110kV 變電站電壓互感器故障原因及解決對策

孫 華

（江蘇省電力公司蘇州市吳江供電公司，江蘇 吳江 215200）

電壓互感器與變壓器有一定的相似之處，都具有線路電壓轉換的功能，但兩者的目的不同。電壓互感器對電壓轉換的目的，是為了給繼電保護裝置、測量設備等提供電能，以便其對線路中的電壓、電流、功率等進行準確的測量，并且對線路中發生故障后香瓜設備的保護。電壓互感器的種類很多，其中電容式電壓互感器使用范圍最廣。在電壓互感器運行過程中，一旦發生故障，就會對變電站運行穩定性造成影響，并且電壓互感器故障的類型、成因多種多樣，需要對其進行認真的分析，提出行之有效的解決措施。

1 電壓互感器的結構原理分析

電壓互感器的構成部分包括線圈、鐵心、絕緣等，其運行原理與變壓器相似。其基本結構通常為單相雙線圈，當施加電壓在一次繞組上時，鐵心會產生相應的磁通，同時，在電感應的作用下，二次繞組也會產生電壓。繞組匝數改變，兩次電壓比也不同。被測電壓可單使用，也可三相使用，三線圈互感器多一個線圈，正常工作時，三相電壓是對稱的，第三線上的三相感應電動勢之和為零。發生單相接地狀況時，第三線圈會起到一定的保護作用。

2 110kV 變電站電壓互感器故障原因

現階段，我國110kV 變電站中采用的電壓互感器主要以電容式互感器為主，其主要有電容分壓器以及電磁兩個單元組成。其中電容分壓器又分為分壓電容以及主電容兩部分；電磁單元包括補償電阻器、阻尼器、中間變壓器。根據不同的電壓等級，使用的設備數量、類型等也不盡相同。下面就從電壓互感器的各個組成部分出發，分析產生故障的原因：

2.1 電容器故障

在電壓互感器正常運行情況下，互感器電壓負載為110/根號三kV，分壓電容器以及電磁單元負載為20kV。但是在運行過程中，由于工藝水平或其他原因，分壓電容器會受到損壞，導致其承受電壓荷載的能力下降，其他節承擔流經故障處的電壓，導致其他節電壓升高，對整個系統的運行造成影響。在電容器中，一次繞組末端需要有一個良好的連接點，如果連接點缺失或受損，在一次繞組的末端會形成一個額外的電容，形成懸浮電壓，導致電容器一次繞組末端放電，嚴重情況會導致爆炸事件發生。電容器的油封出現問題也是導致互感器故障的原因之一，主要的問題包括滲油、受潮等，如果受潮，就會對電壓以及介質造成干擾，是電容器的容量下降；如果油封出現滲油現象，會導致電容器其他元件升溫，使元件變形，嚴重情況會引發爆炸。

2.2 電磁單元故障

電磁單元主要有中間變壓器、補償電阻器、阻尼器三部分構成。中間變壓器出現故障的原因主要表現為變壓器密封性以及本身的質量問題。在制造過程中由于制作工藝樓后，或者在運輸過程中設備遭到損壞，導致絕緣受損，就會造成在其使用過程中出現絕緣擊穿現象，造成繞組短路。密封性如果不合格，設備中可能會進入一定潮濕空氣，導致設備受潮，降低繞組的阻性，容易發生擊穿現象，對中間變壓器造成損壞。另外，底座不嚴也是造成故障的原因之一，由于底座問題，導致水汽進入，鐵心被不斷的腐蝕，絕緣老化加快。

2.3 絕緣單元故障

110kV 變電站電壓互感器運行過程匯總，電磁單元、電容單元都需要承受一次電壓，這就需要在各個單元中設置絕緣保護，避免電壓過高對整個系統運行造成影響。絕緣部分故障也是互感器故障主要的表現形式，導致絕緣部分故障的原因很多，包括絕緣部件老化等，在運輸過程中，由于缺少必要的保護措施，導致設備絕緣部分受損，影響其絕緣性能；另外，設備使用時間過長，絕緣老化現象嚴重，但沒有及時的更換，導致滲油、密封性差等現象發生，從而引發絕緣故障。

2.4 其他故障原因

除了上述故障原因外，還包括以下幾個方面的原因：（1）避雷器故障。現階段，變電站電壓互感器中設置的避雷器種類很多，避雷器材料多種多樣，常見的為氧化鋅避雷器。如果避雷器本身質量不合格或運輸、安裝過程中沒有嚴格按照相關標準實施，就會影響避雷器的性能，降低其電壓承受能力。（2）在電壓互感器投入運行后，管理人員沒有對其進行認真的檢修，沒有及時發現諸如螺絲松動等問題，導致設備二次電壓發生異常，嚴重情況會引發爆炸；（3）在現場安裝過程中，安裝人員沒有按照安裝規范進行，并且沒有在安裝后進行試運行以及必要的調試，導致相關參數存在不匹配現象。

3 110kV 變電站電壓互感器故障處理對策

針對110kV 變電站電壓互感器故障原因，需要采取有效的措施進行解決，筆者根據多年的工作經驗，現提出以下幾點建議：

對于電壓互感器的制造廠商來說，應該積極采用先進的制造工藝，確保產品的質量；變電運行人員，應該加強對電壓互感器的檢測工作，包括對其運行頻率、電壓值等的檢測，發現異常及時的進行處理。

對于剛投入使用的電容器，要對其嚴格把關，保證電容器尾端接觸良好，否則應禁止進入使用；檢修工作結束后，工作人員在驗收過程中，應包括對電容器末端接地情況的驗收，這就要求工作人員對相關知識非常了解；設備的巡視，除了本職項目，還要對電容設備的端裝置進行檢查，看其是否存在滲漏或放電現象；在進行紅外測溫過程中，也應增加對末端接地位置進行測量，如果發現異常，及時向有關部門匯報。

在變電站系統中安裝相應的在線監測系統，對變電站系統運行進行實時檢測。如果發生故障，并經過初步判斷為電壓異常是，可以在帶電情況下，通過對電壓互感器中電壓容量、介質耗損等情況的測量，對故障類型、性質等進行準確的判斷。

4 總結

我國電力行業正處于快速發展的新階段，電網規模逐漸增加。電壓互感器在電網運行中起著關鍵的作用，能夠通過對電壓的調節，保證電力計量準確性以及繼電保護裝置正常工作。但是在電壓互感器實際運行過程中容易發生各類故障，并且造成故障的原因繁多，這就需要根據通過有效的檢測，判斷故障類型以及造成故障的原因，采取有效的針對性措施進行處理。

［1］何正林.分析110kV 變電站電壓互感器的故障成因[J].電力企業，2012，34(12)：124-125.

［2］齊俊華.110kV 變電站電壓互感器故障原因分析[J].智能電網專欄，2013，16(4)：546-547.

［3］張德文.110kV 變電站電壓互感器故障原因研究[J].科技技術，2013，15(7)：59-60.

［4］沈靜.基于110kV 變電站的電壓互感器故障原因研究[J].中國科技信息，2011，28(4)：123-124.