35kV電壓互感器常見故障分析及總結(jié)

李云 劉洪波 李曉東

摘要：隨著科技的發(fā)展和人類生活水平的不斷提高，電力系統(tǒng)的復(fù)雜程度也在不斷增加，如何保障電力系統(tǒng)的正常運行是目前研究的重要內(nèi)容之一。本文針對35kV電壓互感器在運行中常出現(xiàn)的故障和燒毀原因進(jìn)行分析，并提出具體處理方法和建議。

關(guān)鍵詞：電壓互感器;鐵心飽和;故障分析;處理方法

在電力系統(tǒng)中，電壓互感器作為一種儀用變壓器，是一、二次系統(tǒng)的重要聯(lián)絡(luò)元件，它能正確地反映電氣設(shè)備的正常運行和故障情況，目前在我國35kV及以下的電力分配網(wǎng)絡(luò)中，由于廣泛采用中性點非有效接地方法，過電壓現(xiàn)象出現(xiàn)的概率比較大，而過電壓所造成的電力設(shè)備的絕緣故障，其中電壓互感器保險絲及熔斷管燒毀和互感器爆炸事故是常見的35kV及以下電網(wǎng)中的電力設(shè)備事故。因此，對于此類問題的研究對電力設(shè)備的安全運行具有十分重要的意義。本文對電壓互感器在運行中的常見故障、成因、機理進(jìn)行分析研究并提出可行性解決方案。以下是常見的電壓互感器故障及處理方法

一、電壓互感器二次熔絲熔斷

當(dāng)互感器二次熔絲熔斷時，會出現(xiàn)下列現(xiàn)象：有預(yù)告音響;“電壓回路斷線”光字牌會亮;電壓表、有功和無功功率表的指示值會降低或到零;故障相的絕緣監(jiān)視表計的電壓會降低或到零;“備用電源消失”光字牌會亮;在變壓器、發(fā)電機嚴(yán)重過流時，互感器熔絲熔斷，低壓過流保護可能誤動。

處理方法：首先根據(jù)現(xiàn)象判斷是什么設(shè)備的互感器發(fā)生故障，退出可能誤動的保護裝置。如低電壓保護、備用電源自投裝置、發(fā)電機強行勵磁裝置、低壓過流保護等。然后判斷是互感器二次熔絲的哪一相熔斷，在互感器二次熔絲上下端，用萬用表分別測量兩相之間二次電壓是否都為100V。如果上端是100V，下端沒有100V，則是二次熔絲熔斷，通過對兩相之間上下端交叉測量判斷是哪一相熔絲熔斷，進(jìn)行更換。如果測量熔絲上端電壓沒有100V，有可能是互感器隔離開關(guān)輔助接點接觸不良或一次熔絲熔斷，通過對互感器隔離開關(guān)輔助接點兩相之間，上下端交叉測量判斷是互感器隔離開關(guān)輔助接點接觸不良還是互感器一次熔絲熔斷。如果是互感器隔離開關(guān)輔助接點接觸不良，進(jìn)行調(diào)整處理。如果是互感器一次熔絲熔斷，則拉開互感器隔離開關(guān)進(jìn)行更換。

二、電壓互感器一次熔斷器熔斷

故障現(xiàn)象與二次熔絲熔斷一樣，但有可能發(fā)“接地”光字牌。因為互感器一相一次熔斷器熔斷時，在開口三角處電壓有33V，而開口三角處電壓整定值為30V，所以會發(fā)“接地”光字處理方法，與二次熔絲熔斷一樣。要注意互感器一次熔斷器座在裝上高壓熔斷器后，彈片是否有松動現(xiàn)象。

三、電壓互感器擊穿熔斷器熔斷

凡采用B相接地的互感器二次側(cè)中性點都有一個擊穿互感器的擊穿熔斷器，熔斷器的主要作用是：在B相二次熔絲熔斷的時候，即使高壓竄入低壓，仍能使擊穿熔絲熔斷而使互感器二次有保護接地，保護人身和設(shè)備的安全，其擊穿熔斷器電壓約500V。故障現(xiàn)象與互感器二次熔絲熔斷一樣，此時更換B相二次熔絲，一換上好的熔絲就會熔斷。不要盲目將熔絲容量加大，要查清原因，是否互感器擊穿熔絲已熔斷。只有將擊穿熔絲更換了，B相二次熔絲才能夠換上。互感器一、二次熔斷器熔斷及擊穿熔斷器熔斷在現(xiàn)象上基本一致，查找時一般是先查二次熔斷器及輔助接點，再查一次熔斷器，最后查擊穿熔斷器、互感器內(nèi)部是否故障。如果發(fā)電機在開機時，發(fā)電機互感器一次熔斷器經(jīng)常熔斷又找不出原因，則有可能是由互感器鐵磁諧振引起。

四、電壓互感器冒煙損壞

電壓互感器冒煙損壞本體會冒煙，并有較濃的臭味;絕緣監(jiān)視表計的電壓有可能會降低，電壓表，有功、無功功率表的指示也有可能降低，發(fā)電機互感器冒煙，可能有“定子接地”光字牌亮，母線互感器冒煙，可能有“電壓回路斷線”，“備用電源消失”等光字牌亮。

處理方法：如果在互感器冒煙前一次熔斷器從未熔斷，而二次熔斷器多次熔斷，且冒煙不嚴(yán)重?zé)o一次絕緣損傷象征，在冒煙時一次熔斷器也未熔斷，則應(yīng)判斷為互感器二次繞組間短路引起冒煙，在二次繞組冒煙而沒有影響到一次絕緣損壞之前，立即退出有關(guān)保護、自動裝置，取下二次熔斷器，拉開一次隔離開關(guān)，停用互感器。對充油式互感器，如果在冒煙時，又伴隨著較濃臭味，互感器內(nèi)部有不正常的噪聲;繞組與外殼或引線與外殼之間有火花放電;冒煙前一次熔斷器熔斷2～3次等現(xiàn)象之一時，應(yīng)判斷為一次側(cè)絕緣損傷而冒煙。如是發(fā)電機互感器冒煙，則應(yīng)立即用解列發(fā)電機的方法，如是母線互感器則用停母線的方法停用互感器。此時，決不能用拉開隔離開關(guān)的方法停用互感器。

五、單相接地故障

現(xiàn)象：故障相電壓降低或為零，其他兩相相電壓升高或上升到線電壓。接地相的判別方法為：（1）如果一相電壓指示到零，另兩相為線電壓，則為零的相即為接地相。（2）如果一相電壓指示較低，另兩相較高，則較低的相即為接地相。（3）如果一相電壓接近線電壓，另兩相電壓相等且這兩相電壓較低時，判別原則是“電壓高，下相糟”，即按A、B、C相序，哪一相電壓高，則其下相可能接地。適用于系統(tǒng)接地但未斷線的故障，記下故障象征就可以避免檢修人員盲目查線。

六、鐵磁諧振

鐵磁諧振就是由于鐵心飽和而引起的一種躍變過程，系統(tǒng)中發(fā)生的鐵磁諧振分為并聯(lián)鐵磁諧振和串聯(lián)鐵磁諧振。激發(fā)諧振的情況有：電源對只帶互感器的空母線突然合閘，單相接地;合閘時，開關(guān)三相不同期。所以諧振的產(chǎn)生是在進(jìn)行操作或系統(tǒng)發(fā)生故障時出現(xiàn)。中性點不接地系統(tǒng)中，互感器的非線性電感往往與該系統(tǒng)的對地電容構(gòu)成鐵磁諧振，使系統(tǒng)中性點位移產(chǎn)生零序電壓，從而使接互感器的一相對地產(chǎn)生過電壓，這時發(fā)出接地信號，很容易將這種虛幻接地誤判別為單相接地。在合空母線或切除部分線路或單相接地故障消失時，也有可能激發(fā)鐵磁諧振。此時，中性點電壓（零序電壓）可能是基波（50Hz）、也可能是分頻（25Hz）或高頻（100～150Hz）。經(jīng)常發(fā)生的是基波諧振和分頻諧振。根據(jù)運行經(jīng)驗，當(dāng)電源向只帶互感器的空母線突然合閘時易產(chǎn)生基波諧振;當(dāng)發(fā)生單相接地時，兩相電壓瞬時升高，三相鐵心受到不同的激勵而呈現(xiàn)不同程度的飽和，易產(chǎn)生分頻諧振。

電壓互感器是發(fā)電廠、變電站等輸配電系統(tǒng)中不可缺少的電器元件，它是一次與二次電氣回路之間連接的重要設(shè)備，在電力系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。而隨著電力系統(tǒng)復(fù)雜程度的不斷增加，電壓互感器在運行時所發(fā)生的故障及異常也層出不窮。本文對35kV及以下電壓互感器在運行中常發(fā)生的故障及異常進(jìn)行了總結(jié)和分析研究，希望能對日后電力系統(tǒng)的維護與建設(shè)起到一定的幫助作用。

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