110?kV變電站電壓互感器經常出現的故障原因與對策

摘要：電力系統是現代工業與人民生活中不可缺少的能源基礎工程，是現代社會發展中不可缺少的物質保障。變電站是電力網絡中的重要節點，在確保電力網絡安全可靠運行中起著重要作用。電壓互感器是變電站設備中的重要組成部分，電壓互感器故障可能為電網運行帶來極大的不良影響。本文分析了電壓式互感器的穩定性，同時在故障發現、判定與處理等放賣弄對110 kV變電站中電壓互感器出現的故障進行探討。

關鍵詞：110 kV；變電站；電壓互感器；故障；原因；對策

中圖分類號：TM451.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-00-01

電壓互感器（TV）是將電力系統的高電壓變換成標準的低壓裝置，以便用于測量儀表反映高壓量值的變化情況，與繼電保護裝置配合時可對電力系統進行保護。由于電壓互感器的二次側的電壓均為100 V，簡化了制造工藝并降低了生產成本。因此，電壓互感器在電力系統中得到廣泛的應用。

1 電壓式互感器的穩定性

對于電磁式電壓互感器，從結構上的特點它是一種小容量、高電壓比的降壓變壓器，其基本工作原理與變壓器無區別，它的一次繞組應與線路并聯，一次繞組的額定電壓與線路電壓相一致。電壓互感器由于其工作性質不同，它與變壓器是有所不同的，它主要用于測量和保護，不能輸送電能。1l0 kV電壓互感器，一次側一般不裝熔斷器：因為這一類互感器采用單相串級式，絕緣強度高，發生事故的可能性比較小；又因1l0 kV及以上系統，中性點一般采用直接接地，接地故障時，瞬時即跳閘，不會過電壓運行；同時，在這樣的電壓級電網中，熔斷器的斷流容量亦很難滿足要求。在電壓互感器的二次側裝設熔斷器或自動空氣開關，當電壓互感器的二次側及回路發生故障時，使之能快速熔斷或切斷，以保證電壓互感器不遭受損壞及不造成保護誤動。熔斷器的額定電流應大于負荷電流的1.5倍。運行中不得造成二次側短路。

2 故障發現與分析

（1）故障發現。電力系統中電壓互感器的維護與檢測中的常用無損檢測方法為紅外測溫檢測法。紅外線熱成像技術能夠在不接觸設備的基礎上測定設備的溫度升高，對設備運行狀況進行診斷判定，相比傳統的檢測方式更安全、更簡便，還能實時檢測，同時還可以通過熱成像分對設備內部缺陷的具體位置進行檢測判定。2012年我單位在對110 kV變電站進行紅外檢測中，發現TV的A相最高溫度為39.8 ℃，B相最高溫度為37.9 ℃，C相最高溫度為37.4 ℃。A相溫度相比C相高出2.4 ℃，同時還檢測出TV存在二次電壓異常。根據規定，電壓互感器局部或整體的溫度最大正常升高為1.5 ℃，同類溫差最大為0.5 ℃。本次檢測部分溫度升高超過規定范圍，故障缺陷較為嚴重，根據紅外線熱成像圖譜分析原因為內部損耗異常。

（2）互感器結構原理。改電容式電壓互感器的型號為TYD110/3-0.002H，原理圖如圖1所示。電壓互感器包括了兩部分，分別是有瓷套外殼的電容分壓器與電磁單元。圖中，T為電磁單元變壓器，F為氧化鋅避雷裝置。C1和C2安裝在瓷套內部，C1電容量為29990pF，C2電容量為63450pF，C1與C2串聯后的電容量合成為20386.73pF（標準值為20400pF，允許誤差為0.13%），油箱內部電磁單元的變壓器一次段A‘在瓷套內部，處于C1與C2中間，3個二次繞線組的接線端子a1、n1、a2、n2、da、dn均由接引盒導出，X段在出線盒中接地。

（3）故障分析。通過對電壓互感器的原理進行分析，能夠得出油箱內電磁單元與電容器C2在正常的工作狀態時的額定電壓為20 kV，而TYD110/3-0.002H電壓互感器分擔的正常電壓為190.5 kV。如果電磁單元存在對地面的短路無法分擔20 kV的電力，二次輸出將無電壓輸出，這樣的情況下設備整相的承壓能力所受影響不大；如果分壓電容器存在故障問題，分擔承受的電壓較低，則其他部分所承受的電壓會升高，直接導致設備整體運行出現問題，存在二次電壓的輸出，但輸出值會出現異常，設備會出現異常噪音甚至直接損壞。如果電磁單元變壓此的一次段存在斷路問題，電壓無法正常接收，設備功能不存在，二次電壓輸出消失；如果分壓電容器C2的電容增加，輸出的二次電壓值會降低。

因此，由于能夠確定TYD110/3-0.002H電壓互感器能夠承受系統正常工作的電壓負擔，根據電壓互感器的結構特點進行分析，能夠判斷分壓電容器不存在異常。根據現有情況推斷，可能出現的故障原因包括：①電磁單元變壓器中存在一次引線斷路問題或者異常接地。②電壓互感器中與電磁單元變壓器并聯的避雷設備由于雷擊而發生擊穿導通。③油箱內部電磁單元損壞或者進水受潮等故障。將電壓互感器設備解體檢查，同時進行電氣試驗對故障原因進行排查與分析。

（4）故障確定與處理。根據電氣試驗的結果與設備的實際情況進行整體分析，初步認定故障發生的原因為可能原因中的避雷設備擊穿導通。將TYD110/3-0.002H電壓互感器與底座油箱解體后進行檢查，對電磁單元變壓器與避雷設備的絕緣電阻以及變壓器的一次繞組中的直流電阻進行測量。結果為變壓器一次繞組直流電阻值正常，而避雷設備的絕緣電阻低于10 MΩ。將避雷設備與電磁單元變壓器分離，對電磁單元變壓器進行變壓比測試，結果正常，能夠確定初步判定的結果避雷設備擊穿導通屬實。

3 結語

在變電站電壓互感器故障排查與維護中，應當將電磁單元部分的一次連接點引出，能夠在故障分析與預防性試驗中直接檢測電磁單元的工作狀態，或者直接提供提供參數進行測量，同時在產品制造與出廠中嚴格把關，避免缺陷的發生。而工作狀態中的電磁電壓互感器，由于停電和拆卸困難，應當建議加強瓷套與電磁單元絕緣強度，提高制造與設計的工藝要求。

參考文獻

[1]王麗格.110 kV電壓互感器放電的故障分析[J].科技創業月刊，2009（11）：237-238.

[2]楊新春，李化，楊紅權，等.一起110 kV電容式電壓互感器故障診斷與處理[J].電力電容器與無功補償，2010，31（6）：57-60.

[3]陳晨.110 kV電容式電壓互感器故障處理分析[C]//江蘇省電機工程學會2010年學術年會暨第四屆電力安全論壇論文集.2010：778-779.