220 kV變電站電壓互感器常見(jiàn)故障分析

黃琳妍

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司揭陽(yáng)供電局，廣東 揭陽(yáng) 522000)

1 電壓互感器概述

目前，我國(guó)投運(yùn)在產(chǎn)的220 kV變電站的接線(xiàn)方式主要為雙母線(xiàn)接線(xiàn)，線(xiàn)路保護(hù)所用的電壓量來(lái)自母線(xiàn)電壓互感器，該電壓互感器具有二次并列切換回路。通過(guò)對(duì)220 kV變電站中的運(yùn)行現(xiàn)狀分析可知，在雙母線(xiàn)接線(xiàn)方式的變電站中投資成本低于其他接線(xiàn)方式的變電站，但是這種接線(xiàn)方式的變電站中二次電壓異常等故障較為常見(jiàn)，影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2 220 kV變電站電壓互感器常見(jiàn)故障

2.1 部分電容單位絕緣擊穿故障

在220 kV的高壓下，電壓互感器的電容絕緣部分很容易被擊穿。而電容在電壓互感器中起到分壓的作用，當(dāng)電壓互感器的電容被擊穿后，就會(huì)導(dǎo)致電容失去降壓功能，電壓互感器會(huì)受到損壞。因此，在采購(gòu)時(shí)要嚴(yán)格把控電壓互感器的質(zhì)量，采購(gòu)電容絕緣性強(qiáng)的電壓互感器。

2.2 串聯(lián)電容末端接地故障

在220 kV變電站的日常工作中，如果電壓互感器的電容器末端沒(méi)有按照要求接地，或有接地但接觸不良，會(huì)導(dǎo)致電壓互感器中的末屏和大地之間產(chǎn)生懸浮電壓，從而出現(xiàn)對(duì)地放電現(xiàn)象。當(dāng)懸浮電壓的數(shù)值過(guò)高時(shí)，對(duì)電壓互感器的組件產(chǎn)生損害，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使電壓互感器發(fā)生爆炸，這將直接威脅到操作人員的人身安全，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定發(fā)展也會(huì)造成不良影響。因此，在變電站的日常運(yùn)行、維護(hù)工作中，應(yīng)加強(qiáng)重視電壓互感器末屏的接地情況，確保電壓互感器的末屏必須可靠接地。

2.3 電壓互感器的絕緣故障

電壓互感器屬于半絕緣設(shè)備，其絕緣性能的好壞對(duì)電壓互感器工作效果有著直接影響。當(dāng)前我國(guó)電壓互感器工藝水平有所欠缺，在制造過(guò)程中，空氣中的水分使電壓互感器的電容組件潮濕，受潮后水分子滲入到電容組件中且不斷運(yùn)動(dòng)，容易使電容器件在220 kV的高壓襲擊下被擊穿，降低電壓互感器的絕緣性能，影響電壓互感器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.4 電壓互感器的過(guò)熱故障

在220 kV變電站電壓互感器的實(shí)際工作中，過(guò)熱故障是運(yùn)行中最為常見(jiàn)的故障之一。當(dāng)電壓互感器承受的溫度長(zhǎng)時(shí)間過(guò)高時(shí)，電壓互感器內(nèi)部組件會(huì)被燒毀，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生爆炸，影響周?chē)用竦纳詈凸ぷ?，同時(shí)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。引發(fā)220 kV變電站電壓互感器過(guò)熱故障的原因有很多，主要是因?yàn)榱鬟^(guò)電阻的電流過(guò)大，引起很大的電阻熱，使電壓互感器損壞甚至爆炸，影響電壓互感器的正常工作。

2.5 電壓互感器的組件故障

220 kV變電站中電壓互感器的組件都是互相協(xié)調(diào)合作的，每個(gè)環(huán)節(jié)中的組件都是電壓互感器的重要組成部分。從對(duì)220 kV變電站電壓互感器的日常分析中可知，影響整個(gè)電壓互感器的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的常常是單個(gè)電力組件失效。例如電壓互感器的組件生產(chǎn)中，如果組件生產(chǎn)工藝不達(dá)標(biāo)，就會(huì)造成電壓互感器組件的連接脫焊、虛焊等，進(jìn)而導(dǎo)致電壓互感器出現(xiàn)局部放電、融蠟、絕緣物質(zhì)劣化等問(wèn)題；或者在運(yùn)輸過(guò)程中沒(méi)有做好組件的防護(hù)措施，導(dǎo)致組件出現(xiàn)松動(dòng)、損傷甚至脫落，降低電壓互感器的工作效能，影響220kV變電站的正常運(yùn)行。

2.6 電壓互感器的漏油故障

在220 kV變電站的日常運(yùn)行中，如果220 kV油浸式電壓互感器本體密封不良，會(huì)產(chǎn)生絕緣油泄露的問(wèn)題。當(dāng)電壓互感器的絕緣油發(fā)生滴漏時(shí)，電壓互感器內(nèi)部受到潮氣和濕氣侵蝕，絕緣性能將受到影響。如果漏油量超過(guò)所能承受的最大限度，就會(huì)導(dǎo)致電容芯子出現(xiàn)浸油不佳，甚至出現(xiàn)脫油現(xiàn)象，使電容板和斷面間形成空氣間隙，就會(huì)產(chǎn)生電容從而出現(xiàn)放電現(xiàn)象，導(dǎo)致220 kV變電站電壓互感器在運(yùn)行時(shí)，內(nèi)部組件容易被擊穿，電壓互感器會(huì)發(fā)生嚴(yán)重故障，進(jìn)而影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 常見(jiàn)故障的處理措施

3.1 積極應(yīng)用先進(jìn)的現(xiàn)代監(jiān)控設(shè)備

隨著傳統(tǒng)電網(wǎng)朝著智能電網(wǎng)的方向改變，傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)判斷已經(jīng)不能滿(mǎn)足當(dāng)前電網(wǎng)的發(fā)展需求，因此在電網(wǎng)運(yùn)行中需要積極應(yīng)用先進(jìn)的現(xiàn)代監(jiān)控設(shè)備，如紅外成像儀、鐵磁諧振技術(shù)、變電站智能機(jī)器人巡視系統(tǒng)等。利用紅外成像儀能夠及時(shí)檢測(cè)出電壓互感器內(nèi)部組件的異常發(fā)熱情況。通過(guò)鐵磁諧振技術(shù)檢測(cè)電壓互感器能準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)阻尼電阻的運(yùn)行情況以及電壓互感器內(nèi)部的鐵芯是否飽和等信息。隨著電網(wǎng)監(jiān)控的實(shí)施及變電所無(wú)人值班模式的推進(jìn)，在220 kV變電站巡視中采用變電站智能機(jī)器人巡視系統(tǒng)，能自動(dòng)檢查電壓互感器外觀是否正常等，加強(qiáng)對(duì)變電運(yùn)行的監(jiān)控和檢測(cè)，為變電安全運(yùn)行提供保障。

3.2 根據(jù)二次電壓的輸出情況合理判斷故障

在電壓互感器發(fā)生不同的故障時(shí)，二次電壓的輸出情況也會(huì)隨著改變，變電運(yùn)行人員可以根據(jù)PT二次電壓的輸出情況來(lái)判斷和監(jiān)測(cè)電壓互感器故障。變電站運(yùn)行人員在電壓互感器發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)提高自身的警惕性，做好電壓互感器數(shù)據(jù)的收集分析工作，第一時(shí)間到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，能快速分析出故障原因，防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。

3.3 處理措施

220 kV變電站中電壓互感器故障原因是多種多樣的，當(dāng)電壓互感器發(fā)生故障時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)該采取以下措施。

1)當(dāng)發(fā)現(xiàn)電壓互感器出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)備好需要的工具，到現(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)先檢查后臺(tái)機(jī)電壓情況，確認(rèn)信號(hào)和故障相；檢查異常相PT外觀是否正常(油位是否升高、冒煙、有燒焦味、異響等)，以確認(rèn)PT內(nèi)部故障(在靠近PT本體前應(yīng)先用紅外測(cè)溫儀確認(rèn)油箱溫度是否升高，一般內(nèi)部故障會(huì)出現(xiàn)油溫升高現(xiàn)象，防止因PT突然發(fā)生爆炸引起人員傷亡事件)。如電壓互感器無(wú)明顯故障現(xiàn)象時(shí)，用萬(wàn)用表測(cè)量各組空開(kāi)兩側(cè)電壓，若某相電壓測(cè)量值各繞組和兩側(cè)都相應(yīng)降低或?yàn)?，開(kāi)口三角出現(xiàn)零序電壓，同時(shí)檢查電壓互感器到端子箱電纜是否有明顯故障，可初步判定該電壓互感器內(nèi)部故障(35 kV以上電壓互感器均為分相，同時(shí)出現(xiàn)某相計(jì)量和保護(hù)組電壓異常，結(jié)合紅外，一般可判定內(nèi)部故障)。確定故障后，應(yīng)將檢查情況匯報(bào)調(diào)度，申請(qǐng)母線(xiàn)停電處理。

2)按調(diào)度令退出相關(guān)線(xiàn)路距離保護(hù)、零序方向保護(hù)及主變復(fù)壓閉鎖壓板，恢復(fù)其他設(shè)備運(yùn)行并對(duì)電壓互感器進(jìn)行檢修。例如當(dāng)檢查確定故障是由電壓互感器中的組件受潮引起的，測(cè)試人員應(yīng)先檢查組件中的絕緣部分，對(duì)組件受潮的原因進(jìn)行分析，并拆解組件，進(jìn)行電氣實(shí)驗(yàn)，對(duì)受潮組件進(jìn)行維修，完成檢修后做好善后工作，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行復(fù)測(cè)。

4 結(jié)語(yǔ)

電壓互感器故障影響變電站的正常運(yùn)行，影響著變電站周?chē)用竦纳詈凸ぷ鳎瑖?yán)重時(shí)會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此加強(qiáng)電壓互感器常見(jiàn)故障的監(jiān)測(cè)和檢查，對(duì)快速解決電壓互感器常見(jiàn)故障具有促進(jìn)作用，切實(shí)保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，提供高質(zhì)量的供電服務(wù)。