母線電壓互感器及其故障處理淺析

時(shí)海全

摘 要：母線電壓互感器連接在母線上，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，對(duì)母線及系統(tǒng)安全運(yùn)行影響比較大。通過(guò)本論文著重從電壓互感器的工作原理、常見(jiàn)故障，結(jié)合工作實(shí)際，對(duì)電壓互感器常見(jiàn)故障進(jìn)行分析，闡述電壓互感器異常對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響，提出實(shí)際工作中應(yīng)對(duì)措施及處理方法。

關(guān)鍵詞：母線、電壓互感器;故障;應(yīng)對(duì)措施

引言

電壓互感器（TV、PT）是一種特殊變壓器，一次繞組多，二次繞組少，將高電壓按一定比例變換成100V或更低的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，使高壓與低壓有效隔離，保證了工作人員及二次設(shè)備安全。廣泛應(yīng)用于供計(jì)量、保護(hù)、自動(dòng)裝置用電壓，其能否正常、持續(xù)工作，直接關(guān)系到系統(tǒng)一、二次設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。2020年4月19日，四川石化公司發(fā)生一起總降變35kV 某單元母線PT柜短路崩燒，導(dǎo)致此單元母線失電，引起系統(tǒng)電壓波動(dòng)，導(dǎo)致煉化裝置機(jī)泵跳閘，造成4套煉化裝置停工。從此次事故學(xué)習(xí)中受到深刻啟示，當(dāng)電壓互感器發(fā)生短路故障時(shí)，將對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成嚴(yán)重后果。作為電網(wǎng)運(yùn)行的指揮者，結(jié)合我公司電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，要想做到準(zhǔn)確、迅速地判斷、處理電壓互感器故障，從調(diào)度工作角度實(shí)際出發(fā)，需對(duì)電壓互感器的故障特性、處理原則有所了解。以下就電壓互感器的工作原理及常見(jiàn)故障做淺析總結(jié)和分析。

1、電壓互感器的工作原理：電壓互感器實(shí)際上是一個(gè)帶鐵芯的變壓器。它是由一、二次繞組、鐵芯和絕緣材料組成。當(dāng)在一次繞組上施加一個(gè)電壓U1時(shí)，在鐵芯中就產(chǎn)生一個(gè)磁通，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，則在二次繞組中就產(chǎn)生一個(gè)二次電壓U2.改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產(chǎn)生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同電壓比的電壓互感器。

2、電壓互感器的常見(jiàn)故障及分析：

2.1電壓互感器回路斷線及處理：當(dāng)運(yùn)行中的電壓互感器回路斷線，有如下現(xiàn)象顯示：“電壓回路斷線”光字牌亮、警鈴響;電壓表指示為零或三相電壓不一致，有功功率表指示失常，電壓表停轉(zhuǎn);低電壓繼電器動(dòng)作;可能有瞬間接地信號(hào)發(fā)出（高壓熔斷器熔斷時(shí)）;絕緣監(jiān)視電壓表較正常值偏低，正常相電壓表指示正常。

在電力調(diào)度所自動(dòng)化信息窗出現(xiàn)上述相關(guān)信息時(shí)及接到現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員匯報(bào)后，調(diào)度員應(yīng)能根據(jù)上述現(xiàn)象做出初步判斷后：立刻通知運(yùn)行人員去現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)、檢查。電壓互感器回路斷線的處理方法：1、停用所帶的繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置（距離保護(hù)、接地保護(hù)等），以防止誤動(dòng)。2、如因二次回路故障，使儀表指示不正確時(shí)，可根據(jù)其他儀表指示，監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行，且不可改變?cè)O(shè)備的運(yùn)行方式，以免發(fā)生誤操作。3、檢查高、低熔斷器是否熔斷。若高壓熔斷器熔斷，應(yīng)查明原因予以更換，若低壓熔斷器熔斷，應(yīng)立即更換，更換熔絲后若再次熔斷，應(yīng)查明原因，嚴(yán)禁將熔絲容量加大。4、檢查二次電壓回路的接點(diǎn)有無(wú)松動(dòng)、有無(wú)斷線現(xiàn)象，切換回路有無(wú)接觸不良，二次側(cè)自動(dòng)空氣開關(guān)是否脫扣?？稍囁鸵淮危囁筒怀晒υ偬幚?。

2.2電壓互感器本體故障的處理：運(yùn)行中的電壓互感器有下列故障現(xiàn)象之一者，應(yīng)立即停用：1、高壓熔斷器連續(xù)熔斷2～3次;2內(nèi)部有放電聲或其他噪聲;3、電壓互感器冒煙或有焦臭味;4、繞組或引線與外殼間有火花放電;5、運(yùn)行溫度過(guò)高;6、電壓互感器漏油。

在停用電壓互感器時(shí)，若電壓互感器內(nèi)部有異常響聲、冒煙、跑油等故障，且高壓熔斷器又未熔斷，則應(yīng)該用斷路器將故障的電壓互感器切斷，禁止使用隔離開關(guān)或取下熔斷器的方法停用故障的電壓互感器。

結(jié)合我公司二電廠35kV系統(tǒng)接線結(jié)構(gòu)，當(dāng)發(fā)生上述故障現(xiàn)象時(shí)的處理原則：二電廠35kV系統(tǒng)采用單母線分段接線方式，母聯(lián)斷路器并列運(yùn)行，電壓互感器采用手車柜式連接方式，中性點(diǎn)采用經(jīng)消弧線圈小電流接地方式。當(dāng)某段母線電壓互感器發(fā)生內(nèi)部有異常響聲、冒煙、跑油等故障，且高壓熔斷器又未熔斷時(shí)，調(diào)度員正確判斷電壓互感器內(nèi)部發(fā)生故障，由于電壓互感器的連接方式為手車柜式，拉合PT柜手車相當(dāng)于拉合隔離開關(guān)，發(fā)生上述故障嚴(yán)禁用隔離開關(guān)進(jìn)行操作。應(yīng)立即通知運(yùn)行人員嚴(yán)禁對(duì)PT手車進(jìn)行操作，以免PT發(fā)生短路故障引起著火爆炸事故，造成人身傷害事故。立即斷開35kV母聯(lián)斷路器，使兩段母線分裂運(yùn)行，避免故障PT發(fā)生短路對(duì)非故障段母線造成嚴(yán)重影響。立即通知下級(jí)變電站將上級(jí)故障PT段母線所帶負(fù)荷倒至非故障段運(yùn)行。若現(xiàn)場(chǎng)故障冒煙、著火較嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)果斷拉掉故障PT段母線各路有源電源，使母線停電，PT故障進(jìn)行有效隔離，將故障PT手車?yán)龉裢?，維修人員進(jìn)行故障分析、查找。同時(shí)，恢復(fù)停用母線供電及其母線出線供電，恢復(fù)下游變電站正常運(yùn)行方式。

2.3在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中（我公司35kV、10kV、6kV系統(tǒng)均是不接地系統(tǒng)），當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于間歇性電弧接地引起的過(guò)電壓有可能造成互感器高壓熔絲熔斷或互感器本體絕緣薄弱處擊穿引發(fā)接地故障相同時(shí)接地或短路跳閘，此時(shí)，無(wú)論互感器發(fā)生何種故障，電力調(diào)度員應(yīng)立即通知現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員，嚴(yán)禁進(jìn)行互感器拉至柜外操作，因?yàn)榘l(fā)生接地故障時(shí)，嚴(yán)禁用隔離手車（互感器為手車式，相當(dāng)于隔離開關(guān)）拉開接地容流?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員嚴(yán)禁靠近互感器柜，以免發(fā)生短路爆炸事故，危機(jī)人身安全。如果因接地故障導(dǎo)致互感器斷線，待接地故障處理完后，再進(jìn)行互感器斷線處理;如果因接地故障導(dǎo)致互感器本體嚴(yán)重故障，處理原則按2.2中的方法進(jìn)行處理。

防范措施：

迅速、準(zhǔn)確的處理電壓互感器故障非常重要，面對(duì)電網(wǎng)各類故障引起電壓互感器故障或電壓互感器本身存在故障問(wèn)題，從設(shè)備角度和電力調(diào)度運(yùn)行角度出發(fā)，日常工作中采取以下措施：

3.1選擇性能較好、質(zhì)量可靠的電壓互感器。

3.2加強(qiáng)設(shè)備檢修、設(shè)備管理，將故障遏制在萌芽狀態(tài)。

3.3日常工作中，調(diào)度員加強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各類異常信息，果斷進(jìn)行處理。

3.4優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式，確保在電壓互感器發(fā)生故障時(shí)，影響面積縮小。

結(jié)束語(yǔ)

電壓互感器是連接在一次與二次電氣回路之間的重要設(shè)備，其發(fā)生故障時(shí)，靠近母線端，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行影響很大。掌握電壓互感器的相關(guān)原理及各種故障現(xiàn)象，不斷總結(jié)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及故障處理方法，對(duì)調(diào)度員來(lái)說(shuō)具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。