處理，避免問(wèn)題的擴(kuò)大，也避免給設(shè)備帶來(lái)不必要的損失和損毀。

3.3改變電壓互感器安裝方式

由于電壓互感器熱極限輸出容量的提高，導(dǎo)致互感器的體積有一定的增加，因此將電壓互感器安裝在電壓互感器柜的下倉(cāng)中，而不能安裝在手車上。

3.4互感器接地不良的處理

在互感器運(yùn)行中，工作人員要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)工作的完成。以此來(lái)保證互感器的各個(gè)接口正常，尤其是電容末端與地面接觸。確保接口正常，保障其正常使用過(guò)程。相關(guān)維修人員還應(yīng)該具備完善的專業(yè)技能和知識(shí)儲(chǔ)備，能夠把控好所有電壓互感器的問(wèn)題處理方法，避免問(wèn)題的出現(xiàn)給后續(xù)造成的一系列損失。即使在設(shè)備正常運(yùn)行中，工作人員也需要進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)檢查工作，避免一切隱患。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電壓互感器在人們實(shí)際生活和應(yīng)用充當(dāng)著重要角色。因此，電力行業(yè)更應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)其的重視程度。電壓互感器對(duì)于整個(gè)變電站的整體運(yùn)行起著重要的作用。但是，實(shí)際生活中，電壓互感器還是存在著一些問(wèn)題和故障，只有合理有效解決好這些問(wèn)題和故障，才能在最大程度上減少損失，并促進(jìn)電力行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

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（作者單位：天津南環(huán)鐵路電務(wù)有限責(zé)任公司）